专利名称：地面驱动螺杆泵采油井漏失诊断方法
技术领域：
本发明属于石油开采中油井动态监测方法。
背景技术：
地面驱动螺杆泵采油是由安装在地面的电机通过抽油杆带动井下泵实现抽油的。在油井生产中，存在着抽油杆断脱、供液不足、泵磨损漏失、油管漏失、定子溶胀、油管结蜡、工作参数偏高或偏低等故障工况。因此要定期对这种油井进行测试，以判断其工作状态，以便采取相应的作业措施。传统的螺杆泵工况诊断方法主要有电流法、扭矩法、综合法和特性曲线诊断法等。它们诊断工况都比较单一，如电流法和扭矩法只能判断油井结蜡工况是否严重；综合法是测试井口参数(扭矩和载荷)和生产参数(日产量、动液面等)进行综合判断，但对泵漏失与管漏失、定子溶胀或结蜡严重等相似工况很难区分；在特性曲线诊断法中，只能判断厂家制造的泵质量如何，不能作为现场评判井下泵工作状况好坏的标准。所以上述方法都不能判断系统工况是泵漏失还是管漏失。
目前已有一种“螺杆泵工况综合诊断系统”，该系统是一种多参数测试系统，可实现螺杆泵井的油压、套压、电流、电压、光杆扭矩和转速等6参数测试，但由于其井口传感器的光杆扭矩与光杆轴向力参数信号相互影响，所以测不出光杆轴向力，对抽油杆断脱、供液不足等工况诊断结果不明确，无法区分管漏失和泵漏失两种相互工况。还有一种螺杆泵采油系统工况实时监测仪器，采用了扭矩、轴向力、转速一体化传感器，实现了三参数连续测试，这种测试诊断方法也无法区分管漏失和泵漏失两种工况，并且其参数信号是有线传输形式，所以现场安装复杂，不适应现场边远井跟踪测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种地面驱动螺杆泵采油井漏失诊断方法，利用这种方法，可以判断出系统工况是油管漏失还是泵漏失，提高螺杆泵采油井工况诊断符合率。
本发明的技术解决方案是这样实现的，一种地面驱动螺杆泵采油井漏失诊断方法，首先收集以下生产数据泵挂深度、原油粘度、原油密度、日产液量、泵效、含水率、油气比、转速、动液面、沉没度、油管压力、油管内径、抽油杆长度、抽油杆外径、螺杆泵型号、泵初始扭矩等，利用以上数据计算得出光杆的扭矩下限、轴向力下限，其特殊之处是(1)在螺杆泵采油井从启抽到正常生产再到停抽过程中，连续测试分别以光杆扭矩、轴向力和井口油管压力为纵坐标，以测试时间为横坐标的3条曲线。
(2)根据以下条件判断系统漏失①油井当前泵效低于以往泵效；②正常生产时的扭矩实测平均值低于扭矩下限，但仍高于泵初始扭矩值；③轴向力实测平均值低于轴向力下限，但大于杆柱在采出液中的重量，此时系统状况诊断为漏失。
(3)在系统漏失的情况下，根据以下条件判断泵漏失或油管漏失在井口油管压力曲线中，①如果启抽时的压力曲线是随时间上升的直线，停抽时的压力曲线是随时间下降的直线，即是泵漏失；②如果启抽时的压力曲线是随时间上升的对数曲线、停抽时压力曲线是随时间下降的对数曲线，即是油管漏失。
发明的有益效果由于该发明是在螺杆泵采油井从启抽到正常生产再到停止过程中进行测试的，获得螺杆泵采油井轴向力、扭矩和油管压力的连续变化曲线，根据计算得出光杆的扭矩下限、轴向力下限和测试所得的3条曲线可以判断系统是否漏失，进一步判断是油管漏失还是泵漏失，能够给出明确的结果。根据判断出的结果，可以有针对地采取相应的作业措施，避免因井下情况不明而采取措施不当，提高工作效率，节省人力物力。
附图1是在油井现场安装测试仪器示意图。
附图2是1号井扭矩、轴向力、油管压力测试曲线图。
附图3是2号井扭矩、轴向力、油管压力测试曲线图。
具体实施例方式
测试过程1)关闭螺杆泵井电控箱电源，使螺杆泵井停抽。
2)井口传感器2安装在光杆卡子3的下方，无线发射器4安装在光杆5上，井口传感器2与无线发射器4通过导线连接。
3)井口油管压力传感器1将信号通过导线传输给测试仪9。
4)电能测试仪8连接到电控箱6中电机的三相电源线上，测试三相电流、电压等电能参数。
5)进行测试连接完毕后打开测试仪9开关，启井下动螺杆泵，连续测试至螺杆泵工作参数平稳，测试时间约15～20min，然后停抽，完成从“启抽—正常生产—停抽”的闭环测试过程，获得光杆扭距、轴向力、油压连续测试曲线。
6)液面测试仪7测试油井动液面。
实施例1(1号井)1、收集目前生产数据
2、根据常规计算方法，计算出光杆的扭矩下限、轴向力下限
3、测试曲线应用螺杆泵井测试仪，在该井启抽、正常生产到停抽过程中，同步连续测试以光杆扭矩、轴向力和井口油管压力为纵坐标，以测试时间为横坐标的3条曲线(附图2)，由图可以看出，正常生产时光杆扭矩的平均值为128.7N·m，轴向力平均值为30.0kN。
4、判断系统漏失，所谓系统是指油管和螺杆泵组成的整体。
a.根据现场提供的材料，已知该井原泵效为83％，现降低到65％。
b.实测扭矩平均值为128.7N·m，低于正常扭矩下限208.46N·m，且高于泵初始扭矩值95N·m。
c.实测轴向力平均值为30.0kN，低于正常轴向力计算下限37.6kN，且高于杆柱在采出液中重量28.7kN。(根据井液比重、杆柱直径和泵深，按常规方法计算出杆柱在采出液中的重量为28.7kN。)因此，判断该井工况为系统漏失。
5、判断泵漏失或油管漏失。
由附图2中的油压测试曲线启抽a-b段，基本符合随时间上升的对数曲线，停抽c-d段曲线基本符合随时间下降的对数曲线。判断结果该井工况为油管漏失。可安排作业人员进行检修或更换油管。
实施例2(2号井)1、收集目前生产数据
2、利用常规计算方法，计算出光杆的扭矩下限、轴向力下限
3、测试曲线应用螺杆泵井测试仪，在该井启抽、正常生产到停抽过程中，同步连续测试以光杆扭矩、轴向力和井口油管压力为纵坐标，以测试时间为横坐标的3条曲线(附图3)，由图可以看出，正常生产时光杆扭矩的平均值为163N·m，轴向力平均值为66.5kN。
4、判断系统漏失a.根据现场提供的材料，已知该井原泵效为75％，现降低到50％。
b.实测扭矩平均值为163N·m，低于正常扭矩下限205N·m，且高于泵初始扭矩值80N·m。
c.实测轴向力平均值为66.5kN低于正常轴向力计算下限68.3kN，且高于杆柱在采出液中重量37kN。(根据井液比重、杆柱直径和泵深，按常规方法计算出杆柱在采出液中的重量为37kN。)因此，判断该井工况为系统漏失。
5、判断泵漏失或油管漏失。
由附图3中的油压测试曲线启抽e-f段，基本符合随时间上升的直线，停抽g-h段是随时间下降的直线。判断结果该井工况为泵漏失。可安排作业人员进行检泵作业。
权利要求
一种地面驱动螺杆泵采油井漏失诊断方法，首先收集以下生产数据泵挂深度、原油粘度、原油密度、日产液量、泵效、含水率、油气比、转速、动液面、沉没度、油管压力、油管内径、抽油杆长度、抽油杆外径、螺杆泵型号、泵初始扭矩等利用以上数据计算得出光杆的扭矩下限、轴向力下限，其特征是(1)在螺杆泵采油井从启抽到正常生产再到停抽过程中，连续测试分别以光杆扭矩、轴向力和井口油管压力为纵坐标，以测试时间为横坐标的3条曲线；(2)根据以下条件判断系统漏失①油井当前泵效低于以往泵效；②正常生产时的扭矩实测平均值低于扭矩下限，但仍高于泵初始扭矩值；③轴向力实测平均值低于轴向力下限，但大于杆柱在采出液中的重量，此时系统状况诊断为漏失；(3)在系统漏失的情况下，根据以下条件判断泵漏失或油管漏失在井口油管压力曲线中，①如果启抽时的压力曲线是随时间上升的直线，停抽时的压力曲线是随时间下降的直线，即是泵漏失；②如果启抽时的压力曲线是随时间上升的对数曲线，停抽时压力曲线是随时间下降的对数曲线，即是油管漏失。
全文摘要
一种地面驱动螺杆泵采油井漏失诊断方法，属于石油开采中油井动态监测方法。首先收集有关生产数据，计算得出光杆的扭矩下限、轴向力下限，其特征是在螺杆泵采油井从启抽到正常生产再到停抽过程中，连续测试光杆扭矩、轴向力和井口油管压力3条曲线，根据一定的条件，首先判断是否系统漏失，若是系统漏失，再根据一定条件判断是泵漏失还是油管漏失。其有益效果由于该方法能够给出明确的结果，可以有针对地采取相应的作业措施，避免因井下情况不明采取措施不当，提高工作效率，节约人力物力，减少浪费。该方法适用于地面驱动螺杆泵采油井的漏失诊断。
文档编号F04B47/00GK1782389SQ20041009643
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者祖世强, 白建梅, 李薇, 张建军, 崔金榜, 石惠宁 申请人:中国石油天然气股份有限公司