2016-11-10
目前国内的“功图法量液”已经开展起来，不管效果怎样都是对简化优化的一种尝试，有的油田也已经开始实施“功图法计算动液面”的应用。如果该项技术获得突破，将对油气田的生产管理产生很大的影响，改变生产管理模式，达到节能增效的作用，请结合自己工作情况，谈谈对”功图法计算动液面”的这项技术的看法。
评论12
楼主 2016/11/10 19:55:33
油井的动液面参数直接反映了地层的供液情况及井下供排关系, 是进行采油工艺适应性评价和优化的关键数据之一[ 1- 3] 。动液面测试传统的方法是利用声波进行测试, 但是, 这种方法有两方面的缺点, 一是回声的技术受井筒的情况制约产生误差; 二是不能实时在线测量。文献[ 3- 4] 通过地面功图推算动液面, 但是由于悬点载荷的确定比较复杂和繁琐, 而且在计算过程中忽略了一些阻力因素, 也存在误差。
有杆泵主要由泵简、柱塞、游动阀( T V) 、固定阀( SV) 等组成。把地面示功图或悬点载荷与时间的关系用计算机进行数学处理之后, 由于消除了抽油杆柱的变形、杆柱的粘滞阻力、振动和惯性等的影响, 将会得到形状简单而又能真实反映泵工作状况的井下泵示功图[ 8- 9] 。井下泵相对于悬点受力简单、动载荷的影响小。泵工作工程中, 泵筒内压力p ( t ) 随柱塞运动方向的改变, 由吸入压力p i 升至排出压力p o 或由p o 降至p i , 柱塞完成卸载或加载: 当SV 开启后, 液体经SV 孔吸入泵腔, 此时p ( t ) = p i , 柱塞加载完成, 泵载保持不变; 当TV 开启后, 液体经T V 孔排出泵 腔, 此时p ( t ) = p o , 柱塞卸载完成, 泵载保持不变,当SV、T V 均处于关闭状态时, p i< p ( t ) < p o 。如果忽略柱塞与液体的惯性力, 则作用于柱塞上的平衡方程应是:?? Fp ( t) = p p ( f p - f r ) - p ( t ) f p + Wp f ( 1)其中, Fp ( t ) ! ! ! 泵的载荷, N; p p ! ! ! 游动阀上部的压力, Pa; p ( t ) ! ! ! 泵筒内压力, Pa; Wp ! ! ! 柱塞重量, N; f ! ! ! 柱塞与泵筒间的摩擦阻力, N ; f p、f r ! ! ! 柱塞、抽油杆的截面积, m2。泵沉没度对应的沉没压力与上冲程时泵的吸入压力之间的存在确定关系, 因此可由泵示功图求 出沉没压力,然后与由油套环空压力分布得到的沉没压力进行比较, 推算动液面的深度。
泵载荷计算沉没压力
液体通过游动阀压力降为??p t , 通过固定阀压力降为??p s 。为方便计算, 假设:t = p s = ??p =??l 2f2!2 ( 2)式中, l ! ! ! 原油的密度, kg/ m3 ; !! ! ! 阀流量系数,是阀孔径、流体粘度和流速的函数。 f ! ! ! 液体通过阀孔的流速, m/ s。油管内是油气水三相混合物, 气体含量一般较少, 游动阀上部的压力p p的计算式为:p p = p n + l gL ( 3)式中, p h ! ! ! 井口回压, Pa; L ! ! ! 抽油杆总长, m。在上冲程固定阀打开后到关闭前记泵载为Fpu : p ( t) = p i = p n - p ( 4)Fpu = p p ( f p - f r ) - ( p n - p ) f p + Wp + f ( 5)在下冲程游动阀打开后至关闭前记泵载为Fpd :p ( t) = p o = p p + p ( 6)Fpd = p p ( f p - f r ) - ( p p + p ) f p + Wp - f ( 7)( 5) 式减( 7) 式得: Fpu - Fpd = ( p p - p n ) f p + 2( p p + f ) ( 8)整理( 8) 式得到:p n = ( p p + p ) -F pu - Fpdf p+2ff p+ p ( 9)
楼主 2016/11/12 13:57:31
"功图法计算动液面"首先需要知道的是通过功图法是无法量化得到动液面数据，如果哪家说可以，100%可以说胡扯。
但是利用功图法可以反映动液面的趋势这是完全可行，也是实现起来不太困难的技术手段。
标准的测量动液面的方式是用抽油井液面测试仪进行测量，利用钢球发射产生的声波，沿套管传播，遇到液面时声波反弹，利用受到的反弹声波之间的时间差计算动液面。
这种测量方式相对来说是一种准确和普遍采用的动液面测量方法，测量的数据也基本上被接受。
"功图法计算动液面"跟功图量液一样，虽然近些年成为油气田地面建设研究领域的热点，也在个别地区进行了试点，取得了一定的成果，但认可度还是有限，存在无法解决的技术性难点问题和可靠性的不可预测性，所以还没有被广泛的接受和认可，也许将来有一天随着技术的进步能取得更大的突破，至少就现阶段来说，"功图法计算动液面"获得的不是真实的数据，只能是变化的趋势。
楼主 2016/11/12 14:02:02
对于这个问题我们有必要先分析功图计算动液面的理论依据在分析其优缺点及相关可能改进措施：
实际工作中, 液面数据是进行产液量预测和确定下泵深度的重要因素, 对于提高泵效和系统效率至关重要, 否则会造成下泵后出现供液不足或者沉没度大,系统效率低的问题, 通过对液面测试资料的分析, 实际测试液面资料显示油井供液不足, 往往实际示功图正常, 或者沉没度足够,功图显示却供液不足的现象屡见不鲜, 因此为了克服此类现象的发生, 提高设计合理性和水平, 切实保证实现机采井设计优化, 根据抽油泵示功图能够切实反映液面的实际情况, 计算出一个合理的液面。
1、功图计算动液面的理论依据
（1）计算方法
通过对大量抽油泵示功图的分析和统计, 并结合实际生产经验, 对于正常的功图, 可以确定一个比较准确的上下静载, 上下静载确定后, 反推动液面成为可能。
首先分析上下静载荷线的组成。
上静载荷
下静载荷
其中：表示动液面的托负力, ；表示液体载荷重, ；
表示杆柱受到的浮力, ；凡表示油压产生的载荷,。
推导动液面, 其中上下静载荷为已知数据 ：
根据（2）式可得：
得到：
液体载荷的正确算法是将杆柱到柱塞每个变径截面处求得压强, 然后算出压力累加, 杆柱变径较小时, 可以认为是油管和抽油杆之间的环空液体体积重量。见（5）式：
根据公式（1）（3）（4）（5）可以得到：
环空中的动液面产生的载荷为：
由（6）（7）两式可得：
其中：表示下泵深度,；表示柱塞直径, ；下标表示杆柱, 表示液体, 表示油。
（2）上下静载的确定方法
通过测试得到上下静载是一个比较复杂和繁琐的过程, 必须确定一个可靠的室内方法来确定, 对示功图静载线的确定做简单的说明。
①示功图
对于游梁（皮带）式抽油机, 做功的大小可用示功图表示, 示功图纵坐标为悬点载荷（力）, 横坐标为冲程距离。由功的定义可知, 示功图面积的大小能反映有杆泵做功的大小, 其面积大, 做功就大, 泵的效率就高。
②测绘实测静载示功图
一般情况下, 为了得到有杆抽油泵的实际效率, 必须有3张示功图：a.理论静载示功图,b.实测动载示功图, 它是泵在做功时受到诸多动载单元因素影响后,测出形态各异的图形;c.实测静载示功图, 在形态各异的动载示功图上, 受诸多单元因素影响后的实际重量, 即最大和最小载荷值、在什么位置, 柱塞受交变载荷影响后的活塞冲程值、位置, 这是计算实测静载示功图的两个关键因素。上冲程反映（称）泵以上混合液体和杆柱的共同重量, 在功图上为最大载荷线, 下冲程转折点反映杆柱自重, 在功图上为最小静载线。
图1 有杆泵的示意图
在测绘实测静载示功图时, 为了消除抽油机的摩擦和振动等动载荷, 当光杆上行时, 曲柄停在水平位置附近拉出静载时的最大载AB荷线。光杆下行时, 曲柄停在水平位置附近, 再拉出静载时的最小载荷CD线。
绘制活塞冲程在示功图上距离时, 把理论静载示功图放在拉线功图的下方, 绘制活塞冲程在示功图上距离时, 把理论静载示功图放在拉线功图的下方, 以EF线为基准, 用三角尺的直角边对准EF线, 直尺固定在三角尺的下方, 然后左右平移, 与示功图增、卸载阻尼曲线相切, 消除动载荷的影响, 就绘制成一个小于理论静载示功图的平行四边形AB-CD, 最能反映有杆泵做功大小的图形（见图1）。
（3）室内绘解实浏静载示功图
综前所述, 在绘制实侧静载示功图时, 操作麻烦, 影响时率, 还对以往没有进行拉线操作的井无法进行校核, 同时仪器仪表存在的误差问题, 通过对大量功图的研究, 分析总结, 探求出室内绘解载荷线的初步规律, 使动载示功图不受时间和地点限制, 在室内即可进行实测静载的计算和校核、分析, 制定出了一个比较合理的取点理论。并通过大量的绘制和实测功图进行比较, 使室内绘制上下静载线成为可能, 为预测动液面奠定了基础。
2、软件的编制和应用
软件流程通过以上公式的推导, 并根据大量示功图的统计资料, 我们可以得到上、下静载线的确定及在功图上的具体位置, 进行软件的编制。软件的流程图如右图, 在实际计算中, 利用静载计算出的液面数据, 必须进行进一步核算, 方可进行现场应用, 计算方法采用迭代方法进行校核, 直到计算静载和液面, 计算载荷数值接近方可输出（见图2）。
图2 流程图
回复引用举报
玻璃的心 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于：2011-06-11 23:57:58 7楼
从上面的分析我们可以知道：油井动液面是进行机采井设计的重要依据, 目前所采用的动液面测试仪器由于受油井套管环空内死油环、井下狗腿等因素的影响, 造成测试分析结果与实际液面情况不符, 因为液面对于功图形状及载荷影响明显, 因此文中在讲解原理的基础上试图通过功图数据确定一个相对准确的动液面数据, 并将其运用于生产，但是液面测试手段具有一
定的局限性，总结起来，功图来计算液面注意以下几个方面：
（1）在利用功图进行液面计算时, 功图数据的准确是其中的关键囚素。
（2）确保功图的标准性, 上下死点功图不能出现打扭, 对玻璃钢杆柱井不适应。
（3）泵径、泵深、原油含水、油气比是计算液面的关键因素, 必须准确。
（4）数学计算模型还需要进一步的完善, 以获得比较准确的计算数据。
楼主 2016/11/12 14:06:18
楼主 2016/11/12 14:07:46
楼主 2016/11/12 14:09:25
楼主 2016/11/12 14:10:50
楼主 2016/11/12 14:13:50
楼主 2016/11/12 14:15:33
楼主 2016/11/12 14:17:06
