[發明專利]基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算的方法

有效

• 申請號: 201611194201.5
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106777709B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳德春;呂飛;姚亞;孟紅霞;肖良飛;張舒心;趙騰飛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E21B47/047
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

一種基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算的方法，考慮油套環空中液面以上氣體熱輻射、液面以下液體熱傳導，且電機、電纜發熱等影響，構建了“四段法”潛油電泵井井筒流體溫度計算模型；研究分析了實時監測的地面電參數與潛油電機輸入功率、泵揚程、泵吸入口壓力的內在關系以及潛油電泵的工作特性，推導了基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算模型。本發明用于潛油電泵井動液面預測，為潛油電泵井智能化管理和實時優化提供理論和技術支持。

技術領域

本發明涉及一種基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算的方法，屬于計算機油田信息化建設的技術領域。

背景技術

潛油電泵舉升工藝是油井保持或提高產量的主要途徑，其動液面是判別油井供液能力和分析油井生產狀況的重要資料。目前，潛油電泵井的地面電參數和井口油壓、回壓、套壓、溫度等資料已經實現了實時監測，但動液面無法實時監測，仍然采用聲波法，由人工定期監測，不能滿足油井生產智能分析和實時優化的需要，影響了油井生產系統效率和效益。因此，推導建立基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算方法，實現了潛油電泵井動液面的自動實時監測，有利于油井的實時工況分析和智能化、信息化管理水平的提高，為潛油電泵井實時優化生產、提高運行效率與效益提供理論和技術支持。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算的方法。本發明的目的是計算潛油電泵井的動液面，以解決潛油電泵井動液面無法實時監測的問題，實現油井智能化管理與實時優化運行，提高油井生產效率和效益。

本發明的技術方案如下：

基于地面實測電參數的潛油電泵井動液面計算的方法，包括如下步驟，

步驟一：利用“四段法”建立潛油電泵井井筒流體溫度計算模型；

步驟二：建立基于地面電參數的潛油電泵所需輸入功率計算模型：

步驟三：建立潛油電泵揚程計算模型：

步驟四：建立泵吸入口壓力模型：

步驟五：潛油電泵井生產時，井口到管鞋的油套環空中流體分為兩段，即氣柱段和油柱段,由氣柱段壓力計算模型和液面以下油柱段壓力計算模型聯合求解，即確定動液面深度。

根據本發明優選的，所述步驟一：利用“四段法”建立潛油電泵井井筒流體溫度計算模型：

(a)綜合考慮油套環空液面以上氣體熱輻射、液面以下液體熱傳導以及電機、電纜加熱等影響，提出合理的模型假設條件，確定井筒內產液溫度沿井深的變化規律：

井筒內流體溫度分布規律由方程(I)描述，

采用常數變易法求解，即：

式(I)、(II)中，T為井筒內某點處的產液溫度，℃；T_c為井口產出液溫度，℃；T_s為地表恒溫層溫度，℃；k_l為傳熱系數，W/(m·K)；G為流體質量流量，kg/s；c_p為流體比定壓熱容，J/(kg·K)；x為以井口為原點，所述計算點的深度，m；m為地溫梯度，℃/m；q_v為內熱源強度，W/m；g為重力加速度，m/s²；

(b)根據潛油電泵井井筒結構和動液面位置，將井筒分為四段：即井口至動液面段、動液面至泵出口段、泵機組段和電機至井底段，各段的溫度計算模型為：

(1)井口至動液面段溫度計算模型為

(2)動液面至泵出口段溫度計算模型為