示功图计算动液面方法研究和应用(中文版).doc

示功图计算动液面方法研究和应用刘作鹏 王海文 杨道永摘要：本文通过对当前动液面测试存在问题的分析，探讨了利用示功图解决该问题的途径与方法。目前油田测量动液面经常碰到套管放气阀出油，无法测试动液面的问题。动液面测试值显示液面距井口很近，而示功图又显示供液不足，使新措施失去判断下泵深度的依据。动液面作为油田生产一个重要数据每个月都要进行测量，而测量常常受到多种因素干扰，结果测试误差较大，准确得到油井动液面成为油田需要解决的一个重要问题。示功图是油田日常管理的基础测试数据，可以方便的取得。示功图包含了油井多重信息：油井的产量，生产状况，井下流体的流动特性，杆柱的受力状况，动液面的影响程度，砂蜡气等多种干扰因素等都会在示功图上显示出来。动液面对油井上冲程影响较大，动液面的数据就包含在上冲程的载荷线内，利用示功图下冲程载荷线提供的载荷信息剔出上冲程中非动液面影响因素，结合泵径，井液密度等参数就可以计算出油井动液面。采用此方法求出的动液面去掉了狗腿脚、障碍物和气泡等的影响，更能真实的反映地层供液能力。通过现场应用和实际油井对比，准确率较高。关键词：动液面 示功图 载荷引言(introduction)1目前测量动液面的方法，存在的问题目前油田测量动液面的主要方法仍然为回声仪，回声仪测试动液面，利用声波在环形空间中传播速度和测得的反射时间来计算其位置的。声波的传递速度和质量由2新技术的应用带来的问题，远程监控动液面的测量问题3此技术的意义及应用在那里，大体怎么样示功图与静载荷(Dynamometer card And The Static Polished-rod Load Curves)首先假设抽油杆是均匀直径杆，在井筒中不发生弯曲；井筒中的液体密度认为上下一致，油套环空中的液体主要为原油。以此建立模型推导公式，应用到工程中再修改其误差。图1 示功图与理论静载荷线示意图图1是一个实际的油井示功图，由功图可以判断该井受气体影响。把示功图按照图示分为六段，标记分别是a，b，c，d，e，f。ab段和de段分别是抽油杆受摩擦力或受摩擦力趋势发生逆转的过程；bc段和ef段分别是加载和卸载段；cd段和fa段分别是上下冲程受振动载荷影响明显的排液和进液段。从a点开始分析，a点悬点位移达到最小，速度为零。主要受抽油杆柱自重载荷；液柱没有加载，液体载荷为零；由于固定阀关闭，套压和沉没压力作用在油管上；此点固定阀没有打开，抽油杆柱仍然受浮力作用；摩擦载荷主要为柱塞与衬套之间的半干摩擦力，方向向上；加速度最大方向向上，惯性载荷达到最大值，方向向下，在下泵深度不深，冲次不高的油井惯性载荷也可以忽略；振动载荷很小，可以忽略。所以a点受力为：(1)式中为a点处的载荷值(以下各点分别一下标来区分)，；为柱塞与衬套之间的半干摩擦力，。b点的悬点位移移动很小，速度也非常小。主要受抽油杆柱自重载荷；液柱没有加载，液体载荷为零；泵腔内压力开始下降，游动阀关闭，但液体载荷还没有加载，仍为零；抽油杆柱仍然认为受到浮力；柱塞没有运动，运动趋势向上，摩擦载荷主要为柱塞与衬套之间的摩擦力，方向向下；惯性载荷和振动载荷处理和a点相同，b点受力为：(2)d点为位移最大点，速度又变为零。主要受抽油杆柱自重载荷；固定阀开启，游动阀关闭，抽油杆仍然处于伸长状态，受液柱载荷；柱塞下部的受到沉没压力作用的载荷，上部还受到回压作用；摩擦载荷仍主要为柱塞与衬套之间的摩擦力。忽略振动载荷和惯性载荷，d点受力为(3)de段位移都是最大点处，速度都为零，但是运动趋势发生转变。摩擦载荷方向转为反向，仍然忽略振动载荷和惯性载荷，所以e点受力为：(4)图2 示功图与实际静载荷线叠加将公式(1)和(2)相加求平均值，就可以得到公式(5)(5)公式(5)中的既表示图2的实测的红色上静载荷线，又表示图1中的理论上静载线，是a点和b点之间的平均值。同样将公式(3)和(4)相加求平均值，就可以得到公式(6)(6)公式(6)中的意义与公式(5)中的类似，既表示图2的实测的蓝色下静载荷线，又表示图1中的理论下静载线。取值方法也类似，是d点和e点之间的平均值。在实际应用中和的值还可以取其相关点的加权平均值，权值大小可根据不同油田采用不同值。上面公式中用到的一些力的计算公式如下(6)(7)(8)(9)(10)(11)计算动液面原