测量油井产液中含水量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量油井产液中含水量的方法，采用有杆泵采油系统，在井口抽油机上安装上荷载传感器、位移传感器和电参数传感器，每隔5～15分钟获取一张油井示功图，由所述示功图计算出油井泵功图，并求取所述泵功图的面积，根据所述泵功图的面积等于泵筒内产液举升到地面所做的功，求得产出液中含水量。本发明通过实时获取油井示功图，从而能够快速地计算出油井泵功图，进而计算出油井产出液中的含水量，使得操作工人的劳动强度大大降低、并且能够准确地得到油井的产油量。
【专利说明】测量油井产液中含水量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油田采油【技术领域】，特别涉及一种测量油井产液中含水量的方法。
【背景技术】
[0002]随着人类对石油的需求量越来越大，采油技术的发展也日益快速。在目前世界上的所有石油采油井中，油井产出液中水的含量均占有一定的比例。为了精确地掌握每口油井的产油量，则必须测定油井产液中水的含量，由于油层产液中含水的多少是变化的。目前，采油现场必须频繁地测定油井产出液中的含水量，往往10天就需要测量一次。传统上油田对油井含水的确定是通过井口取样、实验室蒸馏、离心、电脱水化验等一系列程序才可获得。
[0003]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:由于油井数量巨大，而现有的测量手段需要花费油田员工大量的时间、精力和财力，极大地增加了员工劳动强度，而且测定的含水时效性不强，不能非常准确地得知油井产油量。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种测量油井产液中含水量的方法。所述技术方案如下:
[0005]提供了一种测量油井产液中含水量的方法，采用有杆泵采油系统，在井口抽油机上安装上荷载传感器、位移传感器和电参数传感器，每隔5?15分钟获取一张油井示功图，由所述示功图计算出油井泵功图，并求取所述泵功图的面积，根据所述泵功图的面积等于泵筒内产液举升到地面所做的功，求得产出液中含水量。
[0006]进一步地，所述方法包括以下步骤:
[0007]SI，建立有杆泵采油系统的故障诊断模型；
[0008]S2，根据SI中建立的所述故障诊断模型确定有杆泵的抽油杆柱各截面示功图的递推格式；
[0009]S3，根据S2中确定的所述递推格式计算得到有杆泵的泵功图，所述泵功图包括位移函数和轴力函数；
[0010]S4，求取有杆泵的有效冲程和泵功图面积；
[0011]S5，计算有杆泵泵筒内液体举升到地面所做的功；
[0012]S6，求取产液中含水量。
[0013]进一步地，步骤SI中建立所述故障诊断模型的具体方法是:
[0014]把整个抽油杆柱离散化，设定为M个单元，每一单元抽油杆柱的质量集中到单元一端的结点上，形成集中质量IV设定各单元之间的拉压等效为拉压刚度为h的弹簧:
[0015]贝Ij,IHi = QriLi (I),
[0016]式(I)中，是第i个单元的单位长度的杆重，单位是kg/m A是第i个单元的长度，单位是m ;[0017]所述故障诊断模型为:
[0018]
【权利要求】
1.一种测量油井产液中含水量的方法，采用有杆泵采油系统，其特征在于，在井口抽油机上安装上荷载传感器(1)、位移传感器(2 )和电参数传感器(3 )，每隔5~15分钟获取一张油井示功图，由所述示功图计算出油井泵功图，并求取所述泵功图的面积，根据所述泵功图的面积等于泵筒内产液举升到地面所做的功，求得产出液中含水量。
2.根据权利要求1所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: SI，建立有杆泵采油系统的故障诊断模型； S2，根据SI中建立的所述故障诊断模型确定有杆泵的抽油杆柱各截面示功图的递推格式； S3，根据S2中确定的所述递推格式计算得到有杆泵的泵功图，所述泵功图包括位移函数和轴力函数； S4，求取有杆泵的有效冲程和泵功图面积； S5，计算有杆泵泵筒内液体举升到地面所做的功； S6，求取产液中含水量。
3.根据权利要求2所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤SI中建立所述故障诊断模型的具体方法是: 把整个抽油杆柱离散化，设定为M个单元，每一单元抽油杆柱的质量集中到单元一端的结点上，形成集中质量％，设定各单元之间的拉压等效为拉压刚度为Ici的弹簧:
贝lj，Hli = QriLi (I), 式(I)中，是第i个单元的单位长度的杆重，单位是kg/m ；Li是第i个单元的长度，单位是m ； 所述故障诊断模型为:
4.根据权利要求3所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤S2中确定所述递推格式是: 由胡克定律知:Fi—I = ki (Si 一 S^1) (3)， 推导出
5.根据权利要求4所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤S3中泵功图的计算方法是: 设定式⑵中的Sh = Sh ( Θ )、Fh = Fh ( Θ )、Si=SiC θ )和Fi=Fi ( θ )都是有杆泵的曲柄转角Θ的函数，把它们展开为Fourier级数，
6.根据权利要求5所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤S4中所述有效冲程的求取方法是通过多边形逼近法和矢量特征法识别。
7.根据权利要求6所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤S4中所述泵功图面积为:
8.根据权利要求7所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤S5中，有杆泵泵筒内液体举升到地面所做的功是:
9.根据权利要求8所述的测量油井产液中含水量的方法，其特征在于，步骤S6中产液中含水量的求取方法是: 由:S = W (24)，
【文档编号】E21B47/00GK103924959SQ201310009377
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2013年1月10日
【发明者】李明江, 杨仓海, 穆谦益, 李珍, 邱亮, 于世春, 赵晓龙, 程世东, 张彬, 邱奇 申请人:中国石油天然气股份有限公司