油井机采参数优化研究应用

吉文辉，李景辉，潘国辉

（江苏油田采油一厂，江苏扬州 225265）

基于EPBP 下的油井生产参数及生产动态（液量、动液面等）变化分析，建立机采井参数优化分析模型，以不影响产液量下降为目标，分析生成油井的生产参数合理优化调整建议及成效预测，指导机采生产参数优化。

1 研究思路

（1）根据油井生产动态数据，计算出油井动液面，计算的动液面与实测动液面数据对比校正。

（2）根据动液面及泵挂深度，计算出沉没度，根据沉没度判定条件，计算出一个不影响液量条件下的下调生产参数（冲程、冲次）优化建议（包括最优调整意见及结合实际优化意见）。

（3）根据分析模型，给出上调提液生产参数优化意见及上调后的增液增油预测，并给出下次检泵合理泵挂及泵产生优化意见。

2 动液面计算研究

根据功图最大载荷、最小载荷差计算动液面[1-5]。由于每一口油井的机械参数、地层参数不同，此方式计算结果误差较大。为避免此种情况，需要读取人工测取动液面数据，取得测取时间、测取值，以此时间对应功图的最大载荷、最小载荷差计算动液面的数据与实际值做修正，取得修正参数，然后，以此修正参数参与计算动液面值，则准确度显著提升。如果此油井没有人工测取动液面数据，则计算值不可取。

2.1 动液面计算方法

2.1.1 功图计算动液面的理论依据 抽油机井在高含水率期的示功图表现为载荷差增大，功图气体影响小，特征点变化明显。工作过程中抽油机悬点上行程由于柱塞游动阀关闭，固定阀打开，悬点静载荷主要包括抽油杆在流体中的重力、活塞以上液柱重力、油管压力对活塞的作用力，减去沉没度液体对活塞的反作用力，减去套管压力对活塞的反作用力。而下行程由于游动阀打开，固定阀关闭，悬点静载荷只有抽油杆柱在流体中的重力。

实际应用中悬点上下静载荷可以根据泵功图计算得出，只有动液面是未知数，其他参数均可通过测量获得。因此，根据地面示功图通过计算可以获得动液面数据。

式中：Lf-油井动液面深度，m；ΔW-泵功图上下载荷差，kN；ρL-油管内流体密度，kg/L；AP-柱塞面积，m2；pt-油管压力，MPa；pc-套管压力，MPa。

2.2 动液面计算值与测试值对比校正

实测地面示功图的动载荷还包括惯性载荷、振动载荷及摩擦载荷，因此应用实测载荷代替井下泵功图载荷计算的动液面与实际动液面有偏差。因此在实际应用中利用回声仪测试结果作为参考标准进行对比修正，获取比例系数，再用比例系数乘以计算所得动液面，使计算结果更为准确。具体算法如下：

式中：λ-修正系数；Lf测-液面测试仪测得动液面深度，m；Lf算-应用载荷差计算理论动液面深度，m。

从EPBP 数据库中读取油井日报每天工作日志，解析读取动液面信息，包括：日期、动液面测试值；取得测取动液面日期的早晨8 点至下午5 点所有功图的最大载荷平均值和最小载荷平均值、含水率平均值（正常情况，测取动液面的时间应该在此时间段）；计算测取动液面当日的理论计算动液面值Lf算；再计算出修正系数λ，将修正系数λ、实际测取动液面值、测取动液面日期、油井名称保存到数据库；当修正系数超过5条，去掉偏离值最大的1 条，取平均值作为当前的修正系数，小于等于5 条，取平均值作为现在的修正系数；最终计算出符合实际的动液面值。

3 动液面计算应用于油井工作参数优化推荐

3.1 计算沉没度

根据动液面数据计算出该井的沉没度，沉没度=井吸入口深度-动液面深度，再根据沉没度大小计算机抽井的工作制度推荐。

3.2 油井工作参数推荐计算

根据油田生产实际经验总结，人工设置了沉没度合理范围：沉没度小于100 m 判定为工作参数偏大区；沉没度100～400 m 判定为合理区；沉没度大于400 m判定为工作参数偏小区。推荐工作参数计算：

（1）如果沉没度小于100 m 并且泵效小于0.5，需要调慢：

调慢冲次=［当前泵效/理想泵效（0.8）］×当前冲次

（2）如果沉没度大于400 m，需要调快：调快冲次=1.5×当前冲次

（3）如果推荐冲次小于1.5，则等于1.5。

（4）如果推荐冲次大于6，则等于6，或将泵径调大一级。

4 编程应用

根据动液面及工作参数推荐算法，采用HTML5 技术，网页编程实现油井工作制度优化的实时查询，支持各大主流浏览器。

4.1 油井动液面计算查询

编程界面可以显示指定油井历史动液面数据，默认最近一个星期，页面数据支持导出Excel；并可显示指定油井指定时间段的动液面、泵挂深度、沉没度历史趋势，默认最近一个星期，实现动态查询。

4.2 油井工作参数推荐

编程界面显示指定管理区所有油井的功图采集时间、泵径、泵效、含水率、产液量、泵深、动液面、推荐模式、当前冲次、推荐冲次，默认显示全部区块，页面数据支持导出Excel；点击油井名称，进入此油井历史动液面数据查询；点击推荐模式，显示油井功图、最大最小载荷趋势（最大最小载荷趋势默认最近三个月，可以设置）。

5 现场应用

5.1 计算动液面

应用修正方法编程实现功图法计算动液面，对全厂油井进行动液面计算，随机抽查7 口井，用现场环空测试动液面数据与功图法计算动液面数据（环空测试前一天计算动液面）进行对比，结果表明，油井动液面计算数据平均绝对误差率小于6%，可部分代替声波法测试动液面结果应用于现场实际。

5.2 工作参数优化推荐应用

根据计算沉没度，基于不影响产液量、较好发挥油井的生产潜力原则，编程实现工作参数的优化推荐，根据推荐实施工作参数的调整。如侧陈2-9 井，调参优化前显示工作制度2.2 井次，应用程序推荐工作制度为1.5 井次，调参后功图有效面积变大，泵效从19%提升至25%，日产液保持2.0 t 不变，日节能33 kW·h。真武区块优化下调工作推荐与实调冲次对比看，符合率高，平均日节电31 kW·h，平均泵效提升17.7%，系统效率平均提升6.4%（表1）。

6 结论与认识

（1）应用修正方法编程实现功图法计算动液面，平均绝对误差率6%水平，实时查看，可部分代替声波法测试动液面结果，降低动液面的测试频率，如例行每月测试改为季度测试，有效降低生产测试成本。

（2）根据计算动液面实现的工作参数是结合现场经验的推荐算法，对现场参数优化实现了数字化，有较好的现场应用价值，其算法可进一步深入研究优化。