一種抽油機井動液面的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抽油機井動液面的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 抽油機井動液面是了解油井的供液情況、診斷油井故障，進行采油工藝適應(yīng)性評 價和優(yōu)化的重要參數(shù)。目前油井動液面的主要測試方法為聲波反射法，此方法存在的主要 問題有：⑴依靠工人手工操作；⑵井口發(fā)聲裝置存在一定的不安全因素；⑶每月測試一次， 不能在線跟蹤動液面的變化；⑷對于動液面深度大于1000米的油井，容易受到一些其它工 況的影響，測試誤差比較大。
[0003] 近年來，由于示功圖測試手段的發(fā)展，使得根據(jù)示功圖計算動液面技術(shù)從理論向 應(yīng)用跨越，動液面的變化趨勢跟蹤技術(shù)逐步建立并不斷完善，但是，在有通過測繪實測靜載 示功圖計算油井動液面時，可以有效消除慣性載荷、振動載荷、摩擦載荷等因素的影響，計 算結(jié)果精度相對較高，但同時，上下靜載的獲取比較復雜和繁瑣，且校核困難，一旦油井工 況發(fā)生改變，也需要對其靜載示功圖進行修正，適時性較差，而且采用該方法計算油井動液 面時，沒有考慮套壓的影響，對于控制套壓生產(chǎn)的油井，計算的動液面將會出現(xiàn)誤差較高的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種抽油機井動液面的測量方法，在確保計算精度的情況下，能夠 有效提高其適時性，而且還能應(yīng)用于控制套壓生產(chǎn)的油井，使得計算出的動液面的誤差降 低。
[0005] 本發(fā)明實施例提供了一種抽油機井動液面的測量方法，包括：
[0006] 根據(jù)阻力系數(shù)計算模型，獲取與所述抽油機井對應(yīng)的阻力系數(shù)；
[0007] 根據(jù)所述阻力系數(shù)和抽油桿柱位移運動模型，獲取所述抽油桿柱的位移參數(shù)；以 及
[0008] 根據(jù)所述阻力系數(shù)和抽油桿柱載荷計算模型，獲取所述抽油桿柱的載荷參數(shù)；
[0009] 根據(jù)所述抽油桿柱的位移參數(shù)，獲取所述抽油桿柱下部的栗的位移參數(shù)；以及根 據(jù)所述抽油桿柱的載荷參數(shù)，獲取所述栗的載荷參數(shù)；
[0010] 根據(jù)所述栗的位移參數(shù)和所述栗的載荷參數(shù)，獲取所述栗的栗功圖；
[0011] 根據(jù)所述栗功圖，獲取所述栗的吸入口沉沒壓力參數(shù)；
[0012] 根據(jù)所述抽油機井的井筒的溫度分布和流體物性計算模型，獲取所述井筒的流體 物性參數(shù)；
[0013] 根據(jù)所述吸入口沉沒壓力參數(shù)和所述流體物性參數(shù)，獲取所述抽油井的油管與套 管之間的環(huán)形空間內(nèi)的壓力分布參數(shù)；
[0014] 根據(jù)所述壓力分布參數(shù)，獲取所述抽油機井的動液面參數(shù)。
[0015] 可選的，所述阻力系數(shù)計算模型，具體為：
[0018] 式中μ表示液體粘度；P ^表示抽油桿的密度；表示抽油桿的截面積；D t表示油 管直徑；隊表示抽油桿直徑；L表示抽油桿長度；C表示阻力系數(shù)。
[0019] 可選的，所述根據(jù)所述阻力系數(shù)和抽油桿柱位移運動模型，獲取所述抽油桿柱的 位移參數(shù)，具體為：
[0020] 將所述阻力系數(shù)代入所述抽油桿柱位移運動模型中，獲取所述抽油桿柱的位移參 數(shù)，其中，所述抽油桿柱位移運動模型具體為：
[0022] 式中：
[0023] U (X，t)表示t時刻抽油桿柱X斷面處的位移；
[0024] a表示聲波在抽油桿柱中的傳播速度。
[0025] 可選的，所述根據(jù)所述阻力系數(shù)和抽油桿柱載荷計算模型，獲取所述抽油桿柱的 載荷參數(shù)，具體包括：
[0026] 將所述阻力系數(shù)代入所述抽油桿柱載荷計算模型中，獲取所述抽油桿柱的載荷參 數(shù)，其中，所述抽油桿柱載荷計算模型包括抽油桿重力計算模型、液柱載荷計算模型、流體 通過凡爾孔的阻力計算模型、抽油桿柱慣性載荷計算模型，液柱慣性載荷計算模型、栗筒與 柱塞摩擦載荷計算模型、抽油桿與液體的摩擦載荷計算模型、管液摩擦載荷計算模型和抽 油桿柱上托力計算模型。
[0027] 可選的，所述根據(jù)所述栗功圖，獲取所述栗的吸入口沉沒壓力參數(shù)，具體包括：
[0028] 選取所述栗功圖中的上下載荷點；
[0029] 根據(jù)所述上下載荷點和栗吸入口沉沒壓力計算模型，獲取所述吸入口沉沒壓力參 數(shù)。
[0030] 可選的，所述栗吸入口沉沒壓力計算模型具體為：
[0032] 其中，ΔΡ表示油層產(chǎn)出液經(jīng)過固定閥和游動閥孔時產(chǎn)生的壓力降％表示油井液 柱載荷。
[0033] 通過一個實施例或多個實施例，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點：
[0034] 由于本申請實施例中的抽油機井動液面的測量方法，根據(jù)阻力系數(shù)計算模型、抽 油桿柱位移運動模型和抽油桿柱載荷計算模型，獲取所述抽油桿柱的位移參數(shù)和所述抽油 桿柱的載荷參數(shù)；根據(jù)所述抽油桿柱的位移參數(shù)，獲取所述抽油桿柱下部的栗的位移參數(shù)； 以及根據(jù)所述抽油桿柱的載荷參數(shù)，獲取所述栗的載荷參數(shù)；根據(jù)所述栗的位移參數(shù)和所 述栗的載荷參數(shù)，獲取所述栗的栗功圖；根據(jù)所述栗功圖，獲取所述栗的吸入口沉沒壓力參 數(shù)；根據(jù)所述抽油機井的井筒的溫度分布和流體物性計算模型，獲取所述井筒的流體物性 參數(shù)；根據(jù)所述吸入口沉沒壓力參數(shù)和所述流體物性參數(shù)，獲取所述抽油井的油管與套管 之間的環(huán)形空間內(nèi)的壓力分布參數(shù)；根據(jù)所述壓力分布參數(shù)，獲取所述抽油機井的動液面 參數(shù)，如此，可以通過阻力系數(shù)計算模型、抽油桿柱位移運動模型和抽油桿柱載荷計算模型 來消除慣性、振動及摩擦載荷的影響，并求解得到栗功圖的靜載荷，使得獲取的栗功圖的靜 載荷的精確度更高，而使得再根據(jù)栗功圖的靜載荷進行動液面計算獲得的動液面參數(shù)的精 確度也得以提高，而且通過上述計算模型能夠?qū)崟r獲取到動液面面參數(shù)，如此，能夠有效提 高其適時性，而且本申請?zhí)峁┑臏y量方法是根據(jù)所述環(huán)形空間內(nèi)的壓力分布參數(shù)來獲取當 動液面參數(shù)，如此，使得本申請?zhí)峁┑臏y量方法還能應(yīng)用于控制套壓生產(chǎn)的油井，使得計算 出的動液面的誤差降低。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實施例中栗的工作原理圖的；
[0036] 圖2為本發(fā)明實施例中井筒流體分布圖。
[0037] 圖中有關(guān)附圖標記如下：
[0038] 10--栗簡，11--柱塞，12--游動閥，13--固定閥，14--抽油桿，20--氣 柱段，21 -一含氣油柱段，22-一混合液段。
【具體實施方式】
[0039] 本發(fā)明提供了一種抽油機井動液面的測量方法，在確保計算精度的情況下，能夠 有效提高其適時性，而且還能應(yīng)用于控制套壓生產(chǎn)的油井，使得計算出的動液面的誤差降 低。
[0040] 為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上 述技術(shù)方案進行詳細的說明。
[0041] 在敘述本發(fā)明一種抽油機井動液面的測量方法之前，首先需要了解栗的工作原 理，下面具體以有桿栗為例，具體的，參見圖1，栗包括栗簡10、柱塞11、游動閥12、固定閥13 和抽油桿14,在栗工作過程中，栗筒10內(nèi)壓力P(t)隨柱塞運動方向的改變，由吸入壓力Pi 升至排出壓力Pp或由P P降至P i，柱塞11完成卸載或加載：當固定閥13開啟后，液體經(jīng)固 定閥13的孔吸入栗腔，此時P(t) = Pi，柱塞11加載完成，栗載保持不變；當游動閥12開啟 后，液體經(jīng)游動閥12的孔排出栗腔，此時P(t) = Pp，柱塞11卸載完成，栗載保持不變。
[0042] 如果忽略柱塞與液體的慣性力，則作用于柱塞上的平衡方程應(yīng)是：
[0043] 上沖程：
[0044] Fp (t) =