[发明专利]一种基于泵示功图的井口产液量采集方法

摘要

本发明公开了一种基于泵示功图的井口产液量采集方法，包括地面示功图的录取，然后通过计算泵的日排量、液面深度、水力功率、阻尼系数、泵示功图等对阻尼系数进行迭代，当相邻两次阻尼系数收敛后再进一步迭代计算水力功率和泵功率的差值，当二者的差值符合收敛条件时，即可计算井口产液量，本发明将地面示功图转换为泵示功图，而泵示功图可以为油井产液量计算和识别井下泵的工况提供依据，泵的工况识别以及油井产液量计算是以泵的功图为依据，不再受地面示功图的影响，由此计算的产液量精确度更高。

主权项

1.一种基于泵示功图的井口产液量采集方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)功图采集装置录取到地面示功图；(2)地面示功图预处理，得到归整后的地面示功图曲线；(3)建立泵示功图模型，该模型中泵位移u_j和泵载荷F_j按以下公式计算：u_j＝u_pump，j＝[(1+CΔt)]u_m‑1，j+1‑CΔtu_m‑1，j+u_{m‑1，j‑1}‑u_m‑2，j其中，E‑弹性模量，pound/in；A‑抽油杆横截面积，m²；Δt为时间步长，s；Δx为距离步长，m；u_m‑1，j+1、u_m‑1，j、u_{m‑1，j‑1}、u_m‑2，j分为抽油杆的m‑1和m‑2两个距离节点在不同时间节点的位移，m；(4)给定初始的泵有效冲程S，将归整后的地面示功图曲线作为初始泵示功图；(5)计算泵的日排量：q＝1440×s×A_p×Ns其中，q‑泵日排量，S‑泵有效冲程，m；A_p‑柱塞横截面积，m²；Ns‑冲次，1/min；(6)计算液面深度：其中，L_f‑液面深度，m；F_ca‑泵示功图中读取的上死点与下死点的载荷差，KN；ρ_l‑井液密度，kg/m³；g‑重力加速度常数；(7)计算水力功率：H_H＝7.36*10^‑6qrL_f其中，H_H‑水力功率，KW；r‑转换系数，0‑1之间的小数；(8)计算阻尼系数C：其中，g_c‑转换系数；H_PR‑泵功率，KW；T‑周期；ρ‑抽油杆密度，kg/m³；L‑抽油杆长度，m；其中，t₀‑功图开始时刻；F_u(t)‑泵示功图中上行程t时刻的载荷，KN；F_d(t)‑泵示功图中下行程t时刻的载荷，KN；u(t)‑泵示功图中t时刻的位移，m；(9)利用步骤(3)中建立的模型重新计算泵示功图；(10)计算泵的有效冲程S；(11)计算相邻两次泵的有效冲程S的差值，若相邻两次泵的有效冲程S的差值＜0.01，则转入步骤(12)，否则返回步骤(5)；(12)再次计算并更新泵的日排量q、液面深度L_f、水力功率H_H；(13)再次计算并更新阻尼系数C；(14)再次计算并更新泵示功图、泵功率H_PR；(15)计算更新后的水力功率H_H和泵功率H_PR的差值，若二者的差值＜0.01，则输出步骤(14)中的泵示功图、步骤(12)中泵的日排量q、液面深度L_f，并转入步骤(16)；否则返回步骤(13)，并更新阻尼系数为C’，C’＝C*(H_H÷H_PR)；(16)根据泵的日排量计算油井井口的产液量Q，式中，ΔQ_p‑抽油泵一个冲次的漏失量，m³；‑泵排出压力条件下油管内混合物的体积系数，m³/m³；其中，D_p‑柱塞直径，m；l‑柱塞长度，m；δ‑柱塞与泵筒之间半径方向的平均间隙，m；e‑柱塞与泵筒轴线之间的偏心距，m；μ‑井内液体粘度，mPa·s；p_d‑抽油泵的排出压力，MPa；p_s‑抽油泵的吸入压力，MPa；‑柱塞上冲程的平均速度，m/s；其中，B_o‑原油体积系数；B_w‑水的体积系数；n_s‑溶解汽油比；n_w‑混合液的含水率。