一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法技術

一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，涉及油田采油技術領域。本發明專利技術解決了現有測量油井工況參數需要多種儀器以及人工配合才能夠實現的問題。通過確定抽油機井曲柄運行至對應抽油機井上死點及下死點的時間，油井采油液三相流(油、水、氣)，在測試過程中由于氣體的影響導致現場井口在線自動、測試采油井日產液量存在困難。本發明專利技術在測量過程中1.數據按重量計算有效排除氣體影響；2.在采油井相同運行工況參數狀態下數據進行差動處理有效消除了不確定因素誤差或固定誤差；3.不同運行狀態進行了修正補償；4.高速的數據采集保證的數據的密度，進而實現數據的可靠性；上述方法組合使用，實現抽油機井現場在線連續、自動化實用測量單井日產液量。

【技術實現步驟摘要】
一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法
本申請涉及到油田的采油
，具體涉及到油田抽油機井測量

技術介紹
多年以來，抽油機井測量日產液量方法有計量車，計量間玻璃管測量，兩者測產過程中均需脫氣處理，設備造價高，計量時間長，測量井數有限；翻斗流量法，需現場管線加裝出油閥、油灌等，易污染環境、丟油等；液面恢復法，采油井油套環空液面存在死油面、泡沫段，環套之間含氣量少，或結蠟影響，或斜井等因素影響，液面測量精度，重復性等都將影響測試結果；或采用地面功圖測量，地面功圖測量后，根據理論推導獲得井下功圖，再根據所述井下功圖來估計獲得日產液量，其中影響因素太多，導致測量結果與實際產量誤差較大，對應稠油井、高氣液比的油井測量誤差更大；常規桶量油存在人為讀數誤差大、計產間隔時間長導致單井產液量數據不精確，桶量油還存在環保及防盜油等諸多問題。傳統方法均無法實現現場在線連續自動化測量抽油機井日產液量，有的需要獲得抽油機井較多工況參數，因此產品現場很難實用化，有的還存在防盜環保問題。
技術實現思路
為了解決測量油井工況參數需要的多種儀器以及人工配合才能夠實現的問題，本專利技術提供了一種能夠在油井工作過程中現場在線實時檢測的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法。本專利技術所述的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，所述測量方法的過程為：在抽油機正常工作過程中實時采集抽油井機的電參數，進而根據所述電參數計算獲得對應的抽油機的凈扭矩，數據采集速度大于或等于20次/秒，同時，確定抽油機曲柄運行至對應抽油機上死點的時刻以及下死點的時刻；在抽油機井連續工作兩天之后，采用周期性調參運行測量獲得單井日產液量，所述周期為2至30天，每次調參過程為控制抽油機井的沖次由正常運行的N轉換到調參之后的N2，并持續運行時間t，N2≠N，t為大于8分鐘且小于90分鐘的時間參數，然后再次恢復到正常運行的沖次N；計算單井日產液量的方法為：對調參運行之前的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程疊加扭矩P5上下；對調參運行結束之后的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程疊加扭矩P8上下；根據上述獲得的參數獲得抽油機井的日產量P1為：公式中，Sh表示抽油機井中的套管內徑與油管外徑之間環空截面積，Y表示電機輸入端至井口懸點的機械傳動效率，Fp表示柱塞的截面面積，井口懸點加速度a，根據加速度a計算公式：a＝S×N2/1790計算獲得，所述S為抽油機光桿沖程，N為抽油機光桿沖次數。在上述日產液量的測量過程中，還可以包括動液面系數修正過程，所述過程為：對調參之后的前1-2分鐘內的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程疊加扭矩P6上下；根據上述獲得的P5上下和P6上下獲得系數K1，當N2<N時，系數K1＝P5上下-NP6上下/N2；當N2>N時，K1＝P6上下-N2P5上下/N；對調參之后的最后1分鐘內的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程疊加扭矩P7上下；根據上述獲得的P7上下和P8上下獲得系數K2；當N2>N時，則有：K2＝P8上下-NP7上下/N2，當N2<N時，則有：K2＝P7上下-N2P8上下/N；進而獲得環空動液面修正系數K＝(K1+K2)/2，完成動液面數學模型進行修正。上述所述調參之后的沖次N2大于或等于0，且小于或等于1.5N。所述調參之后的沖次N1大于0，且小于或等于1.5N當N2≠0時，所述時間t取值為[20分鐘，90分鐘]。當N2＝0時，所述時間t取值為[10分鐘，45分鐘]。上述測量方法中，控制抽油機井的沖次由正常運行的N進行調參的方法為：通過調整抽油機井的驅動電機的頻率實現。調整抽油機井的驅動電機的頻率的方法采用下述任意一種方法實現：第一種：自動調頻；第二種：人機配合手動調頻率；第三種：人機配合手動停機；調參后運行時間t后，再恢復到原運行狀態運行。本專利技術所述的方法，尤其適用于在油井的工作現場使用，能夠在油井工作過程中實時獲得采集油井工作過程中的各種體現工況的參數。本專利技術的工作原理是通過周期性霍爾傳感器信號反饋的信息，或采用井口載荷力加速度位置復合傳感器，或下死點輔助位置傳感器，或人機配合操作確定上下死點，判斷確定抽油機井曲柄運行至對應抽油機井上死點時刻或對應抽油機井下死點時刻，周期性分解處理抽油機井上、下沖程的扭矩及時刻。在正常運行中，抽油機井的工作過程是周期性由原運行頻率改變后運行時間或t，再恢復到原頻率運行的變頻調整沖次參數操作；變頻調參后運行時間t相對比較長，再恢復到原運行頻率運行時，動液面會有變化，該種方式用于實現測單井日產液量，同時還能實現動液面測量修正。本專利技術所述的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，能夠在抽油機井工作現場、在抽油機井工作過程中，實時采集獲得抽油機井供電輸入端電參數，進而實測數據計算建模，最終實現控制周期性變頻調參后運行的時間，能夠實現在線連續、實用性、通用化自動化周期性測量測量單井日產液量，同時周期性完善修正動液面。本專利技術所述的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，均是在采油井相同運行工況參數狀態下，采用差動處理數據的原理實現的，即：在調整參數前后相同工況下的數據進行差動處理，進而有效的消除了一些不確定因素誤差或固定誤差，與結蠟、磨損、漏失、氣體等無關，進而提高了測量的準確性，對環空動液面的測量感知度能夠達到0.1米。本專利技術所述的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法中，采用扭矩作為計算依據，即：以重量作為計算的基礎，進而消除了抽油管路中的氣體對測量結果的影響。本專利技術所述的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，無需其它儀器、儀表設備輔助測量，如：流量、液面等參量測量的多種專用儀器設備等等，現場測試參量少，大大降低了測量的成本。專利技術方法原理應用示例產品現場在線連續、實用性、通用化、自動化測量，能夠實現抽油機井單井日產液量周期性測量，并且在測量過程中還能夠對測量動液面的數據學模型進行修正。現場可實現在線連續測量、使用方便等要求的測試參量選擇；專利技術說明中示例產品應用要具有實用性與通用性；實測及處理數據方式方法；周期性完整順序過程狀態模型思想等為專利技術方法核心。本專利技術可應用于各種油田的抽油機井的井日常工況參數監測領域，能夠有效配合對抽油井工作狀態的管理，進而為實現節能增效提供可靠及時地數據支持。附圖說明圖1是本專利技術所述的單井日產液量測量方法中，啟機時先進性周期為T的調參，然后再進行測產的周期為t的過程示意圖。圖2是本專利技術所述的單井日產液量測量方法中，在進行周期為t的調參過程中，采用降參調參的情況下，即：N2<N，調參前后的參數P上下的變化趨勢，當調參為增參調參的情況，即：N2>N，則參數P上下的變化趨勢與該圖所示的趨勢相反。圖3是具體實施方式十三所述的一種實現本專利技術所述抽油機井日產液量測量方法的抽油機井變參數計量裝置的配電柜的布局結構示意圖，圖4是圖3所示抽油機井變參數計量裝置的電氣原理示意圖。圖3中的附圖標記，1、電源，2、斷路器2P，3、24V繼電器，4、濾波器EMI，5、斷路器3P，6、24V開關電源，7、變送器，8、電流互感器，9、220V繼電器，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，其特征在于，所述測量方法的過程為：在抽油機正常工作過程中實時采集抽油機井的電參數，進而根據所述電參數計算獲得對應的抽油機的凈扭矩，數據采集速度大于或等于20次/秒，同時，確定抽油機曲柄運行至對應抽油機上死點的時刻以及下死點的時刻；在抽油機井連續工作兩天之后，采用周期性調參運行測量獲得單井日產液量，所述周期為2至30天，每次調參過程為控制抽油機井的沖次由正常運行的N轉換到調參之后的N2，并持續運行時間t，N2≠N，t為大于8分鐘且小于90分鐘的時間參數，然后再次恢復到正常運行的沖次N；計算單井日產液量的方法為：對調參運行之前的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程扭矩P5上下；對調參運行結束之后的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程扭矩P8上下；根據上述獲得的參數獲得抽油機井的日產量P1為：公式中，Sh表示抽油機井中的套管內徑與油管外徑之間環空截面積，Y表示電機輸入端至井口懸點的機械傳動效率，Fp表示柱塞的截面面積，井口懸點加速度a，根據加速度a計算公式：a＝S×N2/1790計算獲得，所述S為抽油機光桿沖程，N為抽油機光桿沖次數。...

【技術特征摘要】
1.一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，其特征在于，所述測量方法的過程為：在抽油機正常工作過程中實時采集抽油機井的電參數，進而根據所述電參數計算獲得對應的抽油機的凈扭矩，數據采集速度大于或等于20次/秒，同時，確定抽油機曲柄運行至對應抽油機上死點的時刻以及下死點的時刻；在抽油機井連續工作兩天之后，采用周期性調參運行測量獲得單井日產液量，所述周期為2至30天，每次調參過程為控制抽油機井的沖次由正常運行的N轉換到調參之后的N2，并持續運行時間t，N2≠N，t為大于8分鐘且小于等于90分鐘的時間參數，然后再次恢復到正常運行的沖次N；計算單井日產液量的方法為：對調參運行之前的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程扭矩P5上下；對調參運行結束之后的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程扭矩P8上下；根據上述獲得的參數獲得抽油機井的日產量P1為：公式中，Sh表示抽油機井中的套管內徑與油管外徑之間環空截面積，Y表示電機輸入端至井口懸點的機械傳動效率，Fp表示柱塞的截面面積，井口懸點加速度a，根據加速度a計算公式：a＝S×N2/1790計算獲得，所述S為抽油機光桿沖程，N為抽油機光桿沖次數；所述疊加處理的過程為：先對連續多個沖次中每個沖次的上沖程的所有凈扭矩的平均值和該沖次的下沖程的所有凈扭矩的平均值進行疊加得到每個沖次的上下沖程扭矩，再對得到的多個上下沖程扭矩進行疊加后求平均值，該平均值為上下沖程扭矩。2.根據權利要求1所述的一種基于電參數的抽油機井日產液量測量方法，其特征在于，所述測量方法還包括動液面系數修正過程，具體過程為：對調參之后的前1-2分鐘內的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程扭矩P6上下；根據上述獲得的P5上下和P6上下獲得系數K1，當N2<N時，系數K1＝P5上下-NP6上下/N2；當N2>N時，K1＝P6上下-N2P5上下/N；對調參之后的最后1分鐘內的連續多個沖次的上、下沖程的凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程扭矩P7上下；根據上述獲得的P7上下和P8上下獲得系數K2；當N2>N時，則有：K2＝P8上下-NP7上下/N2，當N2<N時，則有：K2＝P7上下-N2P8上下/N；進而獲得環空動液面修正系數K＝(K1+K2)/2，完成動液面數學模型進行修正；在測量抽油機井日產液量之前，首先進行測量環空動液面系數的修正，具體過程為：重啟機后運行15分鐘控制抽油機井的沖次由正常運行的N轉換到調參數之后的N1，N1大于0、且小于或等于1.5N，并持續運行時間T，然后再次恢復到正常運行的沖次N；所述時間T為2-5分鐘；通過實時采集的數據，對調參數之前的連續多個沖次的上下沖程凈扭矩數據進行疊加處理，獲得上下沖程數據P1上下，通過實時采集的數據，對調參之后的前1-2分鐘內的連續多個沖次的上下沖程凈扭矩數據疊加處理，獲得上下沖程數據P2上下；根據上述獲得的P1上下和P2上下獲得系數K1，周期性測產，同時實現時間T調參數對液面數據修正作用當N...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金凱，金奇峰，王偉，
申請(專利權)人：哈爾濱斯特凱峰電子有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23