一种优化调整油井产液量的系统及方法与流程

【技术领域】

本发明属于油田开发领域，涉及一种优化调整油井产液量的系统及方法。

背景技术：

油层的平面非均质是影响油藏注水开发效果的重要因素之一。为了快速地提升地层的压力，营造高效的压力驱替系统，除了利用原有的资源，油田井区要实行提前注水，其重要形式是以强化注水为主。对于油田里微裂缝地区，在前期的强化之后，有了一定的成果，油井有了一定的成果以后，油井的单产量有了一定的提升。但是伴随着油井不断地开采，其含水量提高，进而造成了油井井组的石油产量降低，为了保障油田的含油量，提升驱油的效果，可以从两方面做工作，一方面是注水井：首先可以根据油井情况出现的变化适时地调整注水强度，使油井的产油量持续稳定地提升。其次，还可以利用不稳定的注水形式进行油田的开采。这种方式对微裂缝区域来讲，有效地控制油井的含油量以及含水量。另一方面是油井：通过优化调整不同油井的产液量，来改善平面非均质程度，提升驱油的效果。一般调整油井产液量都是定期进行，需要人工造表或计算机统计累计液量，再进行计算需要调整的液量，缺乏时效性和准确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过实时对油井产液量优化，最大程度地改善平面非均质程度较强的油藏的开发效果，提供一种优化调整油井产液量的系统及方法，该方法是利用功图法计算产液量技术的拓展应用，可实时对油井产液量进行优化，改善平面非均质程度较强的油藏的开发效果。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种优化调整油井产液量的系统，包括载荷传感器、位移传感器、电缆线、井口采集器、井场主rtu、井组天线、主站中心接收天线、中心控制器以及站内计算机；载荷传感器安装在抽油机井口悬绳器上，位移传感器安装在抽油机游梁下方；载荷传感器和位移传感器通过电缆线与井口采集器连接；载荷传感器和位移传感器与井场主rtu通过无线通讯传递信息，并通过井组天线与站点传递信息；主站中心接收天线接收来自井场主rtu传递的信号，并发送给中心控制器，将接收到的信号转换为数字信号传至站内计算机。

本发明进一步的改进在于：

位移传感器为用于采集抽油杆位移数据的角位移传感器。

一种优化调整油井产液量的方法，包括以下步骤：

1)通过安装于井口悬绳器上的载荷传感器采集抽油杆载荷电信号，得到载荷与时间曲线；通过安装于游梁下方的位移传感器采集抽油杆位移电信号，得到位移与时间曲线；利用抽油杆载荷和位移与时间的变化规律得到光杆示功图；

2)通过光杆示功图转求解泵功图，首先建立抽油杆、油管有限元模型和液柱差分计算模型，然后迭代求解出深井泵口处载荷和抽油杆载荷和位移与时间的关系图，得到泵功图；

3)载荷和位移电信号通过电缆线传至井口采集器，各油井数据再通过井口采集器上传至井场主rtu，再通过井组天线，将采集数据以波的形式传至主站中心接收天线进行数据接收；

4)通过数据处理单元的中心控制器将接收到的信号转换为数字信号传至站内计算机；建立以客户机/服务器结构为主、浏览器/服务器结构为辅的系统网络结构，站内计算机安装示功图实时计算油井产液量软件、产液量优化软件，通过实时采集的功图数据计算产液量，利用一个井组两口井的注水见效后的累计产液量求解两口井的产量之比，对井组进行产液优化。

步骤4)中的具体方法如下：

由达西定律计算出单井的产出量：

q＝k(aδp/μl)(1)

其中，a为水驱前缘流过的截面积，m²；k为渗透率，μm²；δp为生产压差，mpa；μ为地下原油粘度，mpa·s；l为注采井距，m；

进而得出水驱前缘的推进流速：

v＝q/a＝k(δp/μl)(2)

对于某一油田来说，油井见注入水时间和见效时间成正比：

其中，t1、t2分别为同一井组中两口油井的见效时间，d；t′1、t′2分别为同一井组中两口井见注入水时间，d；；l1、l2分别为同一井组中两口井与注水井间的距离，m；v1、v2分别为水驱前缘的推进流速，m/d；

将(1)式和(2)式带入(3)得：

其中，q1、q2分别为同一井组中两口油井见注水时来自注水井方向的平均产量，m³/d；h1、h2为分别为同一井组中两口井的有效厚度，m；

对某一油井来说，在地层压力保持稳定的情况下，若储集层属性没有发生重大变化或受到严重污染，油井见水前，其任意方向上的供给量占该井的产量比例是不变的，即q/q为常数；

设β1＝q1/q1，β2＝q2/q2，则：

其中，q1、q2为分别为同一井组中两口油井见注水时全井的平均产量，m³/d；

将(4)式带入(5)，并转换得：

式中，——常数，井距系数；——常数，两油井间非均质系数；β1、β2分别为常数，代表两口井供给量与产量的比值；

根据动态分析，可知同一井组中两油井的见效时间分别为t1＝t01、t2＝t02，从注水井开始注水到油井见效的这段时间的平均产量分别为q01、q02，即q1＝q01、q2＝q02，因此能够求出两油井的井间关系系数β值为：

其中，——常数，井距系数；

当两油井同时见注入水时，则：

t′1/t′2＝αβ(q2/q1)＝1

q2/q1＝αβ(8)

其中，t′1、t′2分别为同一井组中两口井见注入水时间，d，且t′1＝t′2；

由(8)式能够确定出每个井组中使得任意两油井同时见注入水时所需要的产量比。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在不增加任何采集仪器设备的情况下，实现了利用示功图实时计算井底流压，打破传统的关井测压方法，应用二流量试井分析方法，实现井底参数的准确获得，为油井工作制度优化调整具有指导意义，减少测压作业工作量，减少关井对产量的影响，解决求取地层参数与油田生产之间的矛盾，减少了测试人员，降低了人工成本和生产测试费用，满足了油田数字化生产管理的需求。

【附图说明】

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为本发明的泵功图。

其中：1-载荷传感器；2-位移传感器；3-电缆线；4-井口采集器。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明优化调整油井产液量的系统，包括载荷传感器1、位移传感器2、电缆线3、井口采集器4、井场主rtu、井组天线、主站中心接收天线、中心控制器以及站内计算机；井场有载荷传感器1、位移传感器2、电缆线3、井口采集器4、井场主rtu、井组天线，载荷传感器安装在抽油机井口悬绳器上，位移传感器安装在抽油机游梁下方，载荷位移传感器通过电缆线与井口采集器连接，与井场主rtu通过无线通讯传递信息，并通过井组天线与站点传递信息，站点有主站中心接收天线、中心控制器、站内计算机，主站中心接收天线接收来自井场主rtu传递的信号，并发送给中心控制器，将接收到的信号转换为数字信号传至站内计算机。

本发明优化调整油井产液量的系统，包括以下步骤：

1)通过安装在井口悬绳器上的载荷传感器和游梁下方的位移传感器(见图1)，对抽油机井抽油杆载荷和位移进行测量，采集载荷与时间、位移与时间曲线。利用所述抽油杆载荷和位移与时间的变化规律得到光杆示功图。

2)通过光杆示功图转求解泵功图，首先建立抽油杆、油管有限元模型和液柱差分计算模型，然后迭代求解出深井泵口处载荷和抽油杆载荷和位移与时间的关系图，即得到泵功图。

3)载荷和位移电信号通过电缆线传至井口采集器，各油井数据再通过井口采集器上传至井场主rtu，再通过井组天线，将采集数据以波的形式传至主站中心接收天线进行数据接收。

4)通过数据处理单元的中心控制器将接收到的信号转换为数字信号传至站内计算机。建立以客户机/服务器结构为主、浏览器/服务器结构为辅设计了系统网络结构，站内计算机安装示功图实时计算油井产液量软件、产液量优化软件，通过实时采集的功图数据计算产液量，利用一个井组两口井的注水见效后的累计产液量求解两口井的产量之比，对井组进行产液优化，使井组开发效果得到明显效果。

产液量优化具体方法：

由达西定律计算出单井的产出量

q＝k(aδp/μl)(1)

进而得出水驱前缘的推进速度：

v＝q/a＝k(δp/μl)(2)

对于某一油田来说，油井见注入水时间和见效时间成正比，

将(1)式和(2)式带入(3)得

对某一油井来说，在地层压力保持稳定的情况下，若储集层属性没有发生重大变化或受到严重污染，油井见水前，其任意方向上的供给量占该井的产量比例是不变的，即q/q为常数。

设β1＝q1/q1，β2＝q2/q2，则

将(4)式带入(5)，并转换得

式中——常数，井距系数

——常数，两油井间非均质系数。

根据动态分析，可知同一井组中两油井的见效时间分别为t1＝t01、t2＝t02，从注水井开始注水到油井见效的这段时间的平均产量分别为q01、q02，即q1＝q01、q2＝q02，因此可以求出两油井的井间关系系数β值为

当两油井同时见注入水时，t′1＝t′2，则

t′1/t′2＝αβ(q2/q1)＝1

q2/q1＝αβ(8)

由(8)式可以确定出每个井组中使得任意两油井同时见注入水时所需要的产量比。

a——水驱前缘流过的截面积，m²

h1、h2——分别为同一井组中两口井的有效厚度，m

k——渗透率，μm²

l——注采井距，m

l1、l2——分别为同一井组中两口井与注水井间的距离，m

q1、q2——分别为同一井组中两口油井见注水时来自注水井方向的平均产量，m³/d

q1、q2——分别为同一井组中两口油井见注水时全井的平均产量，m³/d

t1、t2——分别为同一井组中两口油井的见效时间，d

t′1、t′2——分别为同一井组中两口井见注入水时间，d

v——流速，m/d

δp_生产压差，mpa

优化结果，通过调整油井产液量，实现对油井的动态管理。

实施例：

如某井组中有x1井和x2井，两口井到注水井的距离分别为441m和256m，该井组始2009年1月1日转注，两口井分别于2009年4月1日和2009年2月15日见到注水效果，两口井的见效时间分别为90d和45d，通过示功图实时计算油井产液量软件可实时得到油井的产液量，见效前的平均产量(指开始注水到采油井开始见效这段时间的平均日产量)，分别为12.3m³/d和15.9m³/d，计算过程如下：

q2/q1＝αβ＝1.722×0.898＝1.547

因此，x1井和x2井的产液量之比应为1.547倍，即x1井产液量应调整为17.13m³/d，x2井产液量应调整为11.07m³/d。通过参数调整，实现产液量的调整，同时利用示功图实时计算油井产液量软件对计算结果不断修正。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。