基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法，該方法步驟包括建立特征知識庫及對應(yīng)的工況知識，確定標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖，計算標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上下沖程加載線斜率等特征值，確定地面示功圖的預(yù)警值范圍，獲取實時測量的地面示功圖，提取并計算實測的示功圖特征值，以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖為基礎(chǔ)計算實測的地面示功圖特征的變化率，計算不同測試時間的地面示功圖特征的變化率，繪制連續(xù)變化曲線，根據(jù)預(yù)警值和變化曲線判斷油井狀況，實時預(yù)警。本發(fā)明專利技術(shù)利用連續(xù)測量的地面示功圖實現(xiàn)抽油機(jī)井生產(chǎn)工況實時預(yù)警、實時診斷、實時管理；進(jìn)一步提高抽油機(jī)井的生產(chǎn)管理水平。

Real time working condition diagnosis method of pumping well based on area change of ground indicator diagram

The invention relates to a ground dynagrams area change of the pumping wells diagnosis method based on real-time operating condition, the method includes the following steps: establishment of knowledge base and corresponding characteristics of working knowledge, determine the standard ground dynagrams, calculate the standard ground indicator diagram on the down stroke load line slope characteristic value, determine the ground indicator diagram the warning range, real-time measurement of ground indicator diagram, extracting and calculating the measured dynamometer eigenvalue, changes in standard ground dynagrams is calculated on the basis of the measured ground dynamometer characteristics change rate, calculation of different test time ground indicator diagram characteristic rate, draw a continuous curve. According to the warning value judgment and curve well, real-time warning. The invention realizes the real-time warning, real-time diagnosis and real-time management of the pumping well production condition by utilizing the ground indicator diagram of continuous measurement, and further improves the production management level of the pumping well.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種，屬于石油開采
。
技術(shù)介紹
游梁式抽油機(jī)井有桿泵采油是我國主要的機(jī)械采油方式。描述抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷隨懸點(diǎn)位移變化的地面示功圖是用于分析和診斷抽油機(jī)井工作狀況、提高抽油機(jī)井生產(chǎn)管理水平的一項重要技術(shù)。目前，現(xiàn)場通常根據(jù)地面示功圖形狀來判斷抽油機(jī)井工況。但在某些情況下，不同的油井工作狀況卻表現(xiàn)出相同的示功圖形狀特征，比如抽油泵吸入閥嚴(yán)重漏失、自噴能力強(qiáng)的稀油井、抽油桿斷脫等三種工況的示功圖形狀均表現(xiàn)為窄條狀。在此情況下，采用示功圖形狀特征來分析和診斷抽油機(jī)井工況勢必會帶來誤判。李正勤和黎洪生在“基于示功圖面積變化的抽油機(jī)故障診斷模型”(參見:油氣田地面工程第27卷第9期(2008.9)第3-4頁)一文中提出了利用示功圖面積變化趨勢和最小示功圖面積兩個參數(shù)來區(qū)分空抽和斷桿兩種示功圖形狀特征相同的抽油機(jī)井工況的方法，該方法是建立在各個已知理想工況的標(biāo)準(zhǔn)理論示功圖之上。但由于井下條件、流體因素、設(shè)備因素、管理水平等的影響，通過理論方法來計算正常生產(chǎn)工況下的油井理論示功圖，不但其難度較大，而且準(zhǔn)確性較差。此外，由于示功圖面積是通過對抽油機(jī)上、下沖程過程中的懸點(diǎn)載荷和懸點(diǎn)位移進(jìn)行積分求取，相同的示功圖面積可以對應(yīng)不同的加載、卸載過程以及不同的載荷，也即可以對應(yīng)不同的工況，因此僅依靠示功圖面積變化還不能準(zhǔn)確分析和診斷抽油機(jī)井的工況。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下:一種，步驟如下:( I)建立特征知識庫及對應(yīng)的工況知識庫，所述的特征知識庫包括地面示功圖的上沖程加載線斜率變化范圍、下沖程卸載線斜率變化范圍、上沖程最大載荷變化范圍、下沖程最小載荷變化范圍和示功圖面積變化范圍；(2)根據(jù)油井一段時間內(nèi)連續(xù)測量的、正常的地面示功圖，選擇其形狀特征保持穩(wěn)定、一致的示功圖作為標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖；所述的一段時間內(nèi)是指連續(xù)2天或2天以上時間段內(nèi)；( 3)計算標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和不功圖面積；(4)確定地面示功圖的預(yù)警值范圍，所述的預(yù)警值范圍包括上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率；(5)獲取實時測量的地面示功圖；(6)提取實時測量地面示功圖的上沖程最大載荷、下沖程最小載荷，計算實時測量地面示功圖的面積、上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率；(7)以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和地面示功圖面積為基礎(chǔ)，計算實時測量的地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率；(8)重復(fù)步驟(5)?(7)，計算不同測試時間的地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率；(9)繪制地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；繪制地面示功圖的上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；繪制地面示功圖面積的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；(10)根據(jù)步驟(4)確定的預(yù)警值范圍和步驟(9)所述的連續(xù)變化曲線判斷油井工作狀況，進(jìn)行油井實時預(yù)警。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選的，步驟(I)中所述的工況知識庫包括抽油機(jī)沖次變大、抽油機(jī)沖次變小、抽油機(jī)沖程變大、抽油機(jī)沖程變小、回壓升高、回壓降低、套壓變大、套壓變小、抽油泵固定閥漏失、抽油泵游動閥漏失、抽油泵固定閥和游動閥漏失、抽油泵固定閥失效、抽油泵游動閥失效、抽油桿斷脫、油管漏失、油嘴堵塞、增加或加緊盤根、抽油機(jī)調(diào)平衡、更換變頻器、加緊皮帶、氣體影響、油層供液不足、停開井、加藥劑、結(jié)蠟、流體粘度增加、流體粘度降低、含水升高、含水降低、地層出砂、油井連抽帶噴、套管摻水、井筒熱洗。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選的，步驟(4 )中取標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖面積的土( 5?20 ) %作為示功圖面積變化預(yù)警值的上下限范圍；取標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程加載線斜率的土(4?10) %作為上沖程加載線斜率變化預(yù)警值的上下限范圍，下沖程卸載線斜率的土(4?10)%作為下沖程卸載線斜率變化預(yù)警值的上下限范圍；取標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程最大載荷的土(4?10)%作為上沖程最大載荷變化預(yù)警值的上下限范圍，下沖程最小載荷的土(4?10)%作為下沖程最小載荷變化預(yù)警值的上下限范圍。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選的，步驟(7)中將實時測量的地面示功圖面積與標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖面積相減，得到實時測量的地面示功圖面積的變化值；將實時測量的地面示功圖面積的變化值除以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖面積，得到實時測量的地面示功圖面積的變化率；將實時測量的地面示功圖上沖程加載線斜率與標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程加載線斜率相減，得到實時測量的地面示功圖上沖程加載線斜率的變化值，將實時測量的地面示功圖上沖程加載線斜率的變化值除以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程加載線斜率，得到實時測量的地面示功圖上沖程加載線斜率的變化率；將實時測量的地面示功圖下沖程卸載線斜率與標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖下沖程卸載線斜率相減，得到實時測量的地面示功圖下沖程卸載線斜率的變化值，將實時測量的地面示功圖下沖程卸載線斜率的變化值除以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖下沖程卸載線斜率，得到實時測量的地面示功圖下沖程卸載線斜率的變化率；將實時測量的地面示功圖上沖程最大載荷與標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程最大載荷相減，得到實時測量的地面示功圖上沖程最大載荷的變化值，將實時測量的地面示功圖上沖程最大載荷的變化值除以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程最大載荷，得到實時測量的地面示功圖上沖程最大載荷的變化率；將實時測量的地面示功圖下沖程最小載荷與標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖下沖程最小載荷相減，得到實時測量的地面示功圖下沖程最小載荷的變化值，將實時測量的地面示功圖下沖程最小載荷的變化值除以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖下沖程最小載荷，得到實時測量的地面示功圖下沖程最小載荷的變化率。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選的，步驟(9)中以測量時間為橫坐標(biāo)，實時測量地面示功圖上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率為縱坐標(biāo)，繪制實時測量地面示功圖上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；以測量時間為橫坐標(biāo)，實時測量地面示功圖上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率為縱坐標(biāo)，繪制實時測量地面示功圖上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；以測量時間為橫坐標(biāo),實時測量地面示功圖面積的變化率為縱坐標(biāo),繪制實時測量地面示功圖面積的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選的，步驟(10)中將步驟(4)確定的預(yù)警值上下限范圍分別對應(yīng)繪制在步驟(9)所繪制的曲線上；當(dāng)實時測量地面示功圖面積的變化率超過了步驟(4)確定的示功圖面積變化率的預(yù)警上下限范圍，和/或?qū)崟r測量地面示功圖上沖程加載線斜率的變化率超過了步驟(4)確定的上沖程加載線斜率變化率的預(yù)警上下限范圍，和/或?qū)崟r測量地面示功圖下沖程卸載線斜率的變化率超過了步驟(4)確定的下沖程卸載線斜率變化率的預(yù)警上下限范圍，和/或?qū)崟r測量地面示功圖上沖程最大載荷的變化率超過了步驟(本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法，步驟如下：（1）建立特征知識庫及對應(yīng)的工況知識庫，所述的特征知識庫包括地面示功圖的上沖程加載線斜率變化范圍、下沖程卸載線斜率變化范圍、上沖程最大載荷變化范圍、下沖程最小載荷變化范圍和示功圖面積變化范圍；（2）根據(jù)油井一段時間內(nèi)連續(xù)測量的、正常的地面示功圖，選擇其形狀特征保持穩(wěn)定、一致的示功圖作為標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖；所述的一段時間內(nèi)是指連續(xù)2天或2天以上時間段內(nèi)；（3）計算標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和示功圖面積；（4）確定地面示功圖的預(yù)警值范圍，所述的預(yù)警值范圍包括上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率；（5）獲取實時測量的地面示功圖；（6）提取實時測量的上沖程最大載荷、下沖程最小載荷，計算實時測量的地面示功圖面積、上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率；（7）以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和地面示功圖面積為基礎(chǔ)，計算實時測量的地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率；（8）重復(fù)步驟（5）～（7），計算不同測試時間的地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率；（9）繪制地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；繪制地面示功圖的上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；繪制地面示功圖面積的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線；（10）根據(jù)步驟（4）確定的預(yù)警值范圍和步驟（9）所述的連續(xù)變化曲線判斷油井工作狀況，進(jìn)行油井實時預(yù)警。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法，步驟如下: (1)建立特征知識庫及對應(yīng)的工況知識庫，所述的特征知識庫包括地面示功圖的上沖程加載線斜率變化范圍、下沖程卸載線斜率變化范圍、上沖程最大載荷變化范圍、下沖程最小載荷變化范圍和示功圖面積變化范圍； (2)根據(jù)油井一段時間內(nèi)連續(xù)測量的、正常的地面示功圖，選擇其形狀特征保持穩(wěn)定、一致的示功圖作為標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖；所述的一段時間內(nèi)是指連續(xù)2天或2天以上時間段內(nèi)； (3)計算標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和示功圖面積； (4)確定地面示功圖的預(yù)警值范圍，所述的預(yù)警值范圍包括上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率； (5)獲取實時測量的地面示功圖； (6)提取實時測量的上沖程最大載荷、下沖程最小載荷，計算實時測量的地面示功圖面積、上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率； (7)以標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖的上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和地面示功圖面積為基礎(chǔ)，計算實時測量的地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率； (8)重復(fù)步驟(5)~(7)，計算不同測試時間的地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率、上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率和示功圖面積的變化率； (9)繪制地面示功圖的上沖程加載線斜率的變化率、下沖程卸載線斜率的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線； 繪制地面示功圖的上沖程最大載荷的變化率、下沖程最小載荷的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線； 繪制地面示功圖面積的變化率隨測量時間的連續(xù)變化曲線； (10)根據(jù)步驟(4)確定的預(yù)警值范圍和步驟(9)所述的連續(xù)變化曲線判斷油井工作狀況，進(jìn)行油井實時預(yù)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法，其特征在于，步驟(1)中所述的工況知識庫包括抽油機(jī)沖次變大、抽油機(jī)沖次變小、抽油機(jī)沖程變大、抽油機(jī)沖程變小、回壓升高、回壓降低、套壓變大、套壓變小、抽油泵固定閥漏失、抽油泵游動閥漏失、抽油泵固定閥和游動閥漏失、抽油泵固定閥失效、抽油泵游動閥失效、抽油桿斷脫、油管漏失、油嘴堵塞、增加或加緊盤根、抽油機(jī)調(diào)平衡、更換變頻器、加緊皮帶、氣體影響、油層供液不足、停開井、加藥劑、結(jié)蠟、流體粘度增加、流體粘度降低、含水升高、含水降低、地層出砂、油井連抽帶噴、套管摻水、井筒熱洗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法，其特征在于，步驟(4)中取標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖面積的土(5~20)%作為示功圖面積變化預(yù)警值的上下限范圍；取標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程加載線斜率的土(4~10)%作為上沖程加載線斜率變化預(yù)警值的上下限范圍，下沖程卸載線斜率的土(4~10)%作為下沖程卸載線斜率變化預(yù)警值的上下限范圍； 取標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖上沖程最大載荷的土(4~10)%作為上沖程最大載荷變化預(yù)警值的上下限范圍，下沖程最小載荷的± (4~10)%作為下沖程最小載荷變化預(yù)警值的上下限范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面示功圖面積變化的抽油機(jī)井實時工況診斷方法，其特征在于，步驟(7)中將實時測量的地面示功圖面積與標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖面積相減，得到實時測量的地面示功圖面積的變化值；將實時測量的地面示功圖面...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁濤，劉均榮，楊洪友，于淑玲，呂麗，秦敏，王麗紅，孟紅美，車靜，韓麗，潘麗，肖會，王利華，任藝，
申請(專利權(quán))人：丁濤，
類型：發(fā)明
國別省市：