一种基于油井示功图获取原油含水量的方法技术

本发明专利技术属于油田采油技术领域，具体涉及一种基于油井示功图获取原油含水量的方法。本发明专利技术通过在在示功图中获取数据、获取悬点静载荷值、获取悬点惯性载荷值、获取悬点振动载荷值、获取摩擦载荷值、计算油井含水率和原油含水率监控七个步骤，利用现有数字化油井工况诊断技术，通过含水量公式，实时计算油井含水量，方便的进行油井含水量的计算和监控，有效降低了现场工作人员劳动强度和油田现场人力、物力、财力的投入，达到了油田油井产量波动的精细监控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于油井示功图获取原油含水量的方法
本专利技术属于油田采油
，具体涉及一种基于油井示功图获取原油含水量的方法。
技术介绍
目前，在世界上的所有油田的采油井中，油井产出液中均含有一定比例的采出水，各个油田为了实时监测油井的采出水量，进而精确地掌握油井的产油量，则必须定期测定油井产出液的含水量，由于地层中液体的含水量是变化的，因此对于油井含水量的监控是油田日常生产中的一项重要工作。通常正常生产时，油田油井的含水每10天需要进行进行测量，部分含水波动大的井监测周期更短。通常在各个油田中，油井含水的测量工作需要通过油井井口取样、样品运输和中心化验室进行化验等过程才能获得，监测结果往往比较滞后，不能及时准确的掌握油井产量。同时，由于各油田油井数量巨大，且区块分散，以目前的监测手段，就需要建设更大量的化验中心和投入更多的人力，同时也极大的增加了员工取样、送样和监测含水的工作量和强度，对现场正常生产管理造成很大的困难。同时，目前油田数字化建设较为完备，油井工况系统涵盖了大部分的油井，这就使得油井每10分钟就能采集一张示功图，每天采集144张示功图，上传于油井工况系统服务器，这也就为应用示功图实时计算油井含水量提供了基础资料保证。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，目的在于提供一种利用现有数字化油井工况诊断技术，在降低油田现场人力、物力、财力投入的同时准确、及时获取原油含水量的方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，包括如下步骤步骤一：在示功图中获取数据在油井工况系统中获取示功图中的冲程、冲次数据值及油井静态参数；步骤二：获取悬点静载荷值悬点静载荷分为上行程悬点静载荷和下行程悬点静载荷，根据步骤一获取的参数，计算得出上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值；步骤三：获取悬点惯性载荷值悬点惯性惯性载荷包括上冲程悬点最大惯性载荷和下冲程悬点最大惯性载荷，根据步骤一获取的参数，计算得出上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值；步骤四：获取悬点振动载荷值步骤五：获取摩擦载荷值计算上冲程摩擦载荷值和下冲程摩擦载荷值；步骤六：计算油井含水率根据步骤二、步骤三、步骤四和步骤五得到的悬点静载荷值、悬点惯性载荷值、悬点振动载荷值和摩擦载荷值，计算得到油井含水率；步骤七：原油含水率监控根据步骤六计算得到的油井含水率，对油井中原油含水率进行监控，用于后续生产性调整注水计划。所述的步骤二计算上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值时，采用的步骤一获取的油井静态参数包括每米抽油杆在液体中的重力、混合液密度、原油密度、底层水水密度、原油含水量、泵深、动液面、柱塞面积、油管压力和套管压力油井静态参数。所述的步骤二中的获取悬点静载荷值中的上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值是采用如下公式进行计算得到的P静上＝9.81qrlL+ApLfρ+106(pt-pc)Ap(1)P静下＝9.81qrlL(2)ρ＝ρo(1-fw)+ρwfw(3)其中，P静上——上行程悬点静载荷，kN；P静下——下行程悬点静载荷，kN；qrl——每米抽油杆在液体中的重力，组合抽油杆分段计算，kgf/m；ρ——混合液密度，kg/m3；ρo——原油密度，kg/m3；ρw——地层水水密度，kg/m3；fw——原油含水量；L——泵深，m；Lf——动液面，m；Ap——柱塞面积，m2；pt——油管压力，MPa；pc——套管压力，MPa。所述的步骤三计算上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值是采用步骤一获取的冲程、冲次及每米抽油杆在空气中的重力、油管过流断面变化引起液柱加速度变化的系数、油管的流通断面面积和平均抽油杆截面积油井静态参数进行计算的。所述的步骤三中的上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值采用如下公式计算得到其中，P惯上——上冲程悬点最大惯性载荷，kN；P惯下——下冲程悬点最大惯性载荷，kN；S——冲程，m；N——冲次，min-1；qr——每米抽油杆在空气中的重力，kgf/m；ε——考虑油管过流断面变化引起液柱加速度变化的系数；Atf——油管的流通断面面积，m2；Ar——平均抽油杆截面积，组合抽油杆柱取等效面，m2。所述的步骤四中的悬点振动载荷值是采用如下公式得到式中，P振——在抽油杆顶端产生的振动载荷，kN；k——常数，其值取决于当值为0～1时，k＝0；当值为1～3时k＝1，为当值为3～5时k＝2；当值为5～7时k＝3；E——油管、抽油杆钢材弹性模量，2.02×108kN/m2；λr——抽油杆变形，m；λ——油管和抽油杆总变形，m；υu,d——静变形结束时的悬点速度，υu是上冲程，υd为下冲程，m/s；C——抽油机游梁前臂长，m；e——自然对数底数；c——抽油杆内声波传播速度；其中：单级杆柱c＝5000，二级杆柱c＝5400，三级杆柱c＝5800，m/s；α——曲柄转角，度；αu,d——静变形结束时的曲柄转角，度；所述的步骤五中摩擦载荷由五部分组成：抽油杆与油管的摩擦力F1、柱塞与泵筒之间的半干摩擦力F2、液柱与抽油杆之间的摩擦力F3、液柱与油管之间的摩擦力F4及液柱通过游动阀的摩擦阻力F5，通过F1、F2、F3、F4和F5，得到计算上冲程摩擦载荷值和下冲程摩擦载荷值。所述的步骤五中的上冲程摩擦载荷值和下冲程摩擦载荷值是通过如下方法得到的抽油杆与油管的摩擦力F1＝1.5％G；F2＝1717N，当抽油泵径不大于70mm时；F4＝1.3F3；F5≈0F摩上＝F1+F2+F4F摩下＝F1+F2+F3其中，m——油管内径与抽油杆直径之比值；G——抽油杆重量，kNμ——混合液粘度，mPa.m。所述的步骤六中计算油井含水率是采用如下方式得到的：步骤二中的获取悬点静载荷值中的上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值是采用如下公式进行计算得到的P静上＝9.81qrlL+ApLfρ+106(pt-pc)Ap(1)P静下＝9.81qrlL(2)ρ＝ρo(1-fw)+ρwfw(3)其中，P静上——上行程悬点静载荷，kN；P静下——下行程悬点静载荷，kN；qrl——每米抽油杆在液体中的重力，组合抽油杆分段计算，kgf/m；ρ——混合液密度，kg/m3；ρo——原油密度，kg/m3；ρw——地层水水密度，kg/m3；fw——原油含水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于，包括如下步骤/n步骤一：在示功图中获取数据/n在油井工况系统中获取示功图中的冲程、冲次数据值及油井静态参数；/n步骤二：获取悬点静载荷值/n悬点静载荷分为上行程悬点静载荷和下行程悬点静载荷，根据步骤一获取的油井静态参数，计算得出上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值；/n步骤三：获取悬点惯性载荷值/n悬点惯性惯性载荷包括上冲程悬点最大惯性载荷和下冲程悬点最大惯性载荷，根据步骤一获取的油井静态参数，计算得出上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值；/n步骤四：获取悬点振动载荷值/n步骤五：获取摩擦载荷值/n计算上冲程摩擦载荷值和下冲程摩擦载荷值；/n步骤六：计算油井含水率/n根据步骤二、步骤三、步骤四和步骤五得到的悬点静载荷值、悬点惯性载荷值、悬点振动载荷值和摩擦载荷值，计算得到油井含水率；/n步骤七：原油含水率监控/n根据步骤六计算得到的油井含水率，对油井中原油含水率进行监控，用于后续生产性调整注水计划。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于，包括如下步骤
步骤一：在示功图中获取数据
在油井工况系统中获取示功图中的冲程、冲次数据值及油井静态参数；
步骤二：获取悬点静载荷值
悬点静载荷分为上行程悬点静载荷和下行程悬点静载荷，根据步骤一获取的油井静态参数，计算得出上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值；
步骤三：获取悬点惯性载荷值
悬点惯性惯性载荷包括上冲程悬点最大惯性载荷和下冲程悬点最大惯性载荷，根据步骤一获取的油井静态参数，计算得出上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值；
步骤四：获取悬点振动载荷值
步骤五：获取摩擦载荷值
计算上冲程摩擦载荷值和下冲程摩擦载荷值；
步骤六：计算油井含水率
根据步骤二、步骤三、步骤四和步骤五得到的悬点静载荷值、悬点惯性载荷值、悬点振动载荷值和摩擦载荷值，计算得到油井含水率；
步骤七：原油含水率监控
根据步骤六计算得到的油井含水率，对油井中原油含水率进行监控，用于后续生产性调整注水计划。


2.如权利要求1所述的一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于：所述的步骤二计算上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值时，采用的步骤一获取的油井静态参数包括每米抽油杆在液体中的重力、混合液密度、原油密度、底层水水密度、原油含水量、泵深、动液面、柱塞面积、油管压力和套管压力油井静态参数。


3.如权利要求2所述的一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于：所述的步骤二中的获取悬点静载荷值中的上行程悬点静载荷值和下行程悬点静载荷值是采用如下公式进行计算得到的
P静上＝9.81qrlL+ApLfρ+106(pt-pc)Ap(1)
P静下＝9.81qrlL(2)
ρ＝ρo(1-fw)+ρwfw(3)
其中，
P静上——上行程悬点静载荷，kN；
P静下——下行程悬点静载荷，kN；
qrl——每米抽油杆在液体中的重力，组合抽油杆分段计算，kgf/m；
ρ——混合液密度，kg/m3；
ρo——原油密度，kg/m3；
ρw——地层水水密度，kg/m3；
fw——原油含水量；
L——泵深，m；
Lf——动液面，m；
Ap——柱塞面积，m2；
pt——油管压力，MPa；
pc——套管压力，MPa。


4.如权利要求1所述的一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于：所述的步骤三计算上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值是采用步骤一获取的冲程、冲次及每米抽油杆在空气中的重力、油管过流断面变化引起液柱加速度变化的系数、油管的流通断面面积和平均抽油杆截面积油井静态参数进行计算的。


5.如权利要求4所述的一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于：所述的步骤三中的上冲程悬点最大惯性载荷值和下冲程悬点最大惯性载荷值采用如下公式计算得到






其中，
P惯上——上冲程悬点最大惯性载荷，kN；
P惯下——下冲程悬点最大惯性载荷，kN；
S——冲程，m；
N——冲次，min-1；
qr——每米抽油杆在空气中的重力，kgf/m；
ε——考虑油管过流断面变化引起液柱加速度变化的系数；
Atf——油管的流通断面面积，m2；
Ar——平均抽油杆截面积，组合抽油杆柱取等效面，





6.如权利要求1所述的一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于：所述的步骤四中的悬点振动载荷值是采用如下公式得到



式中，
P振——在抽油杆顶端产生的振动载荷，kN；
k——常数，其值取决于当值为0～1时，k＝0；当值为1～3时k＝1，为当值为3～5时k＝2；当值为5～7时k＝3；
E——油管、抽油杆钢材弹性模量，2.02×108kN/m2；
λr——抽油杆变形，m；
λ——油管和抽油杆总变形，m；
υu,d——静变形结束时的悬点速度，υu是上冲程，υd为下冲程，m/s；
C——抽油机游梁前臂长，m；
e——自然对数底数；
c——抽油杆内声波传播速度；其中：单级杆柱c＝5000，二级杆柱c＝5400，三级杆柱c＝5800，m/s；
α——曲柄转角，度；
αu,d——静变形结束时的曲柄转角，度。


7.如权利要求1所述的一种基于油井示功图获取原油含水量的方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，甘庆明，陆梅，刘静，刘天宇，姚洋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11