功图量油与诊断算法简介共69页
功图量油
五.功图量油的不足之处
1.阻尼系数的确定方法导致油井产量计量的不准确 1.阻尼系数的确定方法导致油井产量计量的不准确 阻尼系数 目前提出的计算阻尼系数的方法有很多种， 目前提出的计算阻尼系数的方法有很多种，而各种计算 计算结果相差很大， 方法所得到的计算结果相差很大 有的甚至达到几十倍， 方法所得到的计算结果相差很大，有的甚至达到几十倍，因 此阻尼系数的确定是能否准确计算产量的基本前提 基本前提， 此阻尼系数的确定是能否准确计算产量的基本前提，而现在 还没有一种公认的计算阻尼系数的方法。 还没有一种公认的计算阻尼系数的方法。 2.现有功图量油技术在低产液井上测量误差较大 现有功图量油技术在低产液井 2.现有功图量油技术在低产液井上测量误差较大 从部分油田做过的生产数据监测方面可以得到， 从部分油田做过的生产数据监测方面可以得到，对于产 很好的进行计量， 液量较大的井，现有功图量油技术可以很好的进行计量 液量较大的井，现有功图量油技术可以很好的进行计量，且 误差较小；而对于产液量较小的井，误差仍然比较大。 产液量较小的井 误差较小；而对于产液量较小的井，误差仍然比较大。
产液量分析 压力分析 载荷分析 泵效分析 系统效率分析 宏观控制图
根据现有工作状况 进行进一步优化
工况分析
优化设计
一口油井安装一台RTU和多种传感器，包括载荷传感 一口油井安装一台RTU和多种传感器，包括载荷传感 RTU和多种传感器 载荷 位移传感器 扭矩—载荷传感器 转速传感器 传感器、 传感器、 传感器、 器、位移传感器、扭矩—载荷传感器、转速传感器、温度 传感器、压力传感器 电流传感器等 它们均与油井RTU 传感器、 传感器等。 传感器、压力传感器、电流传感器等。它们均与油井RTU 相连，对油井进行控制和采集各传感器的数据， 相连，对油井进行控制和采集各传感器的数据，并回发给 主机。通过计算机上安装的远程监控软件， 主机。通过计算机上安装的远程监控软件，与油田公司控 制计算机相连，既可以调取油田公司计算机的历史数据 历史数据， 制计算机相连，既可以调取油田公司计算机的历史数据， 也可以直接发出指令 对油井进行实时测量控制 发出指令， 实时测量控制， 也可以直接发出指令，对油井进行实时测量控制，得到现 场数据在计算服务器上进行分析处理， 场数据在计算服务器上进行分析处理，采集的实时数据和 分析结果在授权的计算机上可以打印和浏览 打印和浏览。 分析结果在授权的计算机上可以打印和浏览。
功图法油井计量技术
功图法油井计量技术概况功图法油井计量技术功图法量油技术开发背景长庆油田油井单井计量以双容积单量为主，双容积单井计量系统组成及地面流程复杂，控制部分易损坏，故障率高，电磁执行机构漏失严重，计量误差较大，且地面流程一次性投资大，维护困难，又不能实现计量数据远传和实时检测，人为影响因素多。
功图法量油技术开发背景2000年以来，长庆油田相继开发的一些小区块或出油点，地理位置较为偏远，油井分散、数量少、产量低．部分区块含水较高。
若按常规模式建立完善的地面流程会造成亏损经营。
为了降低投资、节约成本，提高油田管理水平，2000年，长庆油田公司油气工艺技术研院与西安威正电子科技有限公司联合提出了一种采用“功图法”计量单井产量的计算方式和测试方法，研制开发了一套基于这种方法的综合测试系统和相应的配套计量软件。
经过不断地研究和实践，该技术目前已在全油田共建数据处理点100多个，管理油井4000多口，在油田生产中发挥着重要作用。
功图法油井计量技术目录一、功图法油井计量技术理论研究二、功图法油井计量系统研制三、油田应用情况功图法油井计量技术地面示功图 建立定向井条件下油管、抽油杆、液体三维力学、数学模型结合油井液体性质、抽油机型号、冲程、冲次、杆柱组合等主要参数泵功图采用多边形逼近法和矢量特征法进行分析和故障识别泵有效冲程结合油层物性及生产参数油井产液量功图法油井计量系统技术原理图全天候采集井口位移与载荷数据㈠ 基本原理功图法量油技术是依据抽油机井深井泵工作状态与油井产液量变化关系，把定向井有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动系统（三维振动系统：包含抽油杆、油管和液柱三个振动子系统），该系统在一定的边界条件和一定的初始条件（如周期条件）下，对外部激励（地面功图）产生响应（泵功图）。
一、功图法油井计量技术理论研究功图法油井计量技术抽油杆连接条件连接条件油管液柱连接条件 地面功图泵功图地面折算有效排量泵功图识别模块有杆泵抽油系统建立定向井有杆泵抽油系统的力学、数学模型，该模型能计算出给定系统在不同井口示功图激励下的泵功图响应，对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程，进而求出地面折算有效排量。
油井计量原理及功图分析
油井产液量计量原理
目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井和注水井上推行应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最大体的求产原理、示功图和泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对列位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理
抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根滑腻的抽油杆）在抽油进程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器经受光杆和井下全数抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情形千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有把握了诊断技术，才能分析和治理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采纳了“功图法”自动计量，相较较采纳分离器求产，由于受各类因素阻碍求产波动较大，而且求产时刻较长，无益于快速、准确、及时把握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作本钱；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情形，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平不同而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在必然程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产能够。
油井功图法自动计量与监测技术培训共57页文档
对 采 集 数 据 进 行 计
实 时 监 测 、 显 示
参量每
数 。
分 析
口 井
，示
同功
时图
，
技术人员培训
功图法计量技术授课材料
目录
第一部分 监测系统简介 第二部分 计量系统简介 第三部分 参数录入规范 第四部分 影响计量结果的主要因素 第五部分 系统常见问题及故障判断与处理
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功图法计量技术授课材料
第一部分 监测系统简介
长庆油田以丛式井组为主。为简化流程、减少 计量管线、降低建设投资，满足低渗透油田经济高 效的开发要求，采用适宜的计量方式，对搞准区块、 井组和单井产量及降低产建投资，具有十分重要的 意义。
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第一部分 监测系统简介
建立定向井有杆泵
抽油系统的力学、数学 模型，该模型能计算出
地面功图
给定系统在不同井口示
功图激励下的泵功图响
应，对此泵功图进行分
析，确定泵的有效冲程，
有杆泵抽油系统
进而求出地面折算有效
排量。
连接条件
抽油杆
油管
连接条件
液柱
连接条件
泵功图
泵功图识别模块
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第一部分 监测系统简介
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第一部分 监测系统简介
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第一部分 监测系统简介
三、系统主要功能
① 实时数据采集与远程工况监测。 ② 实时故障报警：遥测系统故障，抽油机停机、井场停电 等故障报警提示。 ③ 远程控制：抽油机的自动间抽、启动/停止（在部分装有 扩展功能的油井）。 ④ 功图计量及油井工况诊断。 ⑤ 自动生成报表。 ⑥ 历史数据查询、网络数据浏览等。
抽油机井示功图量油及诊断精品PPT课件
功图与工况
由于动载荷的影响，示功图的上、下行程不是水平 的，但只要bc//da,而且ab//cd，就是泵工作正常。否则就 是泵出现了问题。
上图中所示的行程线与水平线之间的夹角α越大，说 明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。
功图与工况
二、标准地面示功图及生产实例
1. 泵工作正常
此图为最理想的地 面示功图(无气，多水， 供液充足的正常示功图)， 充满系数100％，特征为 平行。
对受气体影响较大的井或 易发生气锁的井应尽可能加深 泵挂，增大泵的沉没度，大泵 径长冲程机抽，特别是防冲距 要调到最小，尽量减小余隙体 积；下高效气锚和防气泵，合 理放套气，控制套压生产，使 之保持在较低值。
功图与工况
气锁现象：属于气体影响的
特殊现象，由于气体大量进入 泵筒，上冲程时气体膨胀，全 部占满柱塞让出的容积，固定 凡尔打不开。下冲程时，气体 压缩，但压力仍低于游动凡尔 上部压力，游动凡尔也打不开， 柱塞运动只是对气体压缩和膨 胀，泵不排油，这种现象称为 “气锁”。
此图为气体影响严重时发 生“气锁”而不出油或无沉没 压力时的示功图。
功图与工况
6.阀尔漏失：
6.1 固定阀尔漏失
此图是为泵固定阀漏失的 示功图。 特征:为示功图左下方呈圆形缺 损(无气体影响时右下角也呈圆 形)。 如果阀或阀座被严重刺坏时， 不出油，下行曲线呈图中虚线 形状。
功图与工况
6.2 游动阀尔漏失
功图与工况
3. 油稠
此图的上、下行曲 线呈凸状。 原因系油稠，由于上、 下冲程的行程中间速度 较快，阻力增大所致。
对于油稠的抽油井应采 取降粘措施，这样有利于生 产。
功图与工况
4. 油井出砂
此图是柱塞受油井出砂影 响，容易卡泵时的示功图。 特征为上、下曲线没有明显的 “阻尼”状，而是呈“小牙齿” 状的不规则，不重复的示功图。
油田常用示功图分析
谢谢
THANKS
靠性。
案例三：数字示功图在设备维护中的价值
背景介绍
数字示功图技术的发展为油田设备维 护提供了新的解决方案。
技术优势
数字示功图能够精确反映设备的工作 状态和性能变化，为故障诊断和预测 提供可靠依据。
应用场景
在设备维护过程中，通过数字示功图 分析，确定设备的维修需求和更换周 期，降低维修成本。
实施效果
制出相应的示功图。
常规示功图具有简单、直观的特 点，能够反映油井的产能和生产 状态，是油田生产管理中常用的
工具之一。
常规示功图的缺点在于测量精度 不高，容易受到人为因素的影响， 且无法实现远程监控和实时监测。
智能示功图
智能示功图是一种基于传感器和自动化技术的油田示功图，通过安装传感器和数据采集系统，自动测 量和记录油井的相关参数，绘制出相应的示功图。
油田生产动态监测
03
通过持续监测示功图的变化，可以了解油田的生产动态，为生
产决策提供依据。
油田设备维护
设备故障预警
通过对示功图的分析，可以发现设备异常变化趋势，及时进行预 警和维护。
设备定期维护计划制定
根据示功图分析结果，可以制定设备的定期维护计划，确保设备正 常运行。
设备性能评估
示功图可以反映设备的性能状况，通过分析可以评估设备的性能指 标，为设备更新或改造提供依据。
油田常用示功图分析
目录
CONTENTS
• 引言 • 油田常用示功图介绍 • 示功图分析方法 • 示功图分析应用场景 • 示功图分析的挑战与展望 • 案例分享
01 引言
CHAPTER
目的和背景
功图量油与诊断算法简介共69页
产2量00累3加
全天候 间抽 任意时段 ……
功图量油技术发展
拉线面积法：80年代，B•M•卡西扬诺夫 示功图的理论排量 Q e 时 间 4 r 2 冲 程 冲 次 混 合 液 比 重
实 其际中日S 总 产为液A量B、QBCSSA、E总GDCQFe延长线和AD延长线所
围的面积。
液量叠加法等
堡1-4A井
功图计量（m3）
差值（m）
10月7日
14.715
14.470
0.245
10月8日
15.930
15.901
0.839
10月9日
15.660
15.179
0.481
10月10日
15.931
15.344
0.587
10月12日
16.335
15.480
0.855
10月14日
16.200
15.541
0.659
07.08.2021
工程应用实例
计算过程实例 泵功图验证 计算结果分析 庄13量油分析
07.08.2021
计算过程实例
功图量油计算过程 以堡1-3井为例
2009-12-2 示功图
07.08.2021
计算过程实例
推算泵功图
07.08.2021
计算过程实例
数据处理并确定凡尔开闭点
平滑数据
曲线变化
07.08.2021
泵功图的推算
Gibbs 波动方程 2 tu2 2 s2u2cut
07.08.2021
示功图量油
以实测地面功图为边界条件 应用计算模型拟合泵功图 应用实测井下泵功图对比修正
实测地面示功图
实测示功图
07.08.2021
功图量油与诊断算法简介解读
2019/3/20
主要内容
功图量油概述 现有问题与改进 多气井量油 抽油井故障诊断
2019/3/20
功图量油概述
从传统量油到功图量油 功图量油技术发展 功图量油的国内外现状 功图量油原理 工程应用实例
2019/3/20
从传统量油到功图量油
计算结果分析
堡1-4A 一个月数据对比
2019/3/20
计算结果分析
李堡数据汇总，见下页表格 功图量液与大罐量液误差
2019/3/20
功图计量与大罐量油对比分析表 日期 9月28日 堡 1站 大罐量油（m3） 110.476 功图计量（m3） 108.896 差值（m3） 1.58 误差率（%） 1.45
传统量油
计量间量油 智能化多相流量计量油 容积式计量法
功图量油
理论示功图
油管缩短和抽油杆伸长
光杆冲程 活塞冲程
载 荷
A
B
活塞截面以上液柱重量
C
D
抽油杆缩短和油管伸长
抽油杆在油中的重量
位移
2019/3/20
功图量油技术发展
产量累加 2003 示功图
示功仪 全天候 间抽 任意时段 ……
2019/3/20
工程应用实例
计算过程实例 泵功图验证 计算结果分析 庄13量油分析
2019/3/20
计算过程实例
功图量油计算过程 以堡1-3井为例
2009-12-2 示功图
2019/3/20
计算过程实例
推算泵功图
2019/3/20
计算过程实例
数据处理并确定凡尔开闭点
实测示功图