測量油井產液中含水量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種測量油井產液中含水量的方法，采用有桿泵采油系統，在井口抽油機上安裝上荷載傳感器、位移傳感器和電參數傳感器，每隔5～15分鐘獲取一張油井示功圖，由所述示功圖計算出油井泵功圖，并求取所述泵功圖的面積，根據所述泵功圖的面積等于泵筒內產液舉升到地面所做的功，求得產出液中含水量。本發明通過實時獲取油井示功圖，從而能夠快速地計算出油井泵功圖，進而計算出油井產出液中的含水量，使得操作工人的勞動強度大大降低、并且能夠準確地得到油井的產油量。
【專利說明】測量油井產液中含水量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田采油【技術領域】，特別涉及一種測量油井產液中含水量的方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類對石油的需求量越來越大，采油技術的發展也日益快速。在目前世界上的所有石油采油井中，油井產出液中水的含量均占有一定的比例。為了精確地掌握每口油井的產油量，則必須測定油井產液中水的含量，由于油層產液中含水的多少是變化的。目前，采油現場必須頻繁地測定油井產出液中的含水量，往往10天就需要測量一次。傳統上油田對油井含水的確定是通過井口取樣、實驗室蒸餾、離心、電脫水化驗等一系列程序才可獲得。
[0003]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題:由于油井數量巨大，而現有的測量手段需要花費油田員工大量的時間、精力和財力，極大地增加了員工勞動強度，而且測定的含水時效性不強，不能非常準確地得知油井產油量。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種測量油井產液中含水量的方法。所述技術方案如下:
[0005]提供了一種測量油井產液中含水量的方法，采用有桿泵采油系統，在井口抽油機上安裝上荷載傳感器、位移傳感器和電參數傳感器，每隔5?15分鐘獲取一張油井示功圖，由所述示功圖計算出油井泵功圖，并求取所述泵功圖的面積，根據所述泵功圖的面積等于泵筒內產液舉升到地面所做的功，求得產出液中含水量。
[0006]進一步地，所述方法包括以下步驟:
[0007]SI，建立有桿泵采油系統的故障診斷模型；
[0008]S2，根據SI中建立的所述故障診斷模型確定有桿泵的抽油桿柱各截面示功圖的遞推格式；
[0009]S3，根據S2中確定的所述遞推格式計算得到有桿泵的泵功圖，所述泵功圖包括位移函數和軸力函數；
[0010]S4，求取有桿泵的有效沖程和泵功圖面積；
[0011]S5，計算有桿泵泵筒內液體舉升到地面所做的功；
[0012]S6，求取產液中含水量。
[0013]進一步地，步驟SI中建立所述故障診斷模型的具體方法是:
[0014]把整個抽油桿柱離散化，設定為M個單元，每一單元抽油桿柱的質量集中到單元一端的結點上，形成集中質量IV設定各單元之間的拉壓等效為拉壓剛度為h的彈簧:
[0015]貝Ij,IHi = QriLi (I),
[0016]式(I)中，是第i個單元的單位長度的桿重，單位是kg/m A是第i個單元的長度，單位是m ;[0017]所述故障診斷模型為:
[0018]
【權利要求】
1.一種測量油井產液中含水量的方法，采用有桿泵采油系統，其特征在于，在井口抽油機上安裝上荷載傳感器(1)、位移傳感器(2 )和電參數傳感器(3 )，每隔5~15分鐘獲取一張油井示功圖，由所述示功圖計算出油井泵功圖，并求取所述泵功圖的面積，根據所述泵功圖的面積等于泵筒內產液舉升到地面所做的功，求得產出液中含水量。
2.根據權利要求1所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: SI，建立有桿泵采油系統的故障診斷模型； S2，根據SI中建立的所述故障診斷模型確定有桿泵的抽油桿柱各截面示功圖的遞推格式； S3，根據S2中確定的所述遞推格式計算得到有桿泵的泵功圖，所述泵功圖包括位移函數和軸力函數； S4，求取有桿泵的有效沖程和泵功圖面積； S5，計算有桿泵泵筒內液體舉升到地面所做的功； S6，求取產液中含水量。
3.根據權利要求2所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟SI中建立所述故障診斷模型的具體方法是: 把整個抽油桿柱離散化，設定為M個單元，每一單元抽油桿柱的質量集中到單元一端的結點上，形成集中質量％，設定各單元之間的拉壓等效為拉壓剛度為Ici的彈簧:
貝lj，Hli = QriLi (I), 式(I)中，是第i個單元的單位長度的桿重，單位是kg/m ；Li是第i個單元的長度，單位是m ； 所述故障診斷模型為:
4.根據權利要求3所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟S2中確定所述遞推格式是: 由胡克定律知:Fi—I = ki (Si 一 S^1) (3)， 推導出
5.根據權利要求4所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟S3中泵功圖的計算方法是: 設定式⑵中的Sh = Sh ( Θ )、Fh = Fh ( Θ )、Si=SiC θ )和Fi=Fi ( θ )都是有桿泵的曲柄轉角Θ的函數，把它們展開為Fourier級數，
6.根據權利要求5所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟S4中所述有效沖程的求取方法是通過多邊形逼近法和矢量特征法識別。
7.根據權利要求6所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟S4中所述泵功圖面積為:
8.根據權利要求7所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟S5中，有桿泵泵筒內液體舉升到地面所做的功是:
9.根據權利要求8所述的測量油井產液中含水量的方法，其特征在于，步驟S6中產液中含水量的求取方法是: 由:S = W (24)，
【文檔編號】E21B47/00GK103924959SQ201310009377
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月10日 優先權日:2013年1月10日
【發明者】李明江, 楊倉海, 穆謙益, 李珍, 邱亮, 于世春, 趙曉龍, 程世東, 張彬, 邱奇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司