油井生產(chǎn)實時與優(yōu)化專家系統(tǒng)ES

油井生產(chǎn)實時分析優(yōu)化專家系統(tǒng)(PES)研發(fā)及應用中國石油大學（北京）北京雅丹石油技術開發(fā)有限公司2011年4月閆學要內(nèi)容PES研發(fā)背景技術目標及開發(fā)結構主要功能及技術特色現(xiàn)場應用情況發(fā)展方向研發(fā)背景20世紀80年代初，計算機技術輔助診斷油井工況引入國內(nèi)，同時開始機械采油系統(tǒng)效率的研究，90年代中期，系統(tǒng)效率測試行業(yè)標準建立,提高機采系統(tǒng)效率工作全面展開,自動化設施開始大規(guī)模應用于油田現(xiàn)場，各種分析、診斷、優(yōu)化軟件的作用得到重視。我國的一批學者開始了對整合各種新技術服務于油井生產(chǎn)總體目標的思考與實踐。油氣田自動化技術現(xiàn)狀在采油井的產(chǎn)液量、含水率和產(chǎn)氣量的計量上，為適應低產(chǎn)油井的需要，研制了許多新的計量方法和設備，如三相不分離計量、功圖法量油；生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)PLC、DCS和SCADA系統(tǒng)的應用。PLC(ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器)DCS(DistributedControlSystem,分布式控制系統(tǒng))

SCADA系統(tǒng)(SupervisorControlAndDataAcquisition，即監(jiān)測監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))

油氣田自動化系統(tǒng)可分為兩部分：一是用來完成過程控制和數(shù)據(jù)采集的SCADA系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)；二是用來保護工藝設備和人身安全、保護環(huán)境、減少和避免事故發(fā)生的ESD系統(tǒng)（緊急停車系統(tǒng)）。對于輔助生產(chǎn)裝置（如油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)等）采用IPC、PLC、DCS等控制方式。研發(fā)背景（1）整裝油田自動化技術

整裝油田是指中國石油所屬的以大慶、遼河油田為代表的東部油田，以長慶西峰油田為代表的西部油田。東部油田如大慶、遼河等油田，自動化大多以單項工程或單項生產(chǎn)過程自動化為主，井口通常不設置自動化設施，沒有形成整個油田的自動化管理。西部油田自動化根據(jù)工藝技術和運行管理的要求，儀表與自控系統(tǒng)從滿足生產(chǎn)工藝過程安全、經(jīng)濟運行的角度進行設置，建立了全油田的SCADA系統(tǒng)。油氣田自動化技術現(xiàn)狀研發(fā)背景（2）沙漠及自然條件惡劣油田自動化技術 沙漠及自然條件惡劣的油田如塔里木、吐哈各油田，生產(chǎn)基本實現(xiàn)了油田井口、計量/閥組間無人值守；聯(lián)合站內(nèi)控制中心集中監(jiān)控（站內(nèi)DCS系統(tǒng)）；以作業(yè)區(qū)為控制中心，建立了全油田的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（油區(qū)SCADA系統(tǒng)），接收油井、計量站以及聯(lián)合站DCS系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)，對全油田進行集中監(jiān)視和管理。研發(fā)背景油氣田自動化技術現(xiàn)狀（3）低產(chǎn)和邊遠散小油田自動化技術 低產(chǎn)和邊遠散小油田由于自身的特點，其自動化水平較低，基本不設自動化系統(tǒng)。參數(shù)檢測多為就地指示儀表，現(xiàn)場由人工進行操作。研發(fā)背景油氣田自動化技術現(xiàn)狀研發(fā)背景油氣田自動化技術現(xiàn)狀研發(fā)背景（1）抽油機井診斷方法只針對示功圖，沒有綜合應用功圖、電參、壓力、溫度等多元數(shù)據(jù)的實時油井故障綜合診斷分析，更沒有抽油機井以外井型的多元數(shù)據(jù)的診斷方法，更沒有以診斷為基礎的優(yōu)化設計（2）沒能與自動化系統(tǒng)的實時采集的數(shù)據(jù)結合，更沒有配套的硬件采集體系作為配套，其主要是針對油田一般性的優(yōu)化設計工作（3）不具備遠程控制決策功能，更沒有智能控制功能。更沒有依據(jù)以上復雜的油井診斷分析技術，實現(xiàn)油井遠程實時“大閉環(huán)”智能控制。采油工藝分析優(yōu)化軟件的發(fā)展現(xiàn)狀研發(fā)背景計算機化的采油工程技術方法與現(xiàn)場實際情況之間存在矛盾。實時數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)應用之間存在矛盾。系統(tǒng)效率傳統(tǒng)的測試方法與其大規(guī)模推廣應用（實時測試分析）之間存在矛盾。技術的發(fā)展與專家經(jīng)驗作用之間存在矛盾。經(jīng)過初步調(diào)研，形成以下認識研發(fā)背背景經(jīng)過初初步調(diào)調(diào)研，，形成成以下下認識識總體看看來,圍繞油井高高效生生產(chǎn)這一中中心任任務而而進行行的各各項技技術創(chuàng)創(chuàng)新之之間以以及技技術作作用和和專家家作用用之間間,存在著著系統(tǒng)性性的不不足,因此導導致了了各項項技術術效果果不能實實現(xiàn)最最大化化。對現(xiàn)現(xiàn)有技技術進進行系統(tǒng)性性的整整合，建建立一一個專專家經(jīng)經(jīng)驗參參與的的對生生產(chǎn)數(shù)數(shù)據(jù)進進行采采集、、分析析的油油井生生產(chǎn)實實時分分析優(yōu)優(yōu)化的的采油油工程程系統(tǒng)統(tǒng)平臺臺，是是采油油工程程領域域急需需解決決的問問題。。技術目目標定定位（1）在油油田信息化化背景景下對近年年來的的各種種采油油工程程技術術進行行系統(tǒng)性性整合合，使技技術進進步成成果最大化化提高高采油油生產(chǎn)產(chǎn)效益益。（2）使專家經(jīng)經(jīng)驗能夠參參與到到平臺智智能控控制與與閉環(huán)環(huán)優(yōu)化化中，從從而實實現(xiàn)專專家經(jīng)經(jīng)驗對對生產(chǎn)產(chǎn)的量化指指導。（3）成本本低、、可靠靠性高高、維維護方方便、、人機機交互互型強強、可可拓展展的集集成軟件硬硬件一一體系系統(tǒng)。實時分分析優(yōu)優(yōu)化平平臺與與專家家經(jīng)驗驗的整整合，，采采用基基于自自學習習能力力的智智能井井技術術吸收收專家家經(jīng)驗驗判據(jù)據(jù)以及及軟件件優(yōu)化化的成成果形形成下下一輪輪優(yōu)化化的目目標，，以閉閉環(huán)形形式進進行多多輪次次控制制與優(yōu)優(yōu)化分析優(yōu)優(yōu)化軟軟件系系統(tǒng)應用軟軟件之之間的的整合合第三層層第二層層第一層層分析優(yōu)優(yōu)化軟軟件包包與基基于自自動化化技術術的各各種硬硬件系系統(tǒng)之之間的的整合合實時分分析優(yōu)優(yōu)化平平臺油井生生產(chǎn)實實時分析優(yōu)優(yōu)化專家系系統(tǒng)PES開發(fā)層層次開發(fā)力力量配配備團隊組成職能專家隊伍油田公司和高校專家PES開發(fā)方案設計、技術整合指導、以及系統(tǒng)運行期間的技術咨詢與方案審核石油工程技術研發(fā)隊伍高校與技術公司的人員油田開發(fā)技術發(fā)展的追蹤、新技術研發(fā)、各項采油工程技術整合軟件開發(fā)與維護隊伍技術公司人員系統(tǒng)軟件程序的開發(fā)、調(diào)試及升級以及軟件與硬件接口的編制硬件設計隊伍技術公司及設備廠家人員根據(jù)PES的技術要求進行硬件系統(tǒng)的設計與選擇現(xiàn)場專家隊伍油田公司現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的專家PES現(xiàn)場驗證及現(xiàn)場應用，并提供生產(chǎn)需求匯報交流內(nèi)容PES研發(fā)背景技術目標及開發(fā)結構主要功能及技術特色現(xiàn)場應用情況發(fā)展方向《油井生生產(chǎn)實實時分分析優(yōu)優(yōu)化專專家系系統(tǒng)PES》是中國石石油大大學（（北京京）與北京雅雅丹石石油技技術開開發(fā)有有限公公司歷時十十年，，聯(lián)合合開發(fā)發(fā)的一一套基于自自動化化技術術、計計算機機技術術、網(wǎng)網(wǎng)絡技技術、、系統(tǒng)統(tǒng)工程程方法法以及及油氣氣田開開發(fā)技技術，，以提提高油油井產(chǎn)產(chǎn)量、、系統(tǒng)統(tǒng)效率率、油油田數(shù)數(shù)字化化水平平和簡簡化地地面流流程為為目的的，集集油井井生產(chǎn)產(chǎn)數(shù)據(jù)據(jù)實時采采集、數(shù)據(jù)管管理、生產(chǎn)動動態(tài)預預測、實時工工程分分析、故障診診斷、遠程計計量、系統(tǒng)效效率及及損耗耗分析析、生產(chǎn)參參數(shù)實實時優(yōu)優(yōu)化設設計、措施方方案發(fā)發(fā)布、智能控控制等硬軟軟一體體化的的工程程數(shù)據(jù)據(jù)平臺臺及采采油工工程專專家系系統(tǒng)。。系統(tǒng)概概述圍繞一個中中心：優(yōu)化化油井井生產(chǎn)產(chǎn)整合五大技技術：自動動化技技術、、計算算機技技術、、網(wǎng)絡絡技術術、系系統(tǒng)工工程方方法以以及油油氣田田開發(fā)發(fā)技術術提供十大功功能：實時時采集集、數(shù)數(shù)據(jù)管管理、、生產(chǎn)產(chǎn)動態(tài)態(tài)預測測、實實時工工程分分析、、故障障診斷斷、遠遠程計計量、、系統(tǒng)統(tǒng)效率率及損損耗分分析、、生產(chǎn)產(chǎn)參數(shù)數(shù)實時時優(yōu)化化設計計、措措施方方案發(fā)發(fā)布、、智能能控制制實現(xiàn)四大目目標：提高高油井井產(chǎn)量量、系系統(tǒng)效效率、、油田田數(shù)字字化水水平和和簡化化地面面流程程系統(tǒng)概概述概括起來：圍繞一個中中心，，整合五大技技術，，提供十大功功能，，實現(xiàn)四大目目標。。系統(tǒng)概概述PES集成系系統(tǒng)概概念模模型系統(tǒng)概概述PES集成系系統(tǒng)概概念模模型系統(tǒng)概概述系統(tǒng)概概述智能井井技術術結構構系統(tǒng)概概述匯報交流內(nèi)容PES研發(fā)背景技術目標及開發(fā)結構主要功能及技術特色現(xiàn)場應用情況發(fā)展方向系統(tǒng)主主要功功能系統(tǒng)主主要功功能系統(tǒng)主主要功功能數(shù)據(jù)采采集子子系統(tǒng)統(tǒng)PES_Acquisition系統(tǒng)主主要功功能數(shù)據(jù)錄錄入模模塊系統(tǒng)主主要功功能數(shù)據(jù)管管理子子系統(tǒng)統(tǒng)PES_Data系統(tǒng)主主要功功能分析預預測子子系統(tǒng)統(tǒng)油井產(chǎn)產(chǎn)能分分析模模塊系統(tǒng)主主要功功能分析預預測子子系統(tǒng)統(tǒng)油井生生產(chǎn)動動態(tài)分分析預預測模模塊系統(tǒng)主主要功功能工程分分析子子系統(tǒng)統(tǒng)井下力學學分析模模塊系統(tǒng)主要要功能工程分析析子系統(tǒng)統(tǒng)井筒溫度度壓力場場計算模模塊系統(tǒng)主要要功能工程分析析子系統(tǒng)統(tǒng)實時工況況診斷模模塊系統(tǒng)主要要功能工程分析析子系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)效率率分析模模塊系統(tǒng)主要要功能工程分析析子系統(tǒng)統(tǒng)單井綜合合系統(tǒng)主要要功能工程分析析子系統(tǒng)統(tǒng)宏觀控制制圖模塊塊系統(tǒng)主要要功能遠程計量量子系統(tǒng)統(tǒng)液量遠程程計量模模塊系統(tǒng)主要要功能遠程計量量子系統(tǒng)統(tǒng)電量遠程程計量模模塊系統(tǒng)主要要功能優(yōu)化設計計子系統(tǒng)統(tǒng)智能設計計模塊系統(tǒng)主要要功能優(yōu)化設計計子系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化化設計模模塊系統(tǒng)主要要功能優(yōu)化設計計子系統(tǒng)統(tǒng)設計方案案繪圖模模塊系統(tǒng)主要要功能方案發(fā)布布子系統(tǒng)統(tǒng)1、軟硬一體體實現(xiàn)實時采集集、實時分析析、實時優(yōu)化化、實時發(fā)布布2、實時診診斷基礎礎的在線線計量與與優(yōu)化設設計3、大閉環(huán)環(huán)優(yōu)化系統(tǒng)技術術特色系統(tǒng)技術術特色軟硬一體體實現(xiàn)實時采集集、實時分析析、實時優(yōu)化化、實時發(fā)布布系統(tǒng)技術術特色軟硬一體體實現(xiàn)實時采集集、實時分析析、實時優(yōu)化化、實時發(fā)布布青海油田田數(shù)字化化油田實實施的設設想及方方案規(guī)劃劃模式一：：統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)庫、、統(tǒng)一計計算模式式，該模模式實現(xiàn)現(xiàn)了各個個自動化化采集服服務廠家家的統(tǒng)一一數(shù)據(jù)庫庫，建設設統(tǒng)一的的應用系系統(tǒng)功能能，如診診斷、液液量計算算、系統(tǒng)統(tǒng)損耗分分析、優(yōu)優(yōu)化決策策等等內(nèi)內(nèi)容，該該模式下下無法保保證數(shù)據(jù)據(jù)的可靠靠度和準準確性的的一致。。青海油田數(shù)字字化油田實施施的設想及方方案規(guī)劃模式二：統(tǒng)一一數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)統(tǒng)一解析服務務器模式，該該模式實現(xiàn)了了各個自動化化采集服務廠廠家的統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一一解析服務器器，建設統(tǒng)一一的應用系統(tǒng)統(tǒng)功能，該模模式下仍無法法保證RTU一定適合于上上位機，不能能實現(xiàn)各個作作業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)的的統(tǒng)一管理，，上位機由鉆鉆采院來做。。青海油田數(shù)字字化油田實施施的設想及方方案規(guī)劃模式三：統(tǒng)一一到RTU模式，該模式式實現(xiàn)了各個個自動化采集集服務廠家的的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫庫、統(tǒng)一解析析服務器、統(tǒng)統(tǒng)一RTU，建設統(tǒng)一的的應用系統(tǒng)功功能，該模式式下保證RTU適合于上位機機，容易制定定統(tǒng)一的硬件件采集設備接接口和采集參參數(shù)協(xié)議，可可以實現(xiàn)硬件件儀表的集團團化采購，節(jié)節(jié)約硬件成本本，利于局屬屬處的統(tǒng)一維維護和統(tǒng)一運運營，可以實實現(xiàn)統(tǒng)一到油油田一級，也也可以實現(xiàn)統(tǒng)統(tǒng)一到中石油油甚至全國，，為全國的數(shù)數(shù)字油田和智智能油田提供供很好的模式式。實時監(jiān)控油井井生產(chǎn)動態(tài)變變化。油井產(chǎn)液量遠遠程量油功能能改變了傳統(tǒng)統(tǒng)的分離器間間斷計量功能能，實現(xiàn)了連連續(xù)在線計量量。壓力、溫溫度、示功圖圖的實時采集集更直觀、更更準確、更及及時的反映油油井生產(chǎn)狀況況的動態(tài)變化化，能夠及時時地反映出油油井的生產(chǎn)變變化情況。從小11-13-1井兩天各小時時產(chǎn)量變化看看，該井間歇歇出油。（1）液量變化壓力及產(chǎn)液量量變化情況壓力變化產(chǎn)液量變化及時發(fā)現(xiàn)工況況異常如：防沖距過過小計算產(chǎn)液量波波動大，經(jīng)查查該井存在下下碰泵問題，，10月10日中午上調(diào)防防沖距10cm后，功圖正常常。（3）斷脫抽油桿在23：20-0：19之間斷脫實時診斷基礎礎的在線計量量抽油機井電泵井螺桿泵井綜合應用功圖、電參、壓力、溫度等多元數(shù)據(jù)的的實時油井故故障綜合診斷斷分析及優(yōu)化化設計；目前國內(nèi)各油油田采用的油油井產(chǎn)量計量量方法主要有有：玻璃管量油孔孔板測氣：國內(nèi)各油田普普遍采用的傳傳統(tǒng)方法，約約占油井總數(shù)數(shù)的90%以上。該方法法裝備簡單、、投資少，但但由于采用間間歇量油的方方式來折算產(chǎn)產(chǎn)量，導致原原油系統(tǒng)誤差差為10%～20%。翻斗量油孔板板測氣：翻斗量油裝置置主要由量油油器、計數(shù)器器等組成。一一個斗裝滿時時翻到排油，，另一個斗裝裝油，這樣反反復循環(huán)來累累積油量。這這種量油裝置置結構簡單，，具有一定計計量精度。兩相分離計量量法三相分離計量量方法等。計量的作用傳統(tǒng)意義的計計量-商品交易單井液量的計計量-？-反映油井的產(chǎn)產(chǎn)能-反映油井能力力動態(tài)變化-反映油井抽油油設備的工作作情況-反映措施作業(yè)業(yè)的效果因此，計量是是手段搞清油井工作作狀況是目的油井計量技技術的發(fā)展展各種液量計計量方式優(yōu)優(yōu)缺點對比比量油方式投資地面建站管線公里數(shù)成熟維護準確波動井高氣液比功能工藝程度成本度適應性適應性玻璃管量油中復雜是長高較高一般差一般單一翻斗量油較大復雜是長高較高一般差一般單一三相分離計量大復雜是長高高高差一般單一兩相分離計量較大復雜是長高較高較高差一般單一遠程計量小簡單否短初期中一般好較好強大油井計量技技術的發(fā)展展油井計量技技術的發(fā)展展方向（1）向新技術術方向發(fā)展展隨著技術的的進步及各各種氣體和和液體流量量計量新技技術的廣泛泛應用，油油井產(chǎn)量計計量中必然然越來越多多地使用操操作簡單、、及時方便便的計量方方法。（2）向準確反反映油井動動態(tài)變化方方向發(fā)展我國油田多多進入開發(fā)發(fā)后期，需需要準確及及時地了解解油井的生生產(chǎn)狀況，，為生產(chǎn)管管理提供真真實可信的的數(shù)據(jù)，對對能準確反反映油井動動態(tài)變化的的要求必然然越來越高高。（3）向快速化化方向發(fā)展展為了及時掌掌握油井的的生產(chǎn)狀況況，需要縮縮短油井計計量周期，，對油井進進行更加頻頻繁和及時時的測量，，因此必須須提高油井井計量速度度。（4）向自動化化方向發(fā)展展自動化技術術的發(fā)展為為降低勞動動強度和提提高勞動生生產(chǎn)率提供供了可靠保保證。同時時，為了實實現(xiàn)油井準準確、快速速的測量，，也必須采采用自動化化的測量方方法。油井計量技技術的發(fā)展展油井遠程在在線計量的的關鍵技術術抽油機井-示功圖法自噴井-壓差法電泵井-壓差法、特特征曲線修修正法、系系統(tǒng)損耗分分析法螺桿泵井-壓差法、轉轉速法符合油井計計量發(fā)展的的方向抽油機井在在線計量的的原理在線計量的的原理地面功圖診斷泵功圖診斷斷泵功圖診斷斷單井在線計計量功圖測試技技術功圖測試技技術波動方程（（解泵功圖圖）計算機技術術（幾何特特征）功圖測試技技術通信技術（（實時功圖圖）波動方程（（求解泵功功圖）計算機技術術（綜合診診斷）單井系統(tǒng)計計量技術簡單定性定性半定量量完全定量技術手段現(xiàn)場實現(xiàn)技術本質(zhì)抽油機井在在線計量的的原理抽油機功圖圖技術發(fā)展展歷程1．抽油機機井功圖法法產(chǎn)量計算算系統(tǒng)油井計量設設計第一代方法法：面積法法該方法利用用功圖實際際面積與飽飽滿（理想想）功圖面面積的比值值作為有效效沖程，來來計算油井井產(chǎn)量。第二代方法法：有效沖沖程法該方法利用用最小載荷荷所在位移移與沖程的的比值，或或利用功圖圖下沖程直直線段為有有效沖程來來計算油井井產(chǎn)量。以上方法致命缺點：（1）由于于功圖不規(guī)規(guī)則性（比比如功圖下下沖程是波波動的），，很難確定定準確的有有效沖程。。（2）即使使有效沖程程是準確的的，但影響響泵排量的的因素不只只是有效沖沖程，還有有充滿系數(shù)數(shù)、泵漏失失系數(shù)、溶溶解氣系數(shù)數(shù)。（3）功圖面積積與液量無無相關性。。油井計量設設計面積法由于功圖不不規(guī)則性（（比如功圖圖下沖程是是波動的）），很難確確定準確的的有效沖程程。右圖中2個功圖面積積不同而產(chǎn)產(chǎn)液量卻可可能相同油井計量設設計有效沖程法法有效沖程相相同而產(chǎn)液液量卻可能能不同抽油機井在在線計量的的原理“功圖法””油井計量量技術是依據(jù)游梁梁機-深井泵工作作狀態(tài)與油油井產(chǎn)液量量變化關系系，即把有有桿泵抽油油系統(tǒng)視為為一個復雜雜的振動系系統(tǒng)，該系系統(tǒng)在一定定的邊界條條件和一定定的初始條條件（如周周期條件））下，對外外部激勵（（地面功圖）產(chǎn)生響應應（泵功圖）。然后對對此泵功圖圖進行分析析，確定泵泵的有效沖沖程、泵漏漏失、充滿滿程度、氣氣影響等，，計算井下下泵排量，，進而求出出地面折算算有效排量量。抽油機井在在線計量的的原理抽油機井在在線計量的的原理“示功圖法法”計量關關鍵技術是是通過過計計算算機機模模型型成成功功地地實實現(xiàn)現(xiàn)了了對對泵泵功功圖圖的的獲獲取取與與識識別別，，可可以以準準確確地地確確定定凡凡爾爾的的開開啟啟、、關關閉閉四四個個關關鍵鍵點點，，描描述述出出泵泵功功圖圖的的關關鍵鍵點點、、關關鍵鍵線線和和關關鍵鍵面面積積等等的的幾幾何何特特征征，，計計算算出出產(chǎn)產(chǎn)液液量量，，并并且且準準確確地地運運用用幾何何特特征征、矢量量特特征征、神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡絡方方法法實現(xiàn)現(xiàn)對對泵泵功功圖圖故故障障正正確確診診斷斷。。該技技術術的的本本質(zhì)質(zhì)是通通過過泵泵功功圖圖來來實實現(xiàn)現(xiàn)泵泵的的有有效效排排量量計計算算，，泵泵功功圖圖故故障障正正確確診診斷斷是是油油井井工工況況分分析析的的前前提提，，正正確確的的油油井井工工況況診診斷斷是是油油井井產(chǎn)產(chǎn)液液量量計計算算的的基基礎礎。。抽油油機機井井在在線線計計量量的的原原理理常見見油油井井故故障障泵泵功功圖圖的的幾幾何何特特征征主主要要表表現(xiàn)現(xiàn)在在8個點點、、2條線線和和3個面面積積上上，，如如圖圖所所示示。。其其中中，，固固定定凡凡爾爾、、游游動動凡凡爾爾的的開開啟啟、、關關閉閉點點的的是是判判斷斷的的關關鍵鍵性性指指標標。。抽油油機機井井在在線線計計量量的的原原理理油井井計計量量的的精精度度同同時時受受特特殊殊井井況況的的影影響響井身身結結構構：：斜斜井井、、定定向向井井；；流體體物物性性：：高高氣氣液液比比、、稠稠油油、、結結蠟蠟、、出出砂砂、、乳乳化化等等；；工況況故故障障：：油油管管漏漏失失、、泵泵漏漏失失、、抽抽噴噴井井、、斷斷脫脫等等；；功圖圖特特征征不不明明顯顯井井、、多多種種故故障障重重疊疊；；低產(chǎn)產(chǎn)、、低低效效井井等等。。高氣氣液液比比抽抽油油機機井井的的計計量量問問題題高氣氣液液比比抽抽油油機機井井的的計計量量問問題題（一一））、、中中高高氣氣液液比比油油井井產(chǎn)產(chǎn)液液量量計計量量現(xiàn)現(xiàn)狀狀1、中中高高氣氣液液比比功功圖圖量量液液方方法法有有優(yōu)優(yōu)勢勢；；2、““氣氣液液比比究究竟竟是是多多少少””并并不不重重要要；；3、過過高高的的氣氣液液比比會會出出現(xiàn)現(xiàn)““功功圖圖特特征征無無法法識識別別””?。「邭庖罕缺瘸橛蜋C機井的計計量（二）、、氣液比比高井的的計量界界限問題題軟件自動動判斷出出凡爾開開啟點比比較困難難。究竟竟多高的的氣液比比才不能能計量目目前還不不能找到到明顯的的界限，，但至少少認識到到不能由由產(chǎn)氣量量和氣液液比簡單單地劃分分界限，，因為氣氣體對泵泵效的影影響與飽飽和壓力力、含水水、套壓壓、沉沒沒度均有有關系。。高氣液比比抽油機機井的計計量（二）、、氣液比比高井的的計量界界限問題題—其他因素素（1）振動載載荷對功功圖的判判斷有一一定的影影響；（2）泵沉沒沒度（連連抽帶噴噴）對功功圖的判判斷有一一定的影影響；部分剛剛剛轉抽的的高氣井井可能會會存在計計量問題題，剛剛剛轉抽的的高氣井井可可能經(jīng)經(jīng)歷連噴噴帶抽和和氣體影影響特征征不明顯顯兩個階階段；高氣液比比抽油機機井的計計量（二）、、氣液比比高井的的計量界界限問題題初步認為為一般氣氣體影響響因子（（泵入口口壓力下下的氣液液比）在在6-8以上就可能出現(xiàn)“供供液不足足/氣體影響響特征無無法識別別”的情情況。采用了套套管定壓壓放氣裝裝置和氣氣錨的井井，其臨臨界氣體體影響因因子一般般可以放放到原來來的1.5-2倍以上。也就是說說原來沒沒有放氣氣的井出出現(xiàn)特征征無法識識別的情情況，可可以通過過套管放放氣而變變?yōu)榭梢砸宰R別的的井。高氣液比比抽油機機井的計計量（二）、、氣液比比高井的的計量界界限問題題如氣油比比500，含水80%，那么氣氣液比為為100，套壓2MPa，沉沒度度300米，則影影響因子子在2.0以下，一一般是不不會有問問題的。。而氣油比比500，含水0%，那么氣氣液比為為500，套壓1MPa，沉沒度度100米，影響響因子在在15-20之間，就就可能會會出現(xiàn)不不能準確確計算的的情況。。在大港油油田采油油四廠白白二站應應用13井，沒遇遇到“供供液不足足/氣體影響響特征無無法識別別”的情情況，說說明采油油四廠白白二站所所謂的高高含氣并并沒有達達到“供供液不足足/氣體影響響特征無無法識別別”的臨臨界氣液液比，我們不用用過分擔擔心高氣氣液比情情況算不不準。高氣液比比抽油機機井的計計量（二）、、氣液比比高井的的計量界界限問題題高氣液比比抽油機機井的計計量（三）傳傳統(tǒng)方法法高氣液液比油井井的計量量誤差也也很大；；（1）氣體分分離不干干凈；（2）計量時時地面集集油管線線內(nèi)壓力力平衡打打破，管管線內(nèi)氣氣體壓縮縮或膨脹脹，井口口流量和和分離器器流量不不一致；；（3）分離器器不同刻刻度段對對應的計計量產(chǎn)液液量差異異較大，，這一點點在先導導性試驗驗中也已已經(jīng)有所所總結；；（4）流量計計適應性性不好。。高氣液比比抽油機機井的計計量（四）、、氣液比比高井的的計量具具有相對對優(yōu)勢（1）一般高高氣液比比油井往往往也是是產(chǎn)量波波動較大大井；（2）傳統(tǒng)方方法高氣氣液比油油井的瞬瞬時計量量誤差也也很大；；（3）應該說說：在沒沒有達到到“排液液段信息息不明顯顯”，即即“無法法識別””的高氣氣液比界界限時，，我們是是不用擔擔心“氣氣液比不不準確””對抽油油機井產(chǎn)產(chǎn)液量的的影響的的。高氣液比比抽油機機井的計計量（四）、、氣液比比高井的的計量具具有相對對優(yōu)勢高氣液比比抽油機機井的計計量（四）、、氣液比比高井的的計量相相對優(yōu)勢勢對比量油方法法的相對對優(yōu)勢區(qū)區(qū)間高氣液比比抽油機機井的計計量（五）、、通過優(yōu)優(yōu)化設計計可以改改善計量量狀況改善方法法：1）套管放放氣要實實施—減少泵的的氣體質(zhì)質(zhì)量通過過量；2）井下分分離有意意義—減少泵的的氣體質(zhì)質(zhì)量通過過量；3）合理的的下深，，適當?shù)牡募由畋帽脪臁獪p少泵的的氣體質(zhì)質(zhì)量通過過量；--減小氣體體在泵入入口壓力力下的體體積比；；4）大泵強強采—增加舉升升高度；；高氣液比比抽油機機井的計計量（五）、、通過優(yōu)優(yōu)化設計計可以改改善計量量狀況通過優(yōu)化化設計功功圖量油油的相對對優(yōu)勢區(qū)區(qū)間擴大大高氣液比比抽油機機井的計計量（六）、、油井氣氣液比對對液量的的影響有有多大?目前的軟軟件適應應范圍是是多少?答：氣液液比對液液量的影影響很小小。實際際上氣體體影響分分兩部分分，一部部分是泵泵入口壓壓力下的的自由氣氣，一般般占產(chǎn)氣氣量的絕絕大部分分；另一一部分是是泵入口口壓力下下的仍處處于溶解解狀態(tài)的的溶解氣氣。因為為功圖上上有明確確的自由由氣氣體體對液量量的影響響結果信信息，所所以自由氣體體積究竟竟是多少少并不關關鍵。溶解氣量量的計算算與飽和和壓力、、氣油比比有關，，如飽和和壓力15MPa,泵入口壓壓力1MPa,則只有約約1/15的氣體仍仍處于溶溶解狀態(tài)態(tài)，這需需要在井井下排量量算出后后在修正正成地面面標準狀狀況下產(chǎn)產(chǎn)液量時時考慮。。高氣液比比抽油機機井的計計量電泵井的的計量電泵井的的計量電泵井的的計量方方法-壓差法-特征曲線線修正法法-系統(tǒng)損耗耗分析法法電泵井壓壓差法-經(jīng)驗公式式氣液比R是敏感參參數(shù)，而而現(xiàn)場無無法得到到準確的的數(shù)據(jù)，，因此，，誤差較較大，有有時甚至至很離譜譜電泵井的的計量電泵井的的計量電泵井壓壓差法-歐洲流量量計標準準模型電泵井的的計量電泵井壓壓差法-歐洲流量量計標準準模型這里，氣氣液比R不再是敏敏感參數(shù)數(shù)應用情況況評價（1）達到了了和孔板板壓差流流量計混混相計量量的相同同計算準準確度；；（2）未經(jīng)標標定情況況下，估估算90%以上的井井的計算算誤差可可以保證證在15%以內(nèi)；（3）可以通通過標定定進一步步提高計計算準確確度；（4）能夠反反映產(chǎn)液液量的變變化趨勢勢；（5）考慮了了天然氣氣沒有完完全析出出成為自自由氣的的情況；；（6）模型有有堅實的的物理理理論基礎礎，使用用范圍基基本沒有有限制。。電泵井的的計量電泵井壓壓差法-歐洲流量量計標準準模型關于“孔孔板壓差/渦輪流量量計混相相計量””的認識識（1）壓差法法產(chǎn)液量量計量技技術其實實質(zhì)還是是孔板壓壓差流量量計混相相計量。。（2）孔板壓壓差流量量計和渦渦輪流量量計計量量水較準確，，誤差可可以在2%以內(nèi)；（3）孔板壓壓差流量量計和渦渦輪流量量計不同同，渦輪輪流量計計測量的的是流體體速度，，會存在在相對速速度滑移移，尤其其粘度小小的氣體體或低速速狀態(tài)下下速度誤誤差會較較大，渦渦輪流量量計測試試多相流流的時候候導致其其不準的的主要原原因是氣氣體的比比重與相相對滑脫脫不知道道。電泵井的計計量關于“孔板壓差/渦輪流量計計混相計量量”的認識識（4）石油工業(yè)業(yè)中孔板壓壓差流量計計用來計量量油氣等混混合液體多多不準，不不準的原因因并不是模模型本身誤誤差很大或或者適應面面太窄，而而主要是因因為以下幾幾個原因造造成的：1）公式需要要混合液密密度數(shù)據(jù)，，而工業(yè)用用的一般孔孔板壓差流流量計根本本沒有采集集混合液密密度的功能能，而只是是出廠前預預設一個水水的密度值值,根本不管應應用中氣體體量對混合合液密度的的影響；2）即使是專專門用于混混相計量的的情況，一一般也是人人工估計的的一個密度度值或者提提供一個初初次應用的的標定，3）有些昂貴貴的流量計計可能含有有密度采集集換算的功功能，但是是現(xiàn)有的技技術水平是是很難在流流動狀態(tài)下下算準流體體密度的；；4）流量計生生產(chǎn)企業(yè)不不可能對每每一個流量量計應用前前分別調(diào)研研其使用條條件下的壓壓力、氣體體含量等參參數(shù)而換算算出密度，，只能是預預設一個密密度值；5）有的電子子流量計計計算很準確確就是因為為表盤上可可以在使用用中輸入氣氣體百分比比或密度值值。電泵井的計計量實際上，一一般氣體較較多的電潛潛泵井都要要采用井下下氣體分離離和套管放放氣工藝，，電潛泵正正常工作的的泵入口狀狀態(tài)下的自自由氣體體體積不能超超過10%，而實際上上在超過13%之前早已經(jīng)經(jīng)欠載停機機了。也就是說，，對于泵入入口壓力小小于8MPa的電泵井來來說，由于于輸入氣油油比的誤差差（50%）導致的產(chǎn)產(chǎn)液量計算算誤差不會會超過10%，即使是泵泵入口壓力力達到10MPa的電泵井，，產(chǎn)液量計計算誤差也也不會超過過15%。孔板壓差法法流量混相相計量誤差差分析電泵井的計計量得出以下結結論：（1）電泵井壓壓差法計量量模型可以以保證絕大大多數(shù)井產(chǎn)產(chǎn)液量計量量誤差在10%以內(nèi)；（2）適當?shù)販p減小油嘴直直徑，增大大油壓，對對量油的準準確度是大大有好處的的，電費增增加不多??！一般電泵泵排出口壓壓力都能達達到10MPa以上，如增增加0.5MPa的油壓還不不到總輸出出壓力的5%，電費增加加量不會超超過3%。（3）特別大的的氣液比時時計算誤差差趨于恒定定，不管氣氣液比如何何增加，誤誤差增加很很少，主要要影響因素素是輸入氣油比比的錯誤程程度，也就是說說，壓差法法計量模型型對于極高高氣液比的的自噴井中中應用時，，能夠通過過相對搞準準氣液比值值或者標定定的方法得得到相對較較準確的計計算值?？装鍓翰罘ǚ髁炕煜嘞嘤嬃空`差差分析電泵井的計計量壓差法計量量目前的主主要問題（1）地面節(jié)流流壓差法模模型本身還還是比較準準確的，但但是因為氣液比不能能較準確地地獲知，或者不能能實時獲知知氣液比變變化情況，，致使地面面節(jié)流壓差差法不能準準確地計算算電泵井液液量；（2）解決辦法法：1）灘海電泵泵準確地獲獲知泵排出出壓力，可可以應用電電泵伴侶采采集的泵排排出壓力實實時計算出出氣液比，，再依據(jù)該該氣液比計計算出電泵泵井產(chǎn)液量量；2）一般陸上上電泵井因因為沒有電電泵伴侶實實時采集的的泵排出壓壓力，需要要應用通過過改變氣液液比使后文文中的三個個方法耦合合收斂，反反推出氣液液比，計算算出三個方方法的對應應產(chǎn)液量和和加權平均均產(chǎn)液量。。電泵井的計計量電泵井的計計量特征曲線修修正法-已知泵揚程程（排出壓壓力），從從泵的特征征曲線查得得產(chǎn)液量電泵井的計計量特征曲線修修正法-需要的數(shù)據(jù)據(jù)-泵的特征曲曲線、油套套壓、管柱柱組合、流流體物性；；-或泵排出壓壓力（電泵泵伴侶能提提供），泵泵的特征曲曲線、流體體物性。電泵井的計計量系統(tǒng)損耗分分析法-需要的數(shù)據(jù)據(jù)-泵的特征曲曲線、油套套壓、管柱柱組合、流流體物性、、電參數(shù)、、設備（電電纜、電機機、分離器器等）數(shù)據(jù)據(jù)；-或泵排出壓壓力（電泵泵伴侶能提提供），泵泵的特征曲曲線、流體體物性、電電參數(shù)、設設備數(shù)據(jù)。。綜合法產(chǎn)液液