提高自動監測示功圖測試質量探索與實踐

穆軍州

中國石化中原油田分公司技術監測中心 （河南 濮陽 457001）

提高自動監測示功圖測試質量探索與實踐

穆軍州

中國石化中原油田分公司技術監測中心 （河南 濮陽 457001）

油區實施信息化改造后，抽油機示功圖測試采用在線自動監測。對實施了信息化改造的在線監測抽油機，采用抽油機綜合測試儀測試示功圖，與同期自動監測示功圖進行對比分析，找出了在線自動監測誤差大的問題。采取基準示功圖測試，每半年加測一次實測示功圖，實施在線校準自動監測示功圖裝置，降低了自動監測示功圖測試誤差率，提高了測試質量。

示功圖測試;載荷;對比分析;誤差率

1 示功圖測試現狀

示功圖的測試是對抽油機的管、桿、泵的工作狀況很好的診斷。通過對負荷和圖形的變化，正確的示功圖分析，可以判斷油井的工作制度是否合理，影響泵效和不出油的原因，確定合理的采油工藝措施和檢泵周期[1]。

1.1 自動監測示功圖現狀

目前中國石化中原油田分公司濮東采油廠（以下簡稱濮東采油廠）基本完成了油田數字化與信息化改造工作，抽油井每月一次的示功圖測試由信息化設備直接測試得到。優點是：管理水平高，減少了操作工人現場測試勞動，獲取資料信息的速度快，可以隨時查看任一口井的示功圖情況；缺點是：示功圖測試誤差大。

1.2 實測示功圖現狀

實測示功圖是測試人員采用綜合測試儀，在抽油機上用載荷位移傳感器,將抽油桿運動的位移和載荷采樣后傳給主機,記錄一行程的數據并繪制出示功圖,通過對示功圖的分析,了解油井抽油機的工作狀況。測試完一口井后再轉入下一口井的測試，測試結束后通過示功圖回放軟件導出實測示功圖，通過拷盤或網絡發送將資料傳送到采油區相關人員。優點是：測試的示功圖準確可靠；缺點是：操作人員勞動強度大，不能隨時調取和查看示功圖資料[2]。

本次測試對比共選取了44口實施了信息化改造的在線監測抽油機，采用抽油機綜合測試儀測試示功圖，與同期自動監測示功圖進行對比分析，以期找出2種不同監測示功圖的優劣性。

2 測試沖程對比分析

在油井測試沖程對比中，對44口井進行實測示功圖沖程和自動監測示功圖沖程分析對比，有6口井差別較大，誤差率達到14.21%。通過調取這6口井的抽油機參數分析計算，實測示功圖的沖程更符合抽油機的實際參數，誤差主要來自于自動監測示功圖。實測示功圖和自動監測示功圖測試對比實例見圖1，誤差率對比分析見表1。

3 測試載荷對比分析

抽油機示功圖載荷的變化，載荷包括最小載荷和最大載荷。抽油機光桿在運動過程中承受的力有靜載荷和動載荷。靜載荷是因重力作用而產生的力，它包括抽油桿柱的重力、液柱重力、抽油桿柱的浮力和沉沒壓力。動載荷是因運動而產生的力，它包括慣性載荷、震動載荷、摩擦力、沖擊載荷等。

圖1 實測示功圖和自動監測示功圖測試對比實例

表1 實測示功圖與自動監測示功圖沖程對比分析

3.1 最大載荷誤差大于20 kN的井

最大載荷誤差大于20 kN的井共有9口，最大載荷誤差率34.72%，慶85-21井實測最大載荷60.41 kN，自動監測最大載荷93.23 kN，誤差率達到54.33%。最小載荷誤差率30.54%，慶85-21井實測最小載荷33.94 kN，自動監測最小載荷53.78 kN，誤差率達到58.46%,詳見表2。

3.2 最大載荷誤差大于10 kN小于20 kN的井

最大載荷誤差大于10 kN小于20 kN的井共有17口，最大載荷誤差率16.69%，慶91井實測最大載荷66.33 kN，自動監測最大載荷85.69 kN，誤差率29.19%。最小載荷誤差率16.74%，慶92-2井實測最小載荷39.33 kN，自動監測最小載荷56.7 kN，誤差率達到44.16%,詳見表3。

表2 最大載荷誤差大于20 kN的井

表3 最大載荷誤差大于10 kN小于20 kN的井

3.3 最大載荷誤差小于10 kN的井

最大載荷誤差小于10 kN的井共有18口，最大載荷誤差率6.72%，慶6側1井實測最大載荷82.11 kN，自動監測最大載荷73.43 kN，誤差率10.57%。最小載荷誤差率16.04%，慶6側1井實測最小載荷41.77 kN，自動監測最小載荷19.52 kN，誤差率達到53.27%,詳見表4。

由以上統計分析可以看出，自動監測載荷與實測載荷誤差大于20 kN的井占總井數的20%，最大載荷誤差率34.72%；誤差大于10 kN小于20 kN的井占總井數的39%，最大載荷誤差率16.69%；誤差在10 kN以內的井占總井數的41%，最大載荷誤差率6.72%。自動監測示功圖雖然測試效率高，降低操作人員勞動強度，但測試資料存在較大誤差，有必要定期進行示功圖現場人工測試。

表4 最大載荷誤差小于10 kN的井

4 提高測試質量的措施

4.1 實施基準示功圖測試

基準示功圖測試的意義，就是分析模板。油井作業后待生產正常測得合格的示功圖和動液面做為基準，以后的示功圖和動液面與其對比。一般是在作業5～7天后測得示功圖和動液面作為基準[3]。在作業后建基準示功圖的原因是管桿泵都經過清洗和更換，管柱深度都會發生變化，油井的生產狀態與以前發生了變化，主要是摩擦力變化。示功圖反映的是力的變化，所以作業對示功圖的影響很大，故在作業后建立基準示功圖[4]。作業后測得的動液面也最準確，所以在建立基準示功圖的同時建立同步的動液面。在油井新的狀態下建立的基準示功圖對以后的采油管理和測試會起到很大的作用。通過載荷的變化可以觀察摩擦力的變化和液面的變化，對井筒和地層精細管理起到很大的作用，特別是在目前高含水階段的采油生產[5]。基準示功圖還可以指導動液面的測試。動液面的準確測試是目前的局級技術難題，動液面是油套環空的，油套環空很小，只要有很小的東西就會阻礙聲波的傳播，液面的確定不能只看液面曲線，必須與示功圖對比分析[6]。基準示功圖最重要的作用是資料的互相驗證，保證了所出資料的準確率，精準的資料保證了技術人員的分析準確，同時也提高測試人員的工作水平。

4.2 定期加測實測示功圖

抽油機示功圖每月至少測試一次，部分井每月測試3～4次，雖然新作業井、檢泵井可以測試獲得基準示功圖，但是大部分井在半年內不會實施檢泵作業。建議每半年對自動監測井加測一次實測示功圖，用來對比分析自動監測示功圖的可靠性，指導油田合理開發。

4.3 開展示功圖自動監測設備的在線校準工作

2015年以來，濮東采油廠加快了數字化油田建設，采油管理區進行了數字化改造，現場使用示功圖自動監測設備也越來越多。然而，隨著數量的增加，這些數字化儀表的檢定、校準工作存在幾個突出問題亟需解決：①儀表外送檢定、校準周期長，送檢期間系統無法實現計量數據采集，影響系統的平穩、連續運行；②數字計量儀表技術含量高，儀表拆卸困難，并且在拆卸、運輸和安裝過程都易造成儀表的損壞，增加額外的購置和檢定成本；③現場儀表出現超差或故障等問題，缺乏驗證措施和應對手段，無法及時監視計量儀表的運行狀態。

針對以上問題，迫切需要研究出一套切實可行的在線校準技術，提高儀表掌握的準確度，減少因拆卸造成的儀表損壞和數據采集的中斷。通過調查，計劃開展示功圖自動監測儀表在線校準技術研究，找出一套解決上述突出問題的措施和方法，形成標準并在油田范圍內進行推廣應用。

5 結束語

通過濮東采油廠的實踐證明，開展每半年加測一次實測示功圖，目前已經實施測試160井次，測試資料獲得采油區的認可。實施基準示功圖測試32井次，用來指導分析其他測試井次的示功圖，在油田開發中起到了很好的作用。

[1]李虞庚.試井手冊[M].北京：石油工業出版社，1991.

[2]劉一江.中原油田采油新技術文集[M].北京：石油工業出版社,2000.

[3]何繼峰.淺談油田井下作業施工質量監督的有效實施[J].石油工業技術監督,2016,32(3)：9-11.

[4]馬 強,王立軍,任學東.油田單井智能計量器的誤差分析[J].石油工業技術監督,2016,32(4)：33-35.

[5]陳紅徠,劉 立,郭 靜,等.采油測試壓力表檢定裝置技術評定[J].石油工業技術監督,2016,32(4)：40-42.

[6]張志堅,趙倩倩,顏井波.一種抽油機井井下功圖測試儀的研制與應用[J].石油工業技術監督,2015,31(1)：58-60.

After the informatization reconstruction in the oilfield,the indicator diagram of pumping well is obtained by on-line automatic monitoring.The reasons for the large error of the on-line automatic monitoring indicator diagram are found out through the comparative analysis of the indicator diagrams of the same pumping well obtained by the automatic monitoring with by the ground comprehensive diagnostic instrument,and the error of the on-line automatic monitoring indicator diagram is reduced and the test quality of indicator diagram is improved by testing indicator diagram every half a year using the ground comprehensive diagnostic instrument and calibrating the on-line automatic monitoring device with the indicator diagram.

indicator diagram test;load;contrast analysis;error rate

穆軍州（1961-），男，高級工程師，現主要從事采油測試工作。

崔 杰

2017-09-08