功图量油技术在红井子作业区的应用及研究
油井功图量油技术在李堡油田的应用
作 为一种 油 井计 量手段 ． 国 内部 分 油 田进 行 了现 场 试 验 和应 用 。 在 江苏 油 田首 次将 这一技 术在 李 堡油 田油井计 量 中现 场应 用， 并取 得了阶段性 成果 。
０ ％
图 ５ 堡 Ｉ 功 图计量 结 果－ 油罐 进液 量 站 ５ 对 比情 况
表 １ 堡 １站 功 图 计 量 结 果 与 油 罐 进 液 最对 比表
定 、 效 程 、 有 中 充满 系数 的计算 。
器
盆
油井ｌ
盘
油井２
ｉ
油井Ｎ
图 ２ 功 图 计 量 系统 结 构 图
１ ｌ０ ０ ６ １ 年第 ６ ２ 期
迢 淌 圃翻 淌
啦
“ 前 全 球 剩 余 石 油 资 源 ７ ％ 以 上 ． 次 大 会 主 席 、 当 ０ 本 上 是 稠 油 资 源 。辽 河 油 田 是 中 国 最 大 的 谢 文 彦 在 接 受中央 稠 油 生 产 基 地 稠 油 产 量 占总 产 量 ６ ％ 访 时 这 样 说 。 ０
ｌ ＿
勘 开 探发
油 井 功 图 量 油 技 术
在孝 堡 油 田的应用
李 兴
目前江 苏油 田采用 的油井计 量 方法 主要 有分离 器量 油 、 大罐 量 油 、 量 计 流 量 油等 ． 些计 量 方式 存 在工 艺流程复 杂 、 这 装置 多、 资成 本 高 、 投 劳动强 度 大 、 效 率低等 问题 。 为适 应李 堡 油 田简化 地 面集 输 工艺 、 制投 资 提 高产 能 建 设 控
油井功图法求产
上下行长度取理论冲程
增载线的斜率参考实际功图上的斜率
不同油井的求解结果证明该方法有一定适用性
对冲程进行修正， 对冲程进行修正，进而修正产液量
有效冲程1.8，计算液量13.2
充满程度完全，计算液量35.3，与实测结果不符
汇报完毕
第一步：数字化处理原始功图
数字化转换
第二步：加载示功图数据界面
第三步：设定理论示功图界面（计算机识别后）
拖拽调整
第四步：计算结果
பைடு நூலகம்
整个过程耗时5 分钟，难点是理论示功图ABCD点的确定 整个过程耗时5-7分钟，难点是理论示功图ABCD点的确定 ABCD
不同油井的求解结果
B点取 点取Ymax，考虑设备振动因素 点取 ，
油藏经营管理三区
油井功图法求产
功图法求产的设计思路
我们使用软件， 我们使用软件，对测绘的示功图进行数字化处 得出不规则图形的面积。 理，得出不规则图形的面积。通过对示功图的增载 减载段、上行段和下行段进行数字处理， 段、减载段、上行段和下行段进行数字处理，得到 了理论示功图的面积。进行面积和排量的转换， 了理论示功图的面积。进行面积和排量的转换，最 终得出实际排量。例如xh7-206井用液位计计量的 终得出实际排量。例如 井用液位计计量的 结果是26.1m3，软件计算出的结果是 软件计算出的结果是27.5m3，说 结果是 明了可以作为一种有效手段在现场使用。 明了可以作为一种有效手段在现场使用。
浅析功图法计量技术在华庆油田的应用
９ ６ ７ ７
程记 录、根据预先设置发送 生产 日报表 、可成批修改油
井基础数据和动态数据。
仝 处
２ ９
１ ２ ３ ９
ｌ ｌ ５ ８
１ ０ ８ ２
９ ３ ． ４ ４
油井进行计产结果对 比分析 ，具体功 图计产与人工标定 （ 人工标 定采用 罐车标 定计量 ），是在 相 同的时间段
根据采油井配置的抽油机型号不 同 ，需要选择合适
的载荷传感器和位移传感器 ，具体量程根据现场实际情 况选定 ，例￣ １ ： １ ６ 型抽油机 ，载荷传感器量程Ｏ 一８ ０ Ｋ Ｎ，精 度０ ． ５ ％Ｆ ． Ｓ ；位移传感器量程ｏ ＿ 一 ３ ． ５ ｍ，精度 １ ． Ｏ ％Ｆ ． Ｓ 。
＜ ＜！ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 技 术 应 用
表１ 华庆油田功图采集分布情况
作业 站 点 设 备 安 黻 应 采 集 实 际 采 集 采 集 率
②根据实测示功图数据对一 口油井或多 口油井进行
产液量计算 ，并且能够对若干 口井进行特定时间段 的计
算 ，同时生成生产 日报表 ，实现单井或多井产量随时调
度 ，降低生产运行成本等方 面发挥着显 著成效 。
１ ． 功 图法 计量 技术 简 介
１ ． １ 研究背景
图１ 油井 自动采 集 功 图
通常 在油 田生产 中使 用双容 积单井计 量 、井 口翻 斗计量 、活动计量车计量等原油生产计量工具 ，针对常 规油 田计量方便 、快捷 。但是针对华庆油 田超低渗透油 田的生产状况 ，使用 以上方法 ，就不 能满足需要 ，主要 是受计 量装置 的性能及技术的局 限 』 生限制 ，不能满足油 田计量需要 ；计量数据录集时间短 ，低产油井存在产液 间歇现象 ，短 时间计量很难得出真 实产液量 ；需配备相 应的地面管线及装置 ，投入费用 比较高等诸多问题 。为
油井功图法自动计量与监测技术研究
计量 流程 、 降低建 设 投 资成 本 、 足 油 田经济 高 效 满
开发 的需要 ， 长庆 油 田近几 年 开发并 逐步 推广 功 图 法油井 自动计 量 与 监 测 系 统［ ］ １ 。笔 者 就 该 系 统 的实现 方法 作简要 分析 。
同时， 考虑 到地层 特性 等 因素造成 “ 泵功 图” 计
算排 量与 地 面产 液量 的体 积差异 ， 可采 用在某 一 区
块选 取一 些油井 进行 测试 ， 然后 经对 比分析得 出这
个 区块对 功 图计 算 的结果进 行修 正 。
３ ２ 有 效 冲 程 识 别 ．
代 数据采 集 、 网络传 输 、 算 机 处 理 等高 新 技 术 的 计
关 键 词 ｉ功图法； 泵功 图； 有效冲程 ； 自动计 量与检测
中 图分 类 号 ｌＴ ２ ４ Ｐ ７
文 献标 识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：１０ — ３ ４ ２ ０ ） ２ ０ ６ — ３ ０７ ７ ２ （ ０ ８ ０ — ０ ５ ０
１ 引 言
在考察 油井单 位 时间 的产量 、 跟踪 地下 油藏 区 块 的动态情 况 、 评价 和 预 测 油井 区块 的开 发 潜 力 、 总体分 析和 把握 油 田公 司 的全局产 能情 况等方 面 ，
２ 系 统 理 论 概 述 功 图计 量 是 一 种 不 建 计 量 站 工 艺 装 置 的单 井 计
图 １ 理 论 流 程
量方 式 ， 即在反映 抽油 井有 杆泵 工况 示 功 图的基 础
上， 建立 抽油系统 的力 学 、 数学 模 型及 算法 ， 计算 泵
功 图响应 ， 采用矢 量 特征 法对泵 功 图进 行分 析及 并 故 障识别 ， 确定泵 的有效 冲程 ， 出井 口产液排量 。 得 油井 产 液 量 的 自动计 量 和工 况 监测 是 利 用现
计量油井产量的功图法技术
计量油井产量的功图法技术
张兴华;王俊奇;高志光;郑欣
【期刊名称】《石油地质与工程》
【年(卷),期】2005(019)005
【摘要】针对油田采用双容积单量计量法存在的不足,采用井口传感器记录抽油杆载荷与位移随时间变化的数据信息,确定出泵的有效冲程,再由固化在仪器内的数学模型求得油井产量.该计量技术通过长庆油田17口井的实际应用,取得了较好的效果,平均误差6.37%,满足了油田产建规模不断扩大而带来的油井产量计量技术要求,且简化了地面流程,降低了投资成本.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】张兴华;王俊奇;高志光;郑欣
【作者单位】西南石油学院,四川,成都,610500;长庆油田油气工艺技术研究院;长庆石油勘探局培训中心;西安长庆科技工程有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE837
【相关文献】
1.功图法油井计量技术在安塞油田XN区的应用 [J], 李翠平;李堪运;管令;吕旭;梁栋斌
2.油井产量计量的功图法技术及误差分析 [J], 王俊奇;祁凤鸾;徐永高
3.油井产量计量功图法技术的开发与应用 [J], 高志光
4.功图法在油井产量计量中的应用研究 [J], 杨伟
5.华北油田采研院功图法计量技术探索计量简化 [J], 汤惠敏;刘亚静
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抽油机井示功图计量及无线传输技术在跃进二号油田的应用
一９ ２
图２ 示 功 图 计 量 技 术 流 程 框 图
３硬 件 配置 及 无 线 传 输
单 井 系 统采 用 安 控 Ｅ ＨＯ ５ 单 井 量 油远 程 Ｃ ３ １ ８ 终 端控 制 系 统 ，包 括 主 控 制 器 、现 场 显 示 系统 、 保 护 箱 等 组 成 ，结 合 无 线 负 荷 ／ 次 传 感 器 、无 冲 线压 力 传 感 器 、无 线 温 度 传 感 器 、 电量 传 感 器 等 仪表 和 油 井 的基 本 参 数 便 可 实现 油 井 数 据 采 集 、 实 时示 功 图采 集 、 电流 图采 集 和 单 井 产 量 计 量 功 能 ，置 于 油井抽 油机 旁 。
在 测 游 动 阀 漏 失 曲线 时 ， 泵 活 塞 承 受 液 柱 载 荷 ，若游 动 阀 、活 塞 或 油管 漏 失 ，则 载荷 会 减 小 。在 测 固定 阀漏 失 曲线 时 ， 固定 阀 关 闭 ，两 端 承 受 压 差 ，液 柱 载 荷 作 用在 油 管 上 ， 如 果 固 定 阀 漏 失 ，固定 阀两 端压差 降低 ，液 柱载荷 转移 到活塞 上 ，会使 载荷升 高 。如 果 固定 阀和游动 阀或 活塞都 漏 失 ，两 条 曲线将 汇集 到一 点。如果汇 集到 一点所 需 时间小于一个冲次 的时间，油井不产液 。 两 条 曲线起 始 点载 荷 之 差 就 是 考虑 沉 没 度 影 响后 ，作用 在 泵 活 塞 上 的液 柱 载 荷 。 在冲 次不 太 大 的情况 下 ，悬 点 加速 度 很 小 ，惯 性载 荷 相 对 其 他载 荷可 以忽略 。
１油 田概 况 及 目前 求产 系统
跃 进二 号油 田含 油面积２４ ｍ ． ｋ ，地质 储量 ２ ６ ３５ ×１ ，共分 ９ ０吨 个层 系 开采 ，不规 则井 网布井 ，井 网密 度 １ ０ ２ 米 ，年 生 产 能 力３ 万 吨 ，油井 总 ￣２ ０ ５ ０ 数２３ １ 口，分 布 在 ７ 计 配 站 管 理 ，每 个 计配 站 都 个 安 装 了求产 分 离 器 ，采 用体 积 法 计 量 。 目前求 产 系 统 存 在 的 问题 有 ：油 田全面 实现 了停 掺 水 ，管 线 内液 体 流速 及 温 度 普 遍 降低 ；油 井 出砂 导致 分 离器 沉 砂 ；气 液 比较 高 井 、稠 油井 或 含 蜡 高井 、 流 程管线 串联 井等影 响求产 的准 确度 。
基于功图的油井动液面计算模型及应用
关键词
功图
动液面 Ｔ Ｅ ３ ５ ５ ；
泵阀开 闭点 文献标志码
载荷 差 Ａ
计 算模 型
中图法分类号
油 井动 液面 反映 了地层 供液 与能量 状况 及供 排
在泵 筒 内压力 大 于 柱塞 上 方 的液 柱压 力 时被 打 开 。 下 冲程 卸 载 完 毕 后 ， 抽 油 杆 柱 最 下 端 面 承 受 的 载
法等 。
完毕后 ， 抽 油杆柱 最下 端 面承受 的载 荷为
Ｆ ＝Ｐ 一 ）一（ Ｐ 一ａ ｐ ） ｆ ｏ＋ ＋ ｆ （ １ ） 式（ １ ） 中， Ｆ 为 固定 阀打 开到关 闭前抽 油杆 柱最 下 端 面承 受 的载荷 ， Ｎ； Ｐ 为 泵 排 出 口压 力 ， Ｐ ａ ； 、 为柱塞 、 抽 油杆柱 下端 面 的截 面积 ， ｍ ； Ｐ 为沉 没压
Ｐ ｎ ： （ ｐ ｐ 十 ａ ｐ ＋ △ ｐ ｓ ） 一 学 Ｊ 十 （ ４ ）
Ｐ Ｊ Ｐ
因此 ， 可 由泵 功 图 的载 荷 差 求 出沉 没压 力 Ｐ ， 结 合井 筒及 环 空 流 体压 力 分 布 计 算 相 关 式 ］ ， 计
算 泵 的沉 没度及 动液 面深 度 。 泵 排 出 口压 力 Ｐ 利 用 井 筒 多 相 管 流 相 关 式计 算， 常 用 的方 法 有 Ｂ ｅ ｇ ｇ ｓ － Ｂ ｒ ｉ ｌ ｌ 方法与 Ｏ ｒ ｋ ｉ ｓ ｚ ｅ ｗ ｓ ｋ ｉ 方
２ ０ １ ５年 ７月 ２ 日收 到 中 国石 油 化 工 股 份 有 限公 司 （ Ｐ １ ４ １ ０ ６ ） 资 助
却
Ｐ ｌ Ｊ ｐ（ ｓ Ⅳ）
（ ５ ）
式（ ５ ） 中， 为液 体通 过游 动 阀孔 或 固定 阀 孔 的压 力降， Ｐ ａ ； Ｐ 为井筒 中流体 的密度 ， ｋ ｇ ／ ｍ。 ； ｆ ｏ 为游 动
功图计量与工况智能分析技术在大港油田的应用
功图计量与工况智能分析技术在大港油田的应用发表时间：2019-05-20T16:42:07.377Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：李智[导读] 摘要：本文从功图计量与工况智能分析技术的技术原理、有杆抽油系统数学模型的建立、泵功图的计算、有效冲程的识别及计算结果的修正五个方面对该技术进行了详细的阐述，重点介绍了功图计量与工况智能分析系统的构建及其拓展的功能，实现了生产数据的实时采集、产量自动计产、油井远程监控、油井故障诊断、动液面实时监测、系统效率实时监测、报表自动生成等功能，简化了流程，降低了投资、减少了用工总量，提高了油田数字化管理水平 (大港油田第三采油厂)摘要：本文从功图计量与工况智能分析技术的技术原理、有杆抽油系统数学模型的建立、泵功图的计算、有效冲程的识别及计算结果的修正五个方面对该技术进行了详细的阐述，重点介绍了功图计量与工况智能分析系统的构建及其拓展的功能，实现了生产数据的实时采集、产量自动计产、油井远程监控、油井故障诊断、动液面实时监测、系统效率实时监测、报表自动生成等功能，简化了流程，降低了投资、减少了用工总量，提高了油田数字化管理水平。
关键词：功图法；计量；工况诊断；系统效率；动液面；在线监测 1 功图计量与工况智能分析技术 1.1技术原理“功图法”油井计量技术是依据抽油机井深泵工作状态与油井产液量变化关系[2]，从能真实反映抽油系统有杆泵工况的示功图入手，把定向井有杆泵抽油系统视为一个复杂的三维振动系统（抽油杆、油管和液柱三个振动子系统），在一定的边界条件和初始条件下建立该系统的三维空间力学、数学模型及算法，在不同井口示功图激励下的泵功图响应，采用矢量特征法对泵功图进行分析及故障进行识别，提取泵示功图的矢量特征，确定泵的有效冲程，得出油井地面折算有效排量，再结合其它生产参数实现工况智能分析。
1.2有杆抽油系统数学模型把定向井有杆泵系统视为一个复杂的三维振动系统，考虑抽油杆、液柱及油管三个子系统在三维空间的振动耦合和与抽油杆位移、速度、应变、应力和载荷之间随时间变化的因素[3]，建立相关模型。
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功图量油技术在红井子作业区的应用及研究
发表时间：
2014-09-17T15:33:22.280Z 来源：《工程管理前沿》2014年第8期供稿 作者： 孙学彪
[导读] 红井子作业自2010年规模产建以来，在长庆油田公司全面建设数字化油田的背景下。
孙学彪
长庆油田第三采油厂大水坑作业区751506
摘 要：结合功图量油在红井子作业区的应用情况，简要说明功图量油的基本原理及组成系统。通过对不同类型的油井应用效果进行对
比分析，阐述功图量油的优势及存在的问。本文通过对现场已应用的
99口井进行研究，证实功图计量方法的可行性，并对存在问题提出个
人见解，为下一步全面推广数字化功图计量工作奠定基础。
关键词：功图计量技术 产液量 大罐量油 误差分析
应用背景：红井子作业自2010年规模产建以来，在长庆油田公司全面建设数字化油田的背景下。红井子作业区产建打破老油田的模
式，打破常规的双管流程、双容积单量仪、翻斗流量计等等一套固定的计量流程。红井子投产完全进入数字化油田建设模式，单井来油单
管取代双管，增压点不设单量设备。因此在投产的同时数字化建设也同步进行，尤其是数字化功图量油，已成为井口计量的主要手段。
1、数字化功图量油技术及功能
1、1技术原理
功图法油井计量的基本原理是根据实测光杆示功图、井深数据、抽油机、杆柱组合、动液面等诸多相关油井数据，利用有杆泵抽油系
统的三维力学、数学模型，计算出泵功图，再通过识别泵功图获得泵的有效冲程，进而得出油井产液量。采用在井口测取悬点载荷而和位
移与时间的变化规律，分别建立抽油杆、油管有限元模型和液柱差分计算模型。然后求解出深井泵入口处载荷与位移的关系，经过计算机
识别出泵有效冲程，则油井井口产液量近似于泵有效冲程与泵活塞环形空间体积乘积。
该技术就是将定向井油杆抽油系统视为一个复杂的抽油系统，他的模型就是一个振动的波动方程，则地面功图就是这个振动方程的边
界条件，然后通过这个边界条件，也就是地面功图求出泵功图，然后求出产量。
该技术是在油井自动录取示功图和监控的基础上延伸实现产液计量的一项技术，能够远程在线自动计算单井产量。
1.2系统组成
功图量油系统主要是由硬件和软件组成
1.2.1硬件主要由RTU、载荷传感器以及压力传感器等组成。所有传感器将采集到的数据通过小无线传输给RTU，RTU通过GPRS网络
传送到服务器，服务器集中接收全部油井数据，自动进行计算，计算结果通过浏览器实时发布，
10分钟上传一个功图，实现了对油井生产
的实时监测。数据的维护、查询均可远程操作，用户可以通过网络及时跟踪单井的产业以及工况等。
1.2.2软件主要是由远程自动计量与分析系统客户端、油井远程监控计量系统、远程计量与分析优化系统、报警提示软件四部分组成。
远程自动计量与分析系统客户端主要用来建立抽油机井基础台账；油井远程监控计量系统主要用来设定抽油机井的通讯参数及日常油
井的管理、浏览；远程计量与分析优化系统主要用来将抽油机井数据及算产结果以网页形式发布以便查询；报警提示软件主要对杆断、停
丼等诊断异常油井实时提供报警，提醒管理人员及时发现并跟踪，极大便利了油井的日常管理。
2、功图量油在红井子作业区的应用
2.1功图量油的误差分析
目前红井子作业区共有99口油井采用了功图计量技术，其中可对比油井数为39口（与大罐量油对比），从运行情况来看，功图量油系
统运行稳定，功图量油技术能够真实反映油井产量波动和功况变化，大部分油井的计量精确度基本满足生产需求。
通过对功图量油与大罐量油对比分析，在对比的39口井中，不难发现产量小于5m?的误差较大，扣除不正常井外，平均误差率在
44.45%
；产量在5-10m?的误差相对较小，扣除不正常丼外，平均误差率在35.12%；产量大于10m?的误差最小，平均误差11.51%。从分
布图看，高液量的井误差率明显小于低液量井。
2.1.1产液量小于5m?井误差分析
产液量小于5m?的井25口，将功图量油与大罐量油对比后，单井产液量平均误差44.45%，最高误差1232%。这类井由于产量较低，且
大多数井是间歇出油，地层供液不稳定，大罐量油由于在一天的某个时间段进行计量，存在偶然性，并不能完全反应油井真是的日常水
平，产量波动大，所以无法通过简单的调整系数对其修正，对于这部分井，由于功图量油连续
24小时监控油井工况，能更好地反应油井的
真实情况。
2.1.2产液量在5-10m?井误差分析
产液量在5-10m?的井共有5口，将功图量油结果与大罐量油对比后，单井产液量平均误差35.12%，误差最高342%，对于这部分井我
们结合油井实际生产情况，用移动单量撬核实真实产液量后，对单井计算系数进行修正，修正完系数后，功图量油结果基本满足生产需
要。
2.1.3产液量大于10m?井分析
产液量大于10m?的井共8口，将功图量油结果与大罐量油对比后，单井产液量平均误差11.51%，误差最高30.76%，这类油井功图往
往比较饱满，偏差小，在允许误差范围之内，基本满足生产需求。
2.2功图误差大油井误差分析
油井产量波动大，无法通过简单的调整系数对其进行修正，对于这部分油井，经过大量的现场试验，我们认为由于功图量油连续24小
时监控油井工况，因此功图量油技术能更细致地反映油井的真是情况。
从坊89-90生产曲线看，该井产液量波动较大，通过对比产量波动幅度较大的两个点，对应的功图也较大的变化。由于功图量油是24小
时传送功图，由此可以看出，对于功图波动大的井来说，功图量油结果更接近于油井的真是水平。
3、结论与认识
功图量油工艺集成了油井自动监控、工况自动诊断、产量自动计量三大技术，实现了定时采集、自动计算，无需人为干预，比较客观
真实地反应了油井的产液量，排查了大罐量油的人为误差、系统误差、条件误差等。
对于高产井，经过多次对比分析，功图量油结果与大罐量油结交吻合，基本能正确反应油井的工况和真实日常水平。
油井的生产特征决定不能做到连续均匀出液。功图计量是24小时跟踪油井的产液量变化，因而对间歇出油、产油量波动较大的油井，
功图量油工艺比大罐量油更能准确反应油井的真实生产情况。
功图量油技术不应该仅仅局限于数据精度的对比，功图量油本身就是一个管理概念的提升，它不但大大的简化了地面计量流程，降低
了工程投资，同时能很好地实时跟踪油井生产状况，及时给管理者提供生产井的准确信息，减轻了工人劳动强度，提高了油井的管理水
平。