[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)用示功圖計(jì)算油井原油含水率的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110014696.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112832740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉濤;周志平;甘慶明;陸梅;李大建;辛宏;張巖;韓二濤;周楊帆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/00;E21B47/009;E21B49/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種應(yīng)用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井含水量的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，對(duì)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)進(jìn)行受力分析，得到抽油機(jī)驢頭在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上行程時(shí)最大載荷P_max，下行程時(shí)最小載荷P_min；

S2，根據(jù)上行程時(shí)最大載荷P_max和下行程時(shí)最小載荷P_min為懸點(diǎn)靜載荷、懸點(diǎn)慣性載荷、懸點(diǎn)振動(dòng)載荷和摩擦載荷的復(fù)合作用，得到油井含水量與靜載荷、懸點(diǎn)振動(dòng)載荷、懸點(diǎn)慣性載荷和摩擦載荷的關(guān)系式；

S3，根據(jù)油井工況系統(tǒng)中示功圖所采集的最大載荷、最小載荷、沖程、沖次數(shù)據(jù)和油井靜態(tài)參數(shù)，計(jì)算出油井實(shí)時(shí)含水量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井含水量的方法，其特征在于，上行程時(shí)懸點(diǎn)載荷稱(chēng)為最大載荷P_max，下行程時(shí)懸點(diǎn)載荷稱(chēng)為最小載荷P_min，計(jì)算如下：

P_max＝P_靜上+P_慣上+P_振上+F_摩上 (1)

P_min＝P_靜下-P_慣下-P_振下-F_摩下 (2)

式中，P_靜上為抽油機(jī)上行程時(shí)驢頭所受的靜載荷；P_靜下為抽油機(jī)下行程時(shí)驢頭所受的靜載荷；P_慣上為抽油機(jī)上行程時(shí)驢頭所受的慣性載荷；P_慣下為抽油機(jī)下行程時(shí)驢頭所受的慣性載荷；P_振上為抽油機(jī)上行程時(shí)驢頭所受的振動(dòng)載荷；P_振下為抽油機(jī)下行程時(shí)驢頭所受的振動(dòng)載荷；P_摩上為抽油機(jī)上行程時(shí)驢頭所受的慣性載荷；P_摩下為抽油機(jī)下行程時(shí)驢頭所受的慣性載荷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井含水量的方法，其特征在于，所述懸點(diǎn)振動(dòng)載荷通過(guò)下式計(jì)算：

抽油桿柱的縱向振動(dòng)方程如下：

式中，P_振為在抽油桿頂端產(chǎn)生的懸點(diǎn)振動(dòng)載荷；k為常數(shù)，A_r為平均抽油桿截面積；L為泵深；E為鋼材彈性模量；λ_r為抽油桿變形；λ為油管和抽油桿總變形；υ_u,d為靜變形結(jié)束時(shí)的懸點(diǎn)速度，υ_u是上沖程，υ_d為下沖程；C為抽油機(jī)游梁前臂長(zhǎng)；e為自然對(duì)數(shù)底數(shù)；c為抽油桿內(nèi)聲波傳播速度；α為曲柄轉(zhuǎn)角；α_u,d為靜變形結(jié)束時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角；N為沖次。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井含水量的方法，其特征在于，常數(shù)k值取決于當(dāng)值為0～1時(shí)，k＝0；值為1～3時(shí)k＝1；值為3～5時(shí)k＝2，值為5～7時(shí)，k＝3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井含水量的方法，其特征在于，所述懸點(diǎn)慣性載荷包括抽油桿柱和油管內(nèi)的流體做不等速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的抽油桿和液柱的動(dòng)載荷；

懸點(diǎn)慣性載荷計(jì)算如下：

其中，L為泵深；S為沖程；N為沖次；A_p為柱塞面積；ρ為原油混合液密度；ε為考慮油管過(guò)流斷面變化引起液柱加速度變化的系數(shù)；q_r為每米抽油桿在空氣中的重力；A_tf為油管的流通斷面面積；A_r為平均抽油桿截面積。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井含水量的方法，其特征在于，組合抽油桿柱取等效面積，

式中A_ri為第i級(jí)抽油桿面積；b_i為第i級(jí)抽油桿所占比例。