提高自動監(jiān)測示功圖測試質(zhì)量探索與實(shí)踐

穆軍州

中國石化中原油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心 （河南 濮陽 457001）

提高自動監(jiān)測示功圖測試質(zhì)量探索與實(shí)踐

穆軍州

中國石化中原油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心 （河南 濮陽 457001）

油區(qū)實(shí)施信息化改造后，抽油機(jī)示功圖測試采用在線自動監(jiān)測。對實(shí)施了信息化改造的在線監(jiān)測抽油機(jī)，采用抽油機(jī)綜合測試儀測試示功圖，與同期自動監(jiān)測示功圖進(jìn)行對比分析，找出了在線自動監(jiān)測誤差大的問題。采取基準(zhǔn)示功圖測試，每半年加測一次實(shí)測示功圖，實(shí)施在線校準(zhǔn)自動監(jiān)測示功圖裝置，降低了自動監(jiān)測示功圖測試誤差率，提高了測試質(zhì)量。

示功圖測試;載荷;對比分析;誤差率

1 示功圖測試現(xiàn)狀

示功圖的測試是對抽油機(jī)的管、桿、泵的工作狀況很好的診斷。通過對負(fù)荷和圖形的變化，正確的示功圖分析，可以判斷油井的工作制度是否合理，影響泵效和不出油的原因，確定合理的采油工藝措施和檢泵周期[1]。

1.1 自動監(jiān)測示功圖現(xiàn)狀

目前中國石化中原油田分公司濮東采油廠（以下簡稱濮東采油廠）基本完成了油田數(shù)字化與信息化改造工作，抽油井每月一次的示功圖測試由信息化設(shè)備直接測試得到。優(yōu)點(diǎn)是：管理水平高，減少了操作工人現(xiàn)場測試勞動，獲取資料信息的速度快，可以隨時查看任一口井的示功圖情況；缺點(diǎn)是：示功圖測試誤差大。

1.2 實(shí)測示功圖現(xiàn)狀

實(shí)測示功圖是測試人員采用綜合測試儀，在抽油機(jī)上用載荷位移傳感器,將抽油桿運(yùn)動的位移和載荷采樣后傳給主機(jī),記錄一行程的數(shù)據(jù)并繪制出示功圖,通過對示功圖的分析,了解油井抽油機(jī)的工作狀況。測試完一口井后再轉(zhuǎn)入下一口井的測試，測試結(jié)束后通過示功圖回放軟件導(dǎo)出實(shí)測示功圖，通過拷盤或網(wǎng)絡(luò)發(fā)送將資料傳送到采油區(qū)相關(guān)人員。優(yōu)點(diǎn)是：測試的示功圖準(zhǔn)確可靠；缺點(diǎn)是：操作人員勞動強(qiáng)度大，不能隨時調(diào)取和查看示功圖資料[2]。

本次測試對比共選取了44口實(shí)施了信息化改造的在線監(jiān)測抽油機(jī)，采用抽油機(jī)綜合測試儀測試示功圖，與同期自動監(jiān)測示功圖進(jìn)行對比分析，以期找出2種不同監(jiān)測示功圖的優(yōu)劣性。

2 測試沖程對比分析

在油井測試沖程對比中，對44口井進(jìn)行實(shí)測示功圖沖程和自動監(jiān)測示功圖沖程分析對比，有6口井差別較大，誤差率達(dá)到14.21%。通過調(diào)取這6口井的抽油機(jī)參數(shù)分析計(jì)算，實(shí)測示功圖的沖程更符合抽油機(jī)的實(shí)際參數(shù)，誤差主要來自于自動監(jiān)測示功圖。實(shí)測示功圖和自動監(jiān)測示功圖測試對比實(shí)例見圖1，誤差率對比分析見表1。

3 測試載荷對比分析

抽油機(jī)示功圖載荷的變化，載荷包括最小載荷和最大載荷。抽油機(jī)光桿在運(yùn)動過程中承受的力有靜載荷和動載荷。靜載荷是因重力作用而產(chǎn)生的力，它包括抽油桿柱的重力、液柱重力、抽油桿柱的浮力和沉沒壓力。動載荷是因運(yùn)動而產(chǎn)生的力，它包括慣性載荷、震動載荷、摩擦力、沖擊載荷等。

圖1 實(shí)測示功圖和自動監(jiān)測示功圖測試對比實(shí)例

表1 實(shí)測示功圖與自動監(jiān)測示功圖沖程對比分析

3.1 最大載荷誤差大于20 kN的井

最大載荷誤差大于20 kN的井共有9口，最大載荷誤差率34.72%，慶85-21井實(shí)測最大載荷60.41 kN，自動監(jiān)測最大載荷93.23 kN，誤差率達(dá)到54.33%。最小載荷誤差率30.54%，慶85-21井實(shí)測最小載荷33.94 kN，自動監(jiān)測最小載荷53.78 kN，誤差率達(dá)到58.46%,詳見表2。

3.2 最大載荷誤差大于10 kN小于20 kN的井

最大載荷誤差大于10 kN小于20 kN的井共有17口，最大載荷誤差率16.69%，慶91井實(shí)測最大載荷66.33 kN，自動監(jiān)測最大載荷85.69 kN，誤差率29.19%。最小載荷誤差率16.74%，慶92-2井實(shí)測最小載荷39.33 kN，自動監(jiān)測最小載荷56.7 kN，誤差率達(dá)到44.16%,詳見表3。

表2 最大載荷誤差大于20 kN的井

表3 最大載荷誤差大于10 kN小于20 kN的井

3.3 最大載荷誤差小于10 kN的井

最大載荷誤差小于10 kN的井共有18口，最大載荷誤差率6.72%，慶6側(cè)1井實(shí)測最大載荷82.11 kN，自動監(jiān)測最大載荷73.43 kN，誤差率10.57%。最小載荷誤差率16.04%，慶6側(cè)1井實(shí)測最小載荷41.77 kN，自動監(jiān)測最小載荷19.52 kN，誤差率達(dá)到53.27%,詳見表4。

由以上統(tǒng)計(jì)分析可以看出，自動監(jiān)測載荷與實(shí)測載荷誤差大于20 kN的井占總井?dāng)?shù)的20%，最大載荷誤差率34.72%；誤差大于10 kN小于20 kN的井占總井?dāng)?shù)的39%，最大載荷誤差率16.69%；誤差在10 kN以內(nèi)的井占總井?dāng)?shù)的41%，最大載荷誤差率6.72%。自動監(jiān)測示功圖雖然測試效率高，降低操作人員勞動強(qiáng)度，但測試資料存在較大誤差，有必要定期進(jìn)行示功圖現(xiàn)場人工測試。

表4 最大載荷誤差小于10 kN的井

4 提高測試質(zhì)量的措施

4.1 實(shí)施基準(zhǔn)示功圖測試

基準(zhǔn)示功圖測試的意義，就是分析模板。油井作業(yè)后待生產(chǎn)正常測得合格的示功圖和動液面做為基準(zhǔn)，以后的示功圖和動液面與其對比。一般是在作業(yè)5～7天后測得示功圖和動液面作為基準(zhǔn)[3]。在作業(yè)后建基準(zhǔn)示功圖的原因是管桿泵都經(jīng)過清洗和更換，管柱深度都會發(fā)生變化，油井的生產(chǎn)狀態(tài)與以前發(fā)生了變化，主要是摩擦力變化。示功圖反映的是力的變化，所以作業(yè)對示功圖的影響很大，故在作業(yè)后建立基準(zhǔn)示功圖[4]。作業(yè)后測得的動液面也最準(zhǔn)確，所以在建立基準(zhǔn)示功圖的同時建立同步的動液面。在油井新的狀態(tài)下建立的基準(zhǔn)示功圖對以后的采油管理和測試會起到很大的作用。通過載荷的變化可以觀察摩擦力的變化和液面的變化，對井筒和地層精細(xì)管理起到很大的作用，特別是在目前高含水階段的采油生產(chǎn)[5]?；鶞?zhǔn)示功圖還可以指導(dǎo)動液面的測試。動液面的準(zhǔn)確測試是目前的局級技術(shù)難題，動液面是油套環(huán)空的，油套環(huán)空很小，只要有很小的東西就會阻礙聲波的傳播，液面的確定不能只看液面曲線，必須與示功圖對比分析[6]?；鶞?zhǔn)示功圖最重要的作用是資料的互相驗(yàn)證，保證了所出資料的準(zhǔn)確率，精準(zhǔn)的資料保證了技術(shù)人員的分析準(zhǔn)確，同時也提高測試人員的工作水平。

4.2 定期加測實(shí)測示功圖

抽油機(jī)示功圖每月至少測試一次，部分井每月測試3～4次，雖然新作業(yè)井、檢泵井可以測試獲得基準(zhǔn)示功圖，但是大部分井在半年內(nèi)不會實(shí)施檢泵作業(yè)。建議每半年對自動監(jiān)測井加測一次實(shí)測示功圖，用來對比分析自動監(jiān)測示功圖的可靠性，指導(dǎo)油田合理開發(fā)。

4.3 開展示功圖自動監(jiān)測設(shè)備的在線校準(zhǔn)工作

2015年以來，濮東采油廠加快了數(shù)字化油田建設(shè)，采油管理區(qū)進(jìn)行了數(shù)字化改造，現(xiàn)場使用示功圖自動監(jiān)測設(shè)備也越來越多。然而，隨著數(shù)量的增加，這些數(shù)字化儀表的檢定、校準(zhǔn)工作存在幾個突出問題亟需解決：①儀表外送檢定、校準(zhǔn)周期長，送檢期間系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)采集，影響系統(tǒng)的平穩(wěn)、連續(xù)運(yùn)行；②數(shù)字計(jì)量儀表技術(shù)含量高，儀表拆卸困難，并且在拆卸、運(yùn)輸和安裝過程都易造成儀表的損壞，增加額外的購置和檢定成本；③現(xiàn)場儀表出現(xiàn)超差或故障等問題，缺乏驗(yàn)證措施和應(yīng)對手段，無法及時監(jiān)視計(jì)量儀表的運(yùn)行狀態(tài)。

針對以上問題，迫切需要研究出一套切實(shí)可行的在線校準(zhǔn)技術(shù)，提高儀表掌握的準(zhǔn)確度，減少因拆卸造成的儀表損壞和數(shù)據(jù)采集的中斷。通過調(diào)查，計(jì)劃開展示功圖自動監(jiān)測儀表在線校準(zhǔn)技術(shù)研究，找出一套解決上述突出問題的措施和方法，形成標(biāo)準(zhǔn)并在油田范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

5 結(jié)束語

通過濮東采油廠的實(shí)踐證明，開展每半年加測一次實(shí)測示功圖，目前已經(jīng)實(shí)施測試160井次，測試資料獲得采油區(qū)的認(rèn)可。實(shí)施基準(zhǔn)示功圖測試32井次，用來指導(dǎo)分析其他測試井次的示功圖，在油田開發(fā)中起到了很好的作用。

[1]李虞庚.試井手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1991.

[2]劉一江.中原油田采油新技術(shù)文集[M].北京：石油工業(yè)出版社,2000.

[3]何繼峰.淺談油田井下作業(yè)施工質(zhì)量監(jiān)督的有效實(shí)施[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2016,32(3)：9-11.

[4]馬 強(qiáng),王立軍,任學(xué)東.油田單井智能計(jì)量器的誤差分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2016,32(4)：33-35.

[5]陳紅徠,劉 立,郭 靜,等.采油測試壓力表檢定裝置技術(shù)評定[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2016,32(4)：40-42.

[6]張志堅(jiān),趙倩倩,顏井波.一種抽油機(jī)井井下功圖測試儀的研制與應(yīng)用[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2015,31(1)：58-60.

After the informatization reconstruction in the oilfield,the indicator diagram of pumping well is obtained by on-line automatic monitoring.The reasons for the large error of the on-line automatic monitoring indicator diagram are found out through the comparative analysis of the indicator diagrams of the same pumping well obtained by the automatic monitoring with by the ground comprehensive diagnostic instrument,and the error of the on-line automatic monitoring indicator diagram is reduced and the test quality of indicator diagram is improved by testing indicator diagram every half a year using the ground comprehensive diagnostic instrument and calibrating the on-line automatic monitoring device with the indicator diagram.

indicator diagram test;load;contrast analysis;error rate

穆軍州（1961-），男，高級工程師，現(xiàn)主要從事采油測試工作。

崔 杰

2017-09-08