[發明專利]一種有桿泵抽油井充滿程度識別方法

在審

• 申請號: 202010073089.X
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111271049A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 袁春華;李翔宇;高憲文;王明順;侯延彬;張斌;陳露;韓彥爽;石銳;陳炳君;宇文亞民
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/009;E21B47/047;E21B43/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

本發明公開一種有桿泵抽油井充滿程度識別方法，屬于石油開采技術領域，該方法通過檢測三相異步電機的運行參數，并對參數進行分析，模擬得到不同生產工礦下的樣本簇；再利用樣本簇重構充滿程度不足工礦診斷規則庫，用重構后規則庫中的樣本訓練充滿程度不足再生工礦診斷模型；最后利用訓練好的模型可以通過對連續實時監測的電參數來實時診斷抽油井的充滿程度。本發明連續實時獲取的充滿程度，對抽油井進行連續實時閉環控制起到輔助作用，可實現井下供排協調，避免無效抽吸造成的電能浪費和二次損害的發生，減少無用的機械磨損，有效延長抽油系統壽命，降低生產運行成本。

技術領域

本發明涉及石油開采技術領域，尤其涉及一種有桿泵抽油井充滿程度識別方法。

背景技術

隨著油田開發過程不斷推進，油層能量逐漸衰減，驅油能力下降，油井便會由開發初期的自噴生產轉為依靠人工舉升方式生產，其目的是獲得較大的井底生產壓差，保證油井具有較高的產量。據統計，全世界擁有約92萬口油井，其中約90％以上為人工舉升機械采油井，且普遍采用游梁式抽油機井有桿泵采油(簡稱有桿泵抽油井或有桿抽油系統，俗稱“磕頭機”)，有桿泵抽油井結構如圖2所示。我國在用有桿泵抽油井約10萬口以上，年耗電量占油田總耗電量的30～40％，能耗費用是影響采油成本的主要因素之一，由于有桿抽油系統效率在國內一般地區平均只有12～23％，先進地區也不到30％，因而節能潛力巨大。伴隨國內大部分油田進入開發中后期，不斷降低的產量輸出與持續增加的產能消耗的矛盾日益顯現，油田節能降耗減排形勢嚴峻。對油田目前落后的生產、管理方式進行升級改造，建設智能油井、油田物聯網和智慧油田，提高自動化、信息化水平，走一條節能降耗減排、控制采油成本、提高產能比的穩產道路，將是實現我國油田未來可持續發展、確保國家能源戰略安全的必然選擇。

當油井轉為依靠人工舉升方式生產，受地層壓力降低、地層滲透率變差和砂(氣)錨堵塞等綜合復雜因素影響，使得相當數量的油井不同程度地存在間歇出液，或者充滿程度不足(抽空)的現象，這不僅造成了抽油設備的無效磨損，還導致了電能的浪費。因此，連續實時監測有桿泵抽油井的充滿程度，并及時調整抽汲參數以實現井下供排協調，對于油田節能降耗減排意義重大。

目前，油田生產實際中仍普遍采取人工巡井與不定期測井相結合的方式對有桿泵抽油井進行監控管理。其中，測井的主要手段是地面示功圖與井下動液面測試。

示功圖作為分析深井泵工作狀況的主要依據，被油田普遍使用。有定期停井安裝和長期固定放置兩種測試方式，但現有示功圖測試方法存在以下缺陷：

(1)安裝時通常需要卸掉驢頭載荷，操作繁瑣且存在一定安全隱患。

(2)定期停井安裝的測試間隔較長，井況監控實時性差。

(3)長期固定放置的測試方式面臨供電形式選擇的難題。若采用電池供電，日常維護量大，停井換電池影響產量，測試頻率一般為每日一至四次，井況監控實時性差；若采用有線供電，線纜隨驢頭運動容易損壞，且走線距離較長，現場施工不便；

(4)驢頭載荷均采用壓力應變片測量，必須定期校準，實際使用過程中不易實現。

(5)示功圖主要監測井下工況，難以反映抽油機等地面設備的運行狀況。

使用回聲儀測量環空液面深度，主要為了掌握油層壓力、油井流入動態等油田開發動態特性?；芈晝x測試的主要缺陷在于測試繁瑣、耗時長、效率低、成本高，測量結果易受人為因素影響，因而現場實際工作中并不經常測液面。

通過上述分析不難發現，在我國油田生產實際中，目前亟需找到一種切實可行的技術手段，能夠立足于井前實現對抽油系統運行工況的連續實時準確監測，以提高抽油系統效率，節能降耗，延長設備使用壽命，提高油田生產管理水平，控制生產管理和運行成本。

發明內容