功图量油技术在红井子作业区的应用及研究

功图量油技术在红井子作业区的应用及研究

孙学彪

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。