液面和功图
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二、机械采油(功图、液面)
3、液面曲线的识别
典型液面曲线记录图如下图所示：
Ls Le
Ls表示电磁笔从井口波到音标反射波在记录纸带上所走的距 离，单位mm。 Le表示电磁笔从井口波到液面反射波在记录纸带上所走的距 离, 单位mm。
3、液面曲线的识别
(2)
波形A为井口波，波形B，C分别为回音标、液面 反射波形。b、c、d…为油管接箍波形。
冲程损失在图上的长度B'B=DD'=126/30=4.2（mm）
P 4.2 λ
B’
S活
B
9.4
A 19.8 D λ 4.2
C
D’
o
S活
S
50
抽油杆在空气和不同相对密度原油中的重量
公称直径 in
直径 mm
截面积 cm2
抽油杆密度,kg/m
在空气中 在相对密度 在相对密度 0.86的原油 0.8的原油 中 中 在相对密 度0.9的 原油中
例题二
某井的动液面测试资料如下图所示，查该井作业 油管记录如表1，计算液面深度。
表1 某井作业油管数据
油管序号
油管长度，m
1～10 11～20 21～30 31～40 41～50 51～60 61～70 71～80 81
95.41 96.45 96.06 96.49 95.65 96.35 96.42 96.02 9.64
L N L
式中： N ——油管接箍数
L ——平均油管长度，m
2、利用油管接箍数计算液面深度
油管接箍波峰在液面曲线上只反映一部分。
现场上，由于井筒条件、仪器、操作水平等多方面因素影 响，井筒中液面以上的接箍并不明显地全部反映在曲线上，如 图所示，针对此情况可在曲线上选出不少于10个分辨明显、连 续均匀的接箍波进行计算。
第四章固液界面PPT课件
将表面光滑、均匀的固体薄片垂直插入液体中， 如果液体能够润湿此固体，则将沿薄片平面上 升。升高值h与接触角之间的关系为：
sin = 1 (gh2／2LG) 在已知LG的条件下，不难由上式求出。
（3）电子天平法
测定纤维对浸润液的接触角在纤维增强复合材料中非常重要，可用 电子天平法进行测定。
如图5-7所示，设一根纤维浸在某液体中，纤维的另一端挂在电子天 平的测量臂上。用升降装置使液面逐渐下降。纤维经(b)状态脱离液 面，在纤维脱离液面的瞬间，电子天平测出该变化过程中力的变化 P，由记录仪记下如图5-8的曲线。
当s-g > s-l 时，则cos>0，<90，此时为润湿；而且s-g和s-l相差越 大，角越小，润湿性越好。
当s-g < s-l时，则cos<0，>90，此时不润湿；当s-l越大和s-g越小 时，角越大，不润湿程度也越严重。
由Young方程可以看出，表面能高的固体比表面能低的固体更易 被液体所润湿。
>90时称为不润湿，角越大，润湿性越不 好，液体越不容易在固体表面上铺展开，而 越容易收缩至接近呈圆球状。
当=0或180时，则分别称为完全润湿和完 全不润湿。
由Young方程式可得： cos = (s-g s-l ) / l-g 上式表明润湿角的大小与三相界面张力之间的定量关系。
凡是能引起任一界面张力变化的因素都能影响固体表面的润湿性。
① 具有OH， COOH等极性基的有机物，与水分子吸引较强，它们与 水接触后，在水面上能自动铺展，有较大的铺展系数。
② 碳氢化合物及其被卤素取代后的衍生物，因分子的极性减弱，因而铺 展系数也较小。
③ 对于石蜡、溴仿这些极弱的极性键和非极性键物质，与水吸引力很 小，不能在水面上铺展，所以铺展系数为负值。
sin = 1 (gh2／2LG) 在已知LG的条件下，不难由上式求出。
（3）电子天平法
测定纤维对浸润液的接触角在纤维增强复合材料中非常重要，可用 电子天平法进行测定。
如图5-7所示，设一根纤维浸在某液体中，纤维的另一端挂在电子天 平的测量臂上。用升降装置使液面逐渐下降。纤维经(b)状态脱离液 面，在纤维脱离液面的瞬间，电子天平测出该变化过程中力的变化 P，由记录仪记下如图5-8的曲线。
当s-g > s-l 时，则cos>0，<90，此时为润湿；而且s-g和s-l相差越 大，角越小，润湿性越好。
当s-g < s-l时，则cos<0，>90，此时不润湿；当s-l越大和s-g越小 时，角越大，不润湿程度也越严重。
由Young方程可以看出，表面能高的固体比表面能低的固体更易 被液体所润湿。
>90时称为不润湿，角越大，润湿性越不 好，液体越不容易在固体表面上铺展开，而 越容易收缩至接近呈圆球状。
当=0或180时，则分别称为完全润湿和完 全不润湿。
由Young方程式可得： cos = (s-g s-l ) / l-g 上式表明润湿角的大小与三相界面张力之间的定量关系。
凡是能引起任一界面张力变化的因素都能影响固体表面的润湿性。
① 具有OH， COOH等极性基的有机物，与水分子吸引较强，它们与 水接触后，在水面上能自动铺展，有较大的铺展系数。
② 碳氢化合物及其被卤素取代后的衍生物，因分子的极性减弱，因而铺 展系数也较小。
③ 对于石蜡、溴仿这些极弱的极性键和非极性键物质，与水吸引力很 小，不能在水面上铺展，所以铺展系数为负值。
油井工况分析思路和方法
汇报提纲
第一部分 简述油井工况 第二部分 油井工况分析的基本思路 第三部分 工况分析的方法和技巧 第四部分 工况分析工作如何开展
井眼、油层近井地段
泵及尾管
管、杆、液
抽油机设备、井口、地面流程
油井工况，即油井工作状况，关乎油井生产的各个方面的工作状况都是属于油井的工况。
1.3 系统效率
抽油机井系统效率影响因素分析的基础——节点系统分析
抽油机、电动机、配电箱和井口装置组成地面部分，抽油杆、油管、泵组成井下部分。 抽油机井系统能耗主要是抽油井正常生产时井下杆柱和液柱重量加载给电动机的负荷引起的能耗，其它系统能耗则是由于抽油机传动磨损,电动机自损耗以及井下管、杆、泵、液体间的摩擦阻力造成的能量消耗。 影响机采系统效率的因素很多，归纳起来有三个方面： ——设备因素 ——井况因素 ——技术管理水平。
结垢、腐蚀
结垢造成泵卡、凡尔垫、筛管堵；SRB造成的腐蚀加快；腐蚀导致抽油杆、油管损伤加快
功图、产液物性分析、作业描述
基本思路同上
气蚀、出砂
砂埋油层、砂卡等
功图、作业描述
功图上可以直观地反映出气蚀、砂卡的现象，砂埋则需要依据作业描述推算砂埋周期
井筒状况中的工况问题及分析思路见下表：
1.3 系统效率
化验分析报告
井下资料
作业台账、井下描述、管杆组合、井下工具类型等
健康档案
测试资料
功图、液面、系统效率
测试记录、系统效率测试
生产管理资料
井组连通图、注水对应等
健康档案
二次处理资料
宏观控制图、生产曲线、憋压曲线、（参数表）、等
自行绘制、制作
3.分析思路探讨
尽管将工况分析分为三个体系，但是由于三个方面有一定的联系，又相对很独立，所以要选择合适的分析角度才能开展好系统分析的关键。 开展工况分析从形式上来分可分为：日常分析和总结性分析。不管是开展日常分析还是进行分析总结，均需要掌握很较丰富的工况分析技术，和清晰、完整的分析思路。 尽管确定了工况分析的三大体系，但针对三个方面开展的分析却很困难。 供排关系：定量分析油藏潜力和供液能力是难点，定性分析相对较为简单，但缺乏比较性； 井筒状况：对偏磨、结蜡、结垢、腐蚀等问题的定量或定性分析均较难，对漏失的判断相对较容易； 系统效率：测试资料的缺乏导致对系统效率分析难以系统开展。 本着“确保正常生产井能够持续高效生产；及时发现异常井并制定相应的治理措施加以治理，使之转为正常、高效生产；对潜力井及时制定科学合理的调整和挖潜措施，充分发挥油井的生产能力” 的工作目标，工况分析应针对突出问题，快捷、准确地发现，并制定对策。所以需要总结一套较成熟的分析思路非常必要。
抽油机井示功图法计算动液面的修正算法
抽油机井示功图法计算动液面的修正算法张胜利;罗毅;吴赞美;王丽娜;赵磊;章莎莉【摘要】Calculating dynamic fluid level with indicator diagram of rob-pumped well has become a hot topic in recent years for studying closed-loop control of production wells. Based on further analyzing the model of dynamic fluid level computation, this paper establish a corrected algorithm method connecting the actual measured fluid level with annular pressure gradient by statistical regressing site-tested data of annulus pressure gradient in 10 wells. Using this calculating model, the basic method of using indicator diagram to calculate dynamic fluid level is corrected, with which the relatively much more precise results are reached. The success is a useful trial method to carry out intellectual injection-production adjustment of oil wells by calculating dynamic fluid level with indicator diagram in Huabei Oilfield.%通过抽油机井示功图计算动液面是近年来油井闭环控制的研究方向.在研究功图法计算动液面模型的基础上,通过对10口井的环空压力梯度现场测试数据的统计回归,建立了实测动液面与环空压力梯度关联的修正计算模型,利用上述计算模型修正了根据示功图计算动液面的基础方法,获得了相对准确的计算结果.对于华北油田现场应用示功图计算动液面实现油井智能供排协调是一种有益的尝试.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2011(033)006【总页数】3页(P122-124)【关键词】示功图;载荷;计算;动液面【作者】张胜利;罗毅;吴赞美;王丽娜;赵磊;章莎莉【作者单位】华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油一厂,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE355.5抽油机井动液面是了解油井的供液情况、诊断油井故障的重要参数。
大庆某试验区低压测试疑难浅析
大庆某试验区低压测试疑难浅析刘健【摘要】大庆油田某采油厂萨北试验区位于北部过渡带东部,由于试验区开采状况比较特殊、产液量少等原因,原有的测试仪器不能测到所需要的低压测试数据(动液面和完整功图).通过测试原理和测试仪器技术指标分析,开展现场试验研究,得出该试验区相对准确的动液面和示功图,使低压测试资料能更好地服务于动态分析.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2010(029)005【总页数】2页(P41-42)【关键词】动液面;套压;功图【作者】刘健【作者单位】大庆油田海拉尔石油勘探开发指挥部【正文语种】中文萨北试验区位于北部过渡带东部,开发面积1.47 km2,开采层位为S01-S08。
目前已投产的油井28口,其中抽油机井16口,螺杆泵井2口,提捞井10口。
由于试验区开采状况比较特殊和产液量少等原因,原有的测试仪器不能测到所需要的测试数据。
新井投产后共测试18口井470井次,陆续有12口井80井次测不出液面波;有4口井9井次液面深度大于泵深;有3口井不能测得完整功图。
针对以上3种情况,通过测试原理和测试仪器技术指标分析,开展现场试验研究[1-2]。
测不出液面中70%的油井,通过用氮气仪器能够测试液面波,剩余的部分井可以通过改变测试条件的方法来解决。
其次,针对实测液面用常规方法解释时深度大于泵深问题进行试验对比分析,得出试验区相对准确的液面数据,使低压测试资料能更好地服务于动态分析。
1.1 液面测试原理目前现场探测液面的主要方法是回声法。
声波脉冲在气体介质中传播时,遇到障碍物就产生反射脉冲,如果知道脉冲传播速度和反射脉冲的反射时间,就可以计算出障碍物与脉冲声源之间的距离,回声法就是利用上述原理来探测出井下液面深度。
1.2 测不出波井井况分析新井投产后陆续有12口井测不出液面波,根据液面测试原理可知,影响液面的因素有传播介质、传播速度及井筒内状况。
与厂相关部门技术人员共同研讨,油井测不出波主要有3种情况:一是液面较深波形传导到地面后非常弱,无法识别;二是井筒脏,影响波的传导;三是套压低或无套压,缺少传导介质。
液面和功图分析
山西蓝焰煤层气集团有限责任公司
动液面测试的原理、方法
回声仪记录曲线示意图
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（二）测试仪器的组成
测试仪器主要由综合仪主机、载荷位移传感器组合、井口连接器组 成。
综合仪主机（即ZJU-2综合记录仪）主要由CPU板、滤波放大板、超 低温显示器、键盘、无线通讯模块、高能电池组等组成。综合仪主机具 有测试、查询及删除、仪器设置、仪器标定等功能，与PC机相连还可进 行数据通讯。
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（1）回音标法
回音标是套接在油管上的柱状短节，它的直径 大于油管，遮住油套环形空间间隙的50--70％，长 度为0．3--0．5米，用它来阻碍声音的直线传播， 使声音返回到井口并记录下来，便于准确地计算液 面深度。新井完井时或作业后，需要将音标下入的 准确位置做好记录。以便计算液面深度时采用（修 井监督的重要性）。假定油、套管环形空间传播速 度为一恒定值作为计算的基础，回音标位置下入深 度越接近实际液面，计算精度就越高，其计算公式 为：
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回音标法
山西蓝焰煤层气集团有限责任公司
这是同 一条曲 线，只 是定位 音标的 位置稍 微移动 一点， 造成液 面深度 差了5.4 米，音 速相差 6.8m/s
（稳压）。
现场发现问题
• 同一口井，不同时间测试的音标形状也不尽相同，形状的差别就极易 产生定位位置的偏差，如下图：这是同一口井不同时间的测试曲线， 仪器的灵敏度有些差别，音标的形状差异很大，定位时就可能产生误 差。下图是同一井口不同时间测定的井口音标图。
• 但是我公司由于所选购的油管都不是同一规格的长度， 所以无法用此方法做到精确测量，因此在此只是做简答 的介绍
载荷位移传感器组合由载荷传感器、位移传感器、无线通讯模块和 信号处理电路等组成，用于测试抽油机的载荷、位移等参数。传感器组 合有三种型号供用户选择。卸载式载荷位移传感器组合测试精度较高 （1%F·S）；不卸载液压式有两种安装尺寸，适用不同的抽油机；固定 式载荷传感器长期装置井上，接插上位移传感器即可进行功图测试，一 台主机可对接多台载荷传感器。
动液面测试的原理、方法
回声仪记录曲线示意图
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（二）测试仪器的组成
测试仪器主要由综合仪主机、载荷位移传感器组合、井口连接器组 成。
综合仪主机（即ZJU-2综合记录仪）主要由CPU板、滤波放大板、超 低温显示器、键盘、无线通讯模块、高能电池组等组成。综合仪主机具 有测试、查询及删除、仪器设置、仪器标定等功能，与PC机相连还可进 行数据通讯。
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（1）回音标法
回音标是套接在油管上的柱状短节，它的直径 大于油管，遮住油套环形空间间隙的50--70％，长 度为0．3--0．5米，用它来阻碍声音的直线传播， 使声音返回到井口并记录下来，便于准确地计算液 面深度。新井完井时或作业后，需要将音标下入的 准确位置做好记录。以便计算液面深度时采用（修 井监督的重要性）。假定油、套管环形空间传播速 度为一恒定值作为计算的基础，回音标位置下入深 度越接近实际液面，计算精度就越高，其计算公式 为：
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回音标法
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这是同 一条曲 线，只 是定位 音标的 位置稍 微移动 一点， 造成液 面深度 差了5.4 米，音 速相差 6.8m/s
（稳压）。
现场发现问题
• 同一口井，不同时间测试的音标形状也不尽相同，形状的差别就极易 产生定位位置的偏差，如下图：这是同一口井不同时间的测试曲线， 仪器的灵敏度有些差别，音标的形状差异很大，定位时就可能产生误 差。下图是同一井口不同时间测定的井口音标图。
• 但是我公司由于所选购的油管都不是同一规格的长度， 所以无法用此方法做到精确测量，因此在此只是做简答 的介绍
载荷位移传感器组合由载荷传感器、位移传感器、无线通讯模块和 信号处理电路等组成，用于测试抽油机的载荷、位移等参数。传感器组 合有三种型号供用户选择。卸载式载荷位移传感器组合测试精度较高 （1%F·S）；不卸载液压式有两种安装尺寸，适用不同的抽油机；固定 式载荷传感器长期装置井上，接插上位移传感器即可进行功图测试，一 台主机可对接多台载荷传感器。
物理化学-表面性质
气相 液相
图7.1.1 液体表面与内部分子受力情况
18
• 表面张力σ
缩小表面积 →力 维持膜大小 不变，加相反的外力F，与 l 成 正比, 比例系数σ→
表面膜
F=2 σ l →
lσ
F
σ= F/(2l)
单位： N·m-1 2——液膜有两个面。
dx 图7.1.2 表面功示意图
σ ——表面张力→引起液体表面收缩的单位长度上的力； 方向 垂直于单位长度的边界、与表面相切并指向液体方向。
16
这些现象表明，在液体表面存在一种使液面收缩的力， 称表面张力（surface tension）或界面张力（interfacial tension）。
表面张力的方向和表面相切，是垂直作用在表面上单 位长度线段上的表面收缩力。
17
(3) 表面张力
• 表面层分子受力 表面层分子与
体相内分子所处的力场不同。主要 受到指向液体内部的拉力，使表面 层液体分子有 向液体内迁移、力 图缩小表面积的趋势。液滴→球形。 若扩大表面积，对系统作功。
(3) 毛细管现象
• 毛细管垂直插入液体，管内外液面高度不同；插入水中液面，
管内呈凹液面, 接触角 < 90, 附加压力指向大气, 管内凹液面下
的液体承受的压力< 管外水平液面下的液体承受的压力→液体
被压入管内，上升→升高h的液柱的静压力 gh=p , 平衡时 p=2 σ /r1=gh
由图 cos = R/r1，→上升高度h
• 推导 凸液面AB, σ分解为水平分力(相互平衡)和垂直分力(指向液
体), 单位周长的垂直分力 σ cos , 球缺圆周长 2r1, 其合力F F= 2r1σcos
∵cos=r1/r ; 球缺底面积 r12 ,
抽油井示功图
24
3. 某井采用21/2”的油管，3/4”的抽油杆，泵径为38毫米，下 泵深度为800米，冲程为1.5米的数据生产，其原油密度为860 kg/m3，测示功图时采用第二支点，力比为800N/mm，减程 比1/30，试绘制该井的理论示功图。 4. 某井测示功图如下所示，已知泵效为40%，试计算：
1） 泵的充满系数β （2） 由于气体影响而使泵效降低的数值ηg'。 （3） 由冲程损失而使泵效降低是数值ηλ' （4） 其他因素而使泵效降低数值η其他
2.点线面的含义 Abc为上冲程，ab为加载线，a点为 下死点，游动凡尔和固定凡尔均关 闭； Bc为活塞上冲程，b点游动凡尔关 闭，固定凡尔打开，活塞上行；
11
cba为下冲程，cd为减载线，c点为上死点，游动凡尔和固定凡 尔均关闭； D点，游动凡尔打开，固定凡尔关闭；活塞开始下行； Da线为活塞下冲程。 注意：1.各点的位置和凡尔开关情况；
25某井采用212的油管34的抽油杆泵径为38毫米下泵深度为800米冲程为15米的数据生产其原油密度为860kgm测示功图时采用第二支点力比为800nmm减程比130试绘制该井的理论示功图
抽油井的生产分析
目的
了解油层及设备的工作状况
测量液面的位置动（静）测井底压力 分析水井界面及工作制度 与含水的关系
抽油井井底流动方程：
Q＝K(Hs-Hf)=K(Lf-Ls)
K
L
Q －L
H
Q －H
f
S
S
f
K ─采油指数，t/d·m；
l 采油指数的大小反映油层供油能力的好坏。
2
“折算液面”——把在一定套压下测得的液面，折算到套管
压力为零时的液面。
L fc
3. 某井采用21/2”的油管，3/4”的抽油杆，泵径为38毫米，下 泵深度为800米，冲程为1.5米的数据生产，其原油密度为860 kg/m3，测示功图时采用第二支点，力比为800N/mm，减程 比1/30，试绘制该井的理论示功图。 4. 某井测示功图如下所示，已知泵效为40%，试计算：
1） 泵的充满系数β （2） 由于气体影响而使泵效降低的数值ηg'。 （3） 由冲程损失而使泵效降低是数值ηλ' （4） 其他因素而使泵效降低数值η其他
2.点线面的含义 Abc为上冲程，ab为加载线，a点为 下死点，游动凡尔和固定凡尔均关 闭； Bc为活塞上冲程，b点游动凡尔关 闭，固定凡尔打开，活塞上行；
11
cba为下冲程，cd为减载线，c点为上死点，游动凡尔和固定凡 尔均关闭； D点，游动凡尔打开，固定凡尔关闭；活塞开始下行； Da线为活塞下冲程。 注意：1.各点的位置和凡尔开关情况；
25某井采用212的油管34的抽油杆泵径为38毫米下泵深度为800米冲程为15米的数据生产其原油密度为860kgm测示功图时采用第二支点力比为800nmm减程比130试绘制该井的理论示功图
抽油井的生产分析
目的
了解油层及设备的工作状况
测量液面的位置动（静）测井底压力 分析水井界面及工作制度 与含水的关系
抽油井井底流动方程：
Q＝K(Hs-Hf)=K(Lf-Ls)
K
L
Q －L
H
Q －H
f
S
S
f
K ─采油指数，t/d·m；
l 采油指数的大小反映油层供油能力的好坏。
2
“折算液面”——把在一定套压下测得的液面，折算到套管
压力为零时的液面。
L fc
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回音标法
这种计算方法在现场具体操作使用过程中存在的问题主要表现在以 下几个方面： 有些井没有安装音标，无法采用此方法计算液面深度。 由检泵等原因造成作业后音标位置可能有所改变，需要及时记录更新， 否则计算时就会产生很大误差。 音标位置下入的深度普遍较浅，一般在几十米至一百米左右，当液面 较深时，计算精度无法保证。理想的音标位置应该在液面深度的9/10， 一般情况下应保证在2/3处，由于煤层气井这种需要排水降压解吸出气 的特点，不可能将音标下深，淹没在水下就没有意义了。 不同测试设备对音标信号的测试波形的差异很大，有些设备不能很好 的测出音标，造成计算精度无法保证。 对于音标信号测试很清晰的曲线，在人工计算时由于定位位置原因， 也会产生很大误差。
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液面曲线波形的查看
在实际的液面测试过程中，由于存在各种因素的影响，所测试的每口井曲线 图形不一定会完全达到理想的标准化。有些资料中井口波处的向上走的那一段 波形，有的会出现峰值限幅（即所谓的井口波超宽现象）、有的会出现峰值未 超过中心线（即所谓的井口波半波现象）；有些资料中曲线上的节箍波不清晰 （即节箍波杂乱）；有些资料中液面波的峰值幅度小或下降沿处的拐点大；有 些资料中测试曲线的振幅中心会偏离中心线（即所谓的曲线漂移）等。造成以 上这些现象的原因，有的可能与测试设备有关，有的可能与井况有关。不论如 何应首先要看是否影响液面深度的计算，液面深度计算的准确才是目的。液面 曲线波形的查看尽管过去有标准，但每个人的理解有所不同。有的人只注重曲 线波形的好看，却否定了资料的真实性；有的人认为曲线波形达不到理想的标 准图形，就认为资料不合格，而不是看资料曲线的计算处理是否正确。一份合 格的资料应该是计算处理正确，表头参数齐全，报表清晰整洁。总之，录取和 保持液面测试曲线的真实性和完整性是必要的，在出现与常规测试资料有所不 同时，要具体问题、具体分析、具体对待，在不影响计算液面曲线深度时，重 点掌握好三要素，即准确选择井口波起点，正确选择 B通道曲线上清楚的节箍 波和节箍个数，合理选择液面波的起点，只有这样才能减少液面曲线计算的结 果与实际情况的误差。
综合以上各种状况，采用接箍法，液面的计算精度只能达 到2%--5%左右。
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室内回放
室内回放是将现场测试的资料作进一步的处理,得出正确可靠 的测试结果,并根据需要保存测试资料。具体方法有两种: 1）打印型回放，就是将测试的各种资料从打印机上打印出来。 打印前要连好打印机与仪器，并为打印机装好打印纸(打印功图 时，用宽行或窄行打印纸，打印液面曲线时,用宽行打印纸)， 上电、联机。 (注意：打印液面曲线时，要先在“查询功能” 的“曲线显示”中计算动液面；打印功图时，可以先在“查询” 功能的“功图显示”中输入理论载荷线，先输上载荷线，后输 下载荷线)。 2）通讯型回放，就是用通讯电缆将仪器与计算机连好，并将记 录仪进入“通讯”状态，将资料送到计算机，用计算机的通讯 软件进行功图、液面曲线等的录取、显示、计算、打印和存盘。
声源与反射物之间距离。
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动液面测试的原理、方法
回声仪记录曲线示意图
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（二）测试仪器的组成
测试仪器主要由综合仪主机、载荷位移传感器组合、井口连接器组 成。 综合仪主机（即ZJU-2综合记录仪）主要由CPU板、滤波放大板、超 低温显示器、键盘、无线通讯模块、高能电池组等组成。综合仪主机具 有测试、查询及删除、仪器感器组合由载荷传感器、位移传感器、无线通讯模块和 信号处理电路等组成，用于测试抽油机的载荷、位移等参数。传感器组 合有三种型号供用户选择。卸载式载荷位移传感器组合测试精度较高 （1%F·S）；不卸载液压式有两种安装尺寸，适用不同的抽油机；固定 式载荷传感器长期装置井上，接插上位移传感器即可进行功图测试，一 台主机可对接多台载荷传感器。 井口连接器由连接组件、击发装置、微音器和压力传感器组成，用 于测试抽油机液面深度和套管压力。
A. 装好井口连接器，将井口连接器的阀门打开，用勾扳手将井口装置拧紧。 B. 用液面测试电缆将井口连接器与主机连接好。 C. 对有套压的井进行测试时，将井口阀门缓慢打开，避免对声弹的井口装置 的微音器产生瞬间冲击，将井口连接器的阀门排空后关闭。 D. 打开电源，观察综合仪的显示菜单是否显示在“测试”位置。 E.“测试”功能，根据气井情况合理选择低频、宽频或高频，输入井号、日期 后再根据当地地理情况合理调节AB增益，进行曲线采集。 F. 测试曲线资料完成后，测试结束并确认资料合格，关闭主机电源，断开测 试连线，整理好工具和电缆，结束此井测试。
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（1）回音标法
回音标是套接在油管上的柱状短节，它的直径 大于油管，遮住油套环形空间间隙的50--70％，长 度为0．3--0．5米，用它来阻碍声音的直线传播， 使声音返回到井口并记录下来，便于准确地计算液 面深度。新井完井时或作业后，需要将音标下入的 准确位置做好记录。以便计算液面深度时采用（修 井监督的重要性）。假定油、套管环形空间传播速 度为一恒定值作为计算的基础，回音标位置下入深 度越接近实际液面，计算精度就越高，其计算公式 为： De = Ds (Le / Ls) 式中De ------液面深度，m； Ds ------音标下入深度，m； Ls -----自井口波峰至音标间测量其曲线上的距离； Le -----自井口波峰至液面波峰间测量曲线上的距离。
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测试仪器的组成
液 面 测 试 仪
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（三）液面仪测试流程
1、上井前的准备
上井前要对测试动液面的综合仪进行检查： （1）检查仪器是否充足电、是否工作正常； （2）检查井口连接器是否正常； （3）检查相应的连接线是否完好。
2、现场操作方法
液面与功图
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授课提纲
液面测试的原理、方法 功图的测试与原理
示功图的分析和解释
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液面测试的原理、方法
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动液面测试的原理、方法
动液面的测定方法
动液面即煤层气井正常运行过程中测得的油套管环形空间中的液面深 度，用从煤层底板至液面的高度来表示。煤层气井动液面深度的测量 目前在国内主要有两种方式，一种是安装井下电子压力计；另一种是 采用回声测深仪。
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功图的测试与原理
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示功图原理
反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的图形称为光杆 （地面）示功图。它是示功仪在抽油机一个抽吸周期内测 取的封闭曲线。抽油机井示功图，实际上就是抽油机井在 一个完整冲程中的光杆负荷图，横轴代表光杆位移，纵轴 代表负荷。示功图是目前检查抽油泵工作状况的有效方法 之一。利用示功图，能够直接反映出光杆的最大、最小负 荷和冲程损失。根据对示功图的分析，可以掌握泵的工作 状态，判断砂、蜡、气等对抽油泵的影响、判断泵漏失、 油管漏失、抽油杆断脱等井下故障。
综合以上各种状况，采用音标法，液面的计算精度只 能达到5%左右（对排采起到参考作用）。
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（2）油管接箍法
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接箍法是国内普遍采用的液面深度计算方法，当井内没 有安装回音标或回音标被液面淹没时，就需要用油管接 箍来推算液面深度。在油管长度比较规范时，用此方法 求得音速所计算的液面深度比较准确。 但是我公司由于所选购的油管都不是同一规格的长度， 所以无法用此方法做到精确测量，因此在此只是做简答 的介绍
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油管接箍法原理
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公式：动液面深度=(B-A)*L*N/(D-C) 其中：A-井口位置；B-液面位置；C-参考节箍 波起点；D-参考节箍波终点；L-单节井管长度； N-介于C和D之间的参考节箍波的个数。
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油管接箍法
接箍法在现场具体操作使用过程中存在的问题主要表现在以下 几个方面： 有些螺杆泵井，振动干扰大，造成节箍波不清晰，无法计算。 有些井由于煤粉较多，很容易堆积在接箍处，造成节箍波不清 晰。 有些井由于井下有电子压力计或其它设备，如：电缆卡子等， 对信号影响很大，造成假的节箍信号。 选取同一口井的测试曲线上不同位置的节箍，计算结果不一致。 每口井的平均管长不一样，对计算结果影响很大。
（一）工作原理
利用回声仪来监测液面是目前最常用的方法。其基本原理是：安装 在井口上的测试仪器发出声波，声波沿油、套环形空间向井底传播， 遇到回音标、油管接箍和液面等发生反射。反射波传到井口被微音 器所接收，并将反射脉冲转化成电信号，电信号经放大、转换、运 算、显示和存储等处理，测出声波传播速度和反射时间，即可测出
即使接箍信号测试很清晰的曲线，利用接箍法计算时，也容易产生比较 大的误差。例如：选取的平均管长差0.1米，计算出来的音速就相差3.6米， 如果按1000米的井深计算，液面深度相差10米多。而实际煤层气井每口井的 平均管长都不一致，而且同一口井每一段的长度也不一样。有的油管9.8米 长，有的只有9.1米长。相差很大，造成接箍法计算时产生的误差远远大于 1% 。
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油管接箍法
这是同一口井的同一条测试曲线，只是计算时选取的平均管长相差 0.1米，造成了液面计算结果差了3.64米。 选取节箍平均管长9.6米，计算的音速为349.09m/s，液面深349.09米 选取节箍平均管长9.5米，计算的音速为345.45m/s，液面深345.45米
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回音标法
这是同 一条曲 线，只 是定位 音标的 位置稍 微移动 一点， 造成液 面深度 差了5.4 米，音 速相差 6.8m/s （稳压）。