12利用示功图计算油井产量的方法及应用
油井功图法求产
上下行长度取理论冲程
增载线的斜率参考实际功图上的斜率
不同油井的求解结果证明该方法有一定适用性
对冲程进行修正， 对冲程进行修正，进而修正产液量
有效冲程1.8，计算液量13.2
充满程度完全，计算液量35.3，与实测结果不符
汇报完毕
第一步：数字化处理原始功图
数字化转换
第二步：加载示功图数据界面
第三步：设定理论示功图界面（计算机识别后）
拖拽调整
第四步：计算结果
பைடு நூலகம்
整个过程耗时5 分钟，难点是理论示功图ABCD点的确定 整个过程耗时5-7分钟，难点是理论示功图ABCD点的确定 ABCD
不同油井的求解结果
B点取 点取Ymax，考虑设备振动因素 点取 ，
油藏经营管理三区
油井功图法求产
功图法求产的设计思路
我们使用软件， 我们使用软件，对测绘的示功图进行数字化处 得出不规则图形的面积。 理，得出不规则图形的面积。通过对示功图的增载 减载段、上行段和下行段进行数字处理， 段、减载段、上行段和下行段进行数字处理，得到 了理论示功图的面积。进行面积和排量的转换， 了理论示功图的面积。进行面积和排量的转换，最 终得出实际排量。例如xh7-206井用液位计计量的 终得出实际排量。例如 井用液位计计量的 结果是26.1m3，软件计算出的结果是 软件计算出的结果是27.5m3，说 结果是 明了可以作为一种有效手段在现场使用。 明了可以作为一种有效手段在现场使用。
功图法油井计量技术
功图法油井计量技术概况功图法油井计量技术功图法量油技术开发背景长庆油田油井单井计量以双容积单量为主，双容积单井计量系统组成及地面流程复杂，控制部分易损坏，故障率高，电磁执行机构漏失严重，计量误差较大，且地面流程一次性投资大，维护困难，又不能实现计量数据远传和实时检测，人为影响因素多。
功图法量油技术开发背景2000年以来，长庆油田相继开发的一些小区块或出油点，地理位置较为偏远，油井分散、数量少、产量低．部分区块含水较高。
若按常规模式建立完善的地面流程会造成亏损经营。
为了降低投资、节约成本，提高油田管理水平，2000年，长庆油田公司油气工艺技术研院与西安威正电子科技有限公司联合提出了一种采用“功图法”计量单井产量的计算方式和测试方法，研制开发了一套基于这种方法的综合测试系统和相应的配套计量软件。
经过不断地研究和实践，该技术目前已在全油田共建数据处理点100多个，管理油井4000多口，在油田生产中发挥着重要作用。
功图法油井计量技术目录一、功图法油井计量技术理论研究二、功图法油井计量系统研制三、油田应用情况功图法油井计量技术地面示功图 建立定向井条件下油管、抽油杆、液体三维力学、数学模型结合油井液体性质、抽油机型号、冲程、冲次、杆柱组合等主要参数泵功图采用多边形逼近法和矢量特征法进行分析和故障识别泵有效冲程结合油层物性及生产参数油井产液量功图法油井计量系统技术原理图全天候采集井口位移与载荷数据㈠ 基本原理功图法量油技术是依据抽油机井深井泵工作状态与油井产液量变化关系，把定向井有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动系统（三维振动系统：包含抽油杆、油管和液柱三个振动子系统），该系统在一定的边界条件和一定的初始条件（如周期条件）下，对外部激励（地面功图）产生响应（泵功图）。
一、功图法油井计量技术理论研究功图法油井计量技术抽油杆连接条件连接条件油管液柱连接条件 地面功图泵功图地面折算有效排量泵功图识别模块有杆泵抽油系统建立定向井有杆泵抽油系统的力学、数学模型，该模型能计算出给定系统在不同井口示功图激励下的泵功图响应，对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程，进而求出地面折算有效排量。
采油知识-示功图讲解
结蜡严重
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
固定阀被蜡堵死，使活塞下行 时不能即时接触到液面，游动 阀打不开，光杆不能卸载， 当活塞碰到液面，游动阀打开， 光杆开始卸载。
不 洗不通，电流：上电流正常，下电流比正常时要小。 开
活塞出泵筒
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 ：下泵时由于防冲距过大 , 使上行程的后半行程活塞脱出工作筒 , 脱出工作筒后悬点立即卸载,因此,后半行程与下行程线基本重合并伴有振动。
右下角有耳朵，右上角缺，形如倒置“菜刀”。
措施制定：调防冲距
活塞与泵筒间隙漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 ：活塞与泵筒间隙漏失。由于活塞 与衬套之间磨损、间隙过大，造成漏失。 在 上行时液体从中漏失 ，光杆负载减小，使右 上角呈现斜坡， 缺少一块面积。
结蜡严重
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 ：结蜡井，上下行程流动阻力增加。上行程 时，流动阻力的方向向下，使悬点载荷增加；下行程 时，流动阻力的方向向上，使悬点载荷减小。示功图 出现肥大，上、下行线均超过理论负荷线，且有波纹。
措施制定： 油井：制定合理的工作制度，调小参数，加深泵挂，换小泵径、压裂酸化 连通水井：加强注水
供液不足
液击问题
液击是在泵充不满时，柱塞下行以很高的速度撞击液面，使流体载荷突然由 杆柱转移到油管上，同时产生强烈的冲击波，破坏整个抽油系统。液击能够造成 杆柱过早疲劳失效，同时冲击力会使抽油泵的凡尔球和凡尔座过早损坏。还会使 柱塞与泵筒得不到润滑，加速其磨损.另外油管液击的冲击下会突然拉伸，使其 连接螺纹松动，发生漏失或断脱故障。
游动凡尔漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
油井计量原理及功图分析(1)
油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。
自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。
1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。
下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。
抽油井示功图应用实例与调整效果分析
抽油井示功图应用实例与调整效果分析【摘要】抽油井示功图是评价油井生产状况和诊断问题的重要工具。
本文首先介绍了抽油井示功图的基本原理，包括示功图的绘制方法和常见类型。
然后通过实际应用实例分析了示功图在诊断油井问题和优化生产方面的作用，指出了示功图对于发现产量下降原因和故障的重要性。
接着对示功图的调整效果进行了分析，探讨了如何通过调整示功图来改善油井生产效率。
最后讨论了示功图在提高油井产能和延长油井寿命中的作用，强调了示功图对于油田开发和管理的重要性。
抽油井示功图是油田工程中的重要工具，能够帮助工程师更好地监测油井生产情况，优化生产参数，提高油井产能，延长油井寿命。
【关键词】抽油井示功图、基本原理、应用实例分析、调整效果分析、提高油井产能、延长油井寿命、作用、结论1. 引言1.1 引言抽油井示功图是油田开发中常用的重要工具，通过对油井生产过程中产出的示功图数据进行分析，可以帮助工程师了解油井的实际生产情况，有针对性地进行调整，从而提高生产效率和延长油井寿命。
在油田开发中，抽油井示功图的应用越来越广泛，不仅可以用于实时监测油井产能和工作状态，还可以用于分析油井井底流体性质和井底流动状态，为油田开发提供重要参考依据。
通过分析示功图数据，工程师可以了解油井的产液能力、油水比、动态流体性质等关键参数，从而制定合理的调整措施。
本文将通过对抽油井示功图的基本原理、应用实例分析和调整效果分析，探讨示功图在提高油井产能和延长油井寿命中的重要作用。
同时也将探讨示功图在油田开发中的实际应用意义和发展趋势，为油田工程技术的进一步提升提供参考。
2. 正文2.1 抽油井示功图的基本原理抽油井示功图的基本原理是通过记录油井的动态工作过程，绘制出相应的功图图形，从而分析油井的生产状态和性能特征。
在抽油井工作过程中，抽油泵在每个工作周期内所做的功和所能产生的压力波动会被传感器记录下来，并转换成示功图。
示功图可以反映油井的产能、产液能力、产气能力、液面动态响应等重要参数。
抽油井示功图的分析及应用
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
2.国内目前所用的理论示功图 （图2）
该理论经示功图是在理想条件 下绘制出来的：假定①油管无漏失、 泵工作正常。②油层供液能力充足， 泵能够完全充满。
图2 弹性抽油杆静载时的示功图
③光杆只承受抽油杆柱与活塞上液柱重量的静载荷，不考虑惯性力。 ④不考虑砂、蜡、稠油的影响。⑤不考虑油井连喷带抽。⑥认为进 入泵内的流体是不可压缩的，凡尔是瞬时开闭的。在这种条件下绘
第二采油厂采油工艺研究所
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
分析：图中a点是上冲程的始点。 由于刚体没有弹性形变，则ab为即刻 增载，泵柱塞的游动凡尔关闭，全部 载荷由光杆承受。bc是上冲程过程， 泵的游动凡尔关闭，固定凡尔打开是 进油过程。 cd 即刻卸载，抽油杆下行时所画出da线是载荷不变的下冲程位移 过程。 该理论示功图的特征：ab平行于cd ，bc平行于da，一般抽油机井 在井深浅、小泵径、粗抽油杆及小冲数抽油条件下生产时，有可能 出现类似的水平、长方形实测示功图。
今天，我们主要从理论示功图的特征分析入手，简 单介绍示功图的多功能性，即对实测示功图作必要的处 理后，可进行一系列定性和定量分析，提供诸如分析平 衡效果、判知振动影响等。油井示功图它不仅能在不停 产的情况下取得大量有用的数据，减化了井下直接测试 工作，而且能随时监控采油动态，使之在最佳工作方式 下生产。结合采油二厂有杆泵采油过程中示功图分析解 释差错率高的问题，我们今天来讲讲如何正确解释分析 示功图，了解井下抽油泵工作状况。
第二采油厂采油工艺研究所
第一部分: 概 述
抽油井示功图的分析及应用
2、示功图概念：示功图是 由载荷随位移的变化关系曲线 所构成的封闭曲线图。表示悬 点载荷与位移关系的示功图称 为地面示功图或光杆示功图。 在实际工作中是以实测地面示 功图作为分析深井泵工作状况 的主要依据。
Sam Gibbs教授关于采用功图计算油井产量的论述
Sam Gavin. Gibbs教授关于采用功图计算油井产量的论述王双全（供具有采油工程基本理论知识的工程技术人员参考）提起有杆泵波动方程诊断创始人吉布斯（Sam Gavin. Gibbs）教授，所有采油工程领域的人工举升专业的工程技术人员都是非常熟悉的。
翻开近30年出版的采油工程和技术方面的书籍、手册和教材，都有吉布斯教授波动方程诊断的内容。
下面我们来了解一下吉布斯教授对采用功图推算油井产量方面的论述。
主要论点取自吉布斯教授2012年版的专著《有杆泵设计、诊断和监控的现代方法》。
2012年在吉布斯教授被选入德克萨斯石油博物馆名人堂时，他完成了上述著作。
吉布斯教授在有杆泵优化讲习班上对这本著作进行介绍讲解这里着重介绍介绍著作中有关功图推算油井产量的论述。
著作中的第152页关于推断产量（Inferred Production）章节中划红线的地方翻译如下：“泵功图对每个冲程通过抽油泵的液体和气体进行量化指示，这归功于微处理计算器的进展，抽空控制器（比较好的表达为，WM即油井管理器），是一个适合的能真正计算抽油机每个冲程的示功图和产量。
这被称为推算产量的过程，能够将井底泵功图作为生产计量仪表连续进行产量测试。
”对于用功图进行产量测试，书中提出了4个基本先决条件（将书中红框内论述），翻译如下:“作为推断产量系统最简单的形式（这里称做IP），设立了一些基本的假设：1、抽油泵应具有良好的机械加工质量和最小的泄漏量；2、油管应在靠近抽油泵的地方被锚定；3、泵内气体所占的体积在游动凡尔打开时是微不足道的；4、原油收缩的影响也是微不足道的。
”以上基本假设如果满足的话，产量推算就非常简单。
如果上述基本假设不那么理想。
就要对功图进行诊断，然后采取一定的工艺措施、参数调整来尽量达到4个基本假设的要求。
同时对对4个基本假设进行定量实验测试，利用静载SV和TV曲线测试，计算泄漏量。
吉布斯教授在论述有杆泵优化、诊断和监控现代方法中指出示功图和泵功图在生产运行管理中的一个认知识别和三个定量计算的作用：关于一个认知识别，既是判断抽油泵的各种工况，下图给出了功图对抽油泵正常和异常的识别模型：上图中除了红框内的两个功图，其余为异常功图。
油田常用示功图分析
谢谢
THANKS
靠性。
案例三：数字示功图在设备维护中的价值
背景介绍
数字示功图技术的发展为油田设备维 护提供了新的解决方案。
技术优势
数字示功图能够精确反映设备的工作 状态和性能变化，为故障诊断和预测 提供可靠依据。
应用场景
在设备维护过程中，通过数字示功图 分析，确定设备的维修需求和更换周 期，降低维修成本。
实施效果
制出相应的示功图。
常规示功图具有简单、直观的特 点，能够反映油井的产能和生产 状态，是油田生产管理中常用的
工具之一。
常规示功图的缺点在于测量精度 不高，容易受到人为因素的影响， 且无法实现远程监控和实时监测。
智能示功图
智能示功图是一种基于传感器和自动化技术的油田示功图，通过安装传感器和数据采集系统，自动测 量和记录油井的相关参数，绘制出相应的示功图。
油田生产动态监测
03
通过持续监测示功图的变化，可以了解油田的生产动态，为生
产决策提供依据。
油田设备维护
设备故障预警
通过对示功图的分析，可以发现设备异常变化趋势，及时进行预 警和维护。
设备定期维护计划制定
根据示功图分析结果，可以制定设备的定期维护计划，确保设备正 常运行。
设备性能评估
示功图可以反映设备的性能状况，通过分析可以评估设备的性能指 标，为设备更新或改造提供依据。
油田常用示功图分析
目录
CONTENTS
• 引言 • 油田常用示功图介绍 • 示功图分析方法 • 示功图分析应用场景 • 示功图分析的挑战与展望 • 案例分享
01 引言
CHAPTER
目的和背景
抽油机井示功图..
2)下冲程 柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。泵
内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上液柱压 力时，游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部， 使泵排出液体。 泵排出的条件： 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱 压力。
B-下冲程
理论示功图
静载荷作用下的理论示功图 悬点所承受的载荷： (1)抽油杆柱载荷，Ｗr (2)作用在柱塞上的液柱载荷,W1 （3）沉没压力(泵口压力)与井口 回压在上冲程中造成的悬点载荷 方向相反,相互抵消。
理论示功图
实测示功图
解决的方法:
当抽油井“供液不足”时，我们应采取以下措施 1、加强注水,补充地层能量，从而提高油井地层 供液能力； 2、合理下调冲次； 3、根据地层供液，在作业时换小泵、加深泵挂 深度。 4、高压泵车洗井，解决近井地带堵塞。
典型示功图分析
4.油管漏失 图形特点∶开抽时泵功图图 形正常，停抽后上行线比前 面低一段载荷，功图面积明 显减小。 成因分析∶如果油管的丝扣 连接处未上紧，或因油管被 磨损，腐蚀而产生裂缝和孔 洞时，进入油管的液体会从 这些裂缝和孔洞及未上紧处 重新漏入油管套管间的环形 空间，导致油井减产。
油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下 柱塞泵。
相同点
用抽油杆将地面动 力传递给井下泵
图
地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋
转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。
游梁式抽油机井有杆泵采油是目前我国最广泛应用的 采油方式，大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。
有杆泵采油
典型杆驱往复泵抽油系统 典型杆驱螺杆泵抽油系统
抽油装置示意图
主要内容
泵工作原理 理论示功图 典型示功图分析 总结
泵的工作原理
油井计量原理及功图分析(I)
油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。
自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。
1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。
下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。
示功图计产的实际应用
示功图计产的实际应用作者：葛云有来源：《中国科技博览》2013年第29期摘要：功图计产作为一种方便快捷的产量计量方式，在油田实际工作中已经得到了广泛应用，本文对不同功图量油方法进行对比，确定其中准确率较高的一种方法。
关键词：应用量油示功图中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-262-02一、理论示功图悬点载荷随位移变化规律的图形称为地面（光杆）示功图，理论示功图为平行四边形，如图1。
图中的ABC为上冲程静载变化线，其中AB为加载线。
这一加载过程中，游动阀和固定阀均处于关闭状态，B点加载结束。
此后柱塞与泵筒开始发生相对位移，固定阀开始打开吸液进泵，故BC为泵的吸入过程。
CDA为下冲程静载变化线，其中CD为卸载线。
卸载过程中，游动阀和固定阀均处于关闭状态，到D点卸载结束，此后柱塞和泵筒之间开始发生位移，游动阀被顶开，泵开始排液，故DA为泵的排液过程。
抽油机井地面理论示功图（图1）图中，FH为最大载荷，N；FL为最小载荷，N；Hp为地面功图有效冲程，m；H为地面功图冲程，m；λ为冲程损失，m。
二、示功图量油的常用方法1、示功图面积法该方法利用的参数：1）求得实测示功图的面积与理论示功图的面积的比值。
2）求得该参数下的理论排量。
公式如下：式中，为计算的油井产量，m3/d；为理论排量，m3/d；S为实测示功图面积，m2；为功图最大载荷，N；为功图最小载荷，N；为地面功图冲程，m。
2、功图有效冲程法（1）泵功图有效冲程法该方法利用的参数：1）利用实测地面示功图推导出井下泵示功图，求得井下泵示功图的柱塞有效冲程和柱塞冲程。
2）求得该参数下的理论排量。
公式如下：式中，为泵功图有效冲程法计算的油井产量，m3/d；为理论排量，m3/d；为泵功图有效冲程，m；为泵功图冲程，m。
（2）地面功图有效冲程法该方法利用的参数：1）利用实测示功图求得功图有效冲程和功图冲程。
2）求得该参数下的理论排量。
功图法在油田开发中的应用
事 故罐单量
６．７ ６ ２ ｌ６ ３ ３．２ ｌ６ ３ ８．７ ８．２ ８ ２ １５ ０ ４．４ ４．６ ９６ ６ １８ ７．８ １ １９ １．８
偏差 （ ／ ） Ｉｄ ｌ ｌ
３．３ ５ ５ ３． ８ ２ ６ ３．４ ８ ３ ８２ ．２ ３ ．６ Ｏ ９ ２． ６ ８ ７ １ ４ ４ ７．９ ２ ８ ９ ０
６４ ．
１ １ ．ｌ
Ｏ １ ．５
白 ２８ ３ ０—０
白 ２ ５ ２ ０—９
８ ３ ．７
９ ５ ．６
９２ ．４
９９ ．６
— ．７ ０ ８
一 ． Ｏ４
一．０ Ｏ １
— ．４ ０ ０
白２ ７２ ０—９
ｌ．５ ０ １
ｌ ．４ ０６
— ９ ０ ４
—．５ ０ ０
平 均
１．４ ４０
Ｙ ｔ ＝Ｒ（ （） ） ０ （） Ｑ ｔ ＋Ｑ０ ｙ
所 以
Ｒ ／ Ｑ２ Ｑ１ —ｓ （ － ） 那 么ｔ 时刻 的相对 位 移为
程 数据 通讯 传输 。 ３２ 数据 监测 单元 ． 主 要 由工 业 级 单 片 计 算 机 （Ｐ ） １ ＣＵ 、 ２
件 ），进 而实现 抽 油机井 单 井计 量分 析 、工 况诊 断等 功能 ，数据 处理 点 的功 能包括 测 试 数据 （ 功 图 ）的收集 、处 理和 分析 。 示
一
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…
…
…
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图１载荷传感器 安装示意图
－
点 问的数 据通 讯根 据 白豹 油 田的地 形地 貌特 征 选 用移 动存 储方 式 来实 现 。 ２ 系统 原理 ．
２ １ 固定 式载荷 传感 器 技术 原理 ． 为 了便 于 安 装 ，载 荷 传 感 器 设 计 为 开 口形 式 ，如 图 ｌ 示 。 所
功图量油与诊断算法简介
计算结果分析
堡1-4A 一个月数据对比
2015-4-28
计算结果分析
李堡数据汇总，见下页表格 功图量液与大罐量液误差
2015-4-28
功图计量与大罐量油对比分析表 日期 9月28日 堡1 站 大罐量油（m3） 110.476 功图计量（m3） 108.896 差值（m3） 1.58 误差率（%） 1.45
庄13总产量对比
80 70 60 50 40 30 20 10 0 8月1日 实际产量 计算产量
8月8日
8月15日
8月22日
8月29日
9月5日
9月12日
2015-4-28
庄13量油分析
庄13总产量对比
70 60 50 40 30 20 10 0
日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 月1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 1 0 1 1 1 2 1 3 9月 9月 9月 9月 9月 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10月 10月 10月 10月
即时产量
拉线法 面积法 有效冲程法 ……
泵功图
Gibbs方程等力学模型
2015-4-28
功图量油技术发展
拉线面积法：80年代，B•M•卡西扬诺夫
示功图的理论排量 Q 时间 4 冲程 冲次 混合液比重 S AEGD Qe 实际日产液量 Q S 总 其中 S总 为AB、BC、CF延长线和AD延长线所 围的面积。
2015-4-28
连接条件
边界条件
数学模型
井下泵功图
凡尔开闭点的确定 柱塞有效冲程
出口排液量
油井实测示功图解释大全
六、解释抽油机井理论示功图A-驴头位于下死点 D点卸载终止点 C-驴头位于上死点AB-增载线 CD-卸载线B-吸入凡尔打开，游动凡尔关闭点增载终止点λ+λ-冲程损失（抽油杆伸长及油管缩短之和）D-固定凡尔关闭，游动凡尔打开点BC-活塞冲程上行程线也是最大负荷线AD- 下行程线也是最小负荷线 B1C-光杆冲程OA-抽油杆在液体中重量 AB1-活塞以上液柱重量ABCD-抽油泵所做的功七、实测示功图的解释（1）图1为其它因素影响不大，深井泵工作正常时测得的示功图。
这类图形共同特点是和理论示功图的差异不大，均为一近似的平行四边形。
（2）图2为供液不足的典型示功图。
理论根据：活塞下行时，由于泵内没有完全充满，游动凡尔打不开，当活塞下行撞击到液面游动凡尔才打开，光杆突然卸载。
该图的增载线和卸载线相互平行。
（3）图3为供液极差的典型示功图。
理论根据：活塞行至接近下死点时，才能接触到液面，使光杆卸载，但由于活塞刚接触到液面，上冲程又开始，液体来不及进入活塞以上，所以泵效极低。
（4）图4为气体影响的典型示功图。
理论根据：在活塞上行时，泵内压力降低，溶解气从石油中分离出来，由于气体膨胀，给活塞一个推动力，使增载过程变缓。
当活塞下行时，活塞压缩泵内气体，使泵内压力逐渐增大，直到被压缩的气体压力大于活塞以上液柱压力时，游动凡尔才能打开。
因此，光杆卸载较正常卸载缓慢。
卸载线成为一条弯曲的弧线。
（5）图5为“气锁”的典型示功图。
所谓“气锁”是指大量气体进入泵内后，引起游动凡尔、固定凡尔均失效，活塞只是上下往复压缩气体，泵不排液。
（6）图6为游动凡尔漏失的典型示功图。
当光杆开始上行时，由于游动凡尔漏失泵筒内压力升高，给活塞一个向上的顶托力，使光杆负荷不能迅速增加到最大理论值，使增载迟缓，增载线是一条斜率较小的曲线。
卸载线变陡，两上角变圆。
（7）图7为游动凡尔失灵，油井不出油的典型示功图。
图形呈窄条状，整个图形靠近下负荷线。
（8）图8为固定凡尔漏失的典型示功图。
油井示功图分析
油井⽰功图分析⼆零⼀零年⼆零⼀零年⼋⼋⽉⽉⼯艺研究所抽油机井⽰功图，可以真实反映油井⽣产⼯况。
随着⾼含⽔区块杆管偏磨，地层出砂严重，油井失效频繁，典型⽰功图可作为⽣产现场初步判断抽油机井泵况的参考依据。
因此，应通过⽰功图分析⽅法研究，对油井作业和实测功图进⾏对⽐，总结典型⽰功图特征，以正确指导油井⼯况分析和管理。
三、现场油井失效功图分析⼀、理论⽰功图分析⼆、典型⽰功图分析理论⽰功图：就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截⾯积以上液柱的静载荷时，理论上所得到的⽰功图ABC为上冲程静载变化线: 上冲程A：下死点，静载W rl , 开关，关。
AB：加载线，加载过程，关，关。
B：加载完毕，，关，关开。
BC：吸⼊过程，BC=S p ，关，开。
C：上死点。
' BB 游动阀固定阀CDA为下冲程静载变化线：下冲程C：上死点，静载，关，开关；CD：卸载线，卸载过程，关，关；D：卸载完毕，，关开，关；DA：排出过程，DA=Sp, 开，关（相对位移）；A：下死点。
' DD l r W W 游动阀固定阀*若不计杆管弹性，静载作⽤下理论⽰功图为矩形。
静载荷作⽤的理论⽰功图为⼀平⾏四边形。
三、现场油井失效功图分析⼀、理论⽰功图分析⼆、典型⽰功图分析P S A B D 由于在下冲程末余隙内还残存⼀定数量压缩的溶解⽓，上冲程开始后泵内压⼒因⽓体的膨胀⽽不能很快降低，加载变慢，使吸⼊阀打开滞后（B'点）B ’ C 残存的⽓量越多，泵⼝压⼒越低，则吸⼊阀打开滞后的越多，即B B'线越长B' C 为上冲程柱塞有效冲程1、⽓体影响⽰功图P S A B D 下冲程时，⽓体受压缩，泵内压⼒不能迅速提⾼，卸载变慢，使排出阀滞后打开（D' ）B ’ C 泵的余隙越⼤，进⼊泵内的⽓量越多，则DD '线越长D'A为下冲程柱塞有效冲程D' 1、⽓体影响⽰功图P S A B D ⽽当进泵⽓量很⼤⽽沉没压⼒很低时，泵内⽓体处于反复压缩和膨胀状态，吸⼊和排出阀处于关闭状态，出现“⽓锁” 现象。
油井计量原理及功图分析(1)
油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。
自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。
1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。
下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。
利用示功图计算油井产量的方法及应用
利用示功图计算油井产量的方法及应用
阳雪飞;张立会
【期刊名称】《青海石油》
【年(卷),期】2007(025)004
【摘要】机械采油是国内外各油田的重要开采手段。
在我国的油田生产中，除少量的自喷井外，其余的采油井均采用机械采油的方法。
而在机械采油工艺上，绝大多数油井采用游梁式抽油机、抽油杆、抽油泵组成的有杆泵抽油系统。
示功图作为有杆泵采油技术的重要诊断手段，不仅技术成熟，而且应用广泛；除了常见的油井泵况诊断之外，示功图还有许多其它的用途，本文所揭示的就是示功图的另一方面应用：利用示功图计算油井产量。
【总页数】2页(P52-53)
【作者】阳雪飞;张立会
【作者单位】青海油田公司采油三厂;青海油田公司钻采工艺研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE243
【相关文献】
1.利用示功图和憋压法计算抽油泵活塞和泵衬套间隙漏失量方法研究 [J],
2.利用示功图计算动液面方法研究及应用 [J], 任桂山;李强;闫学峰;王庆来
3.利用实测发动机示功图进行活塞上力的分析计算机应用 [J], 吕汝宾
4.利用氦气标定空余体积计算方法的推导及应用 [J], 陈元千;陈浩;刘彤
5.综合利用水库径流调节简便计算方法应用分析 [J], 赵蕾
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12利用示功图计算油井产量的方法及应用利用示功图计算油井产量的方法及应用
12阳雪飞张立会
(1(青海油田公司采油三厂;2(青海油田公司钻采工艺研究院)
摘要机械采油是国内外各油田的重要开采手段。
在我国的油田生产中，除少量的自喷井外，其余的采油井均采用机械采油的方法。
而在机械采油工艺上，绝大多数油井采用游梁式抽油机、抽油杆、抽油泵组成的有杆泵抽油系统。
示功图作为有杆泵采油技术的重要诊断手段，不仅技术成熟，而且应用广泛;除了常见的油井泵况诊断之外，示功图还有许多其它的用途，本文所揭示的就是示功图的另一方面应用:利用示功图计算油井产量。
示功图油井产量计算主题词
1(利用示功图计算油井产量的理论基础
对于有杆泵采油系统而言，抽油泵的理论排量主要由抽汲参数决定，即冲程、冲次和泵径，这三个参数的不同组合，抽油泵就能得到不同的理论排量，在油层供液能力相对充裕的情况下，油井就会得到不同的产量。
当油井出现地层供液不足、有气体影响等情况时，泵筒内必然不能完全充满，而是出现
一段空隙的距离，此时必须根据泵的充
满程度来计算抽油泵的实际排量和油
井的实际产量。
图1是供液不足时采油井的典型
功图。
图中各点距离的意义为:OD的
距离表示抽油机的冲程，即在井口处光
杆的行程;OB表示抽油杆的弹性伸缩
距离，即冲程损失;BD表示抽油泵活
塞在泵筒内的运行距离，即有效冲程;
OC则表示在筒内，实际充满液体的长
度，这里称之为充满行程。
图1 供液不足示功图
参考抽油泵理论排量的计算公式，在供液不足、泵未充满的条件下，油井的实际产量取决于三个参数:充满行程、冲次、泵径，其计算公式应为: Q,K×OC×N
式中:K--排量系数，与泵径有关，当泵径为38mm时，K,1.6330;当泵径为44mm 时，K,2.1888;当泵径为32mm时，K,1.1578。
OC--充满行程(由示功图直接读取，m。
3N--抽油机冲次，次/min。
Q--油井的日产液量，m/d。
2(利用示功图计算油井产量的使用条件
从给出的计算可看出，只要在实测的示功图中，找出充满行程的实际距离长度，结合油井的泵径、冲次等抽汲参数就能求出油井的日产液量。
然而，在油田的生产实际中，示功图的准确程度、原油的体积等会受到各种因数的影响，使用该公式时，作了如下假设:
(1)油井生产稳定，一定的时间内，在不改变抽汲参数的条件下，泵的充满程度变化不大，即充满行程相对稳定。
(2)油井无自喷能力、泵况正常，当出现抽油杆断脱、油井连喷带抽、抽油泵因漏失严重而失效等情况时，该方法不适用。
(3)不考虑原油高压物性参数的影响，如压力变化、温度变化、溶解气析出、油气比、原油体积系数等因素的影响。
(4)不适于间抽的油井，因为实行间抽的油井，随着生产时间的变化，泵的充满程度不断改变，充满行程也处于不断改变之中。
(5)不考虑油管漏失的影响，即假设不存在油管漏失的情况。
3(现场应用实例
在前面的理论基础上，根据现场情况，可以对采油井进行初步的产量计算，以下为七个泉油田5口采油井的实测示功图，功图中包含了由供液不足到供液充足的情况，具有很好的代表性。
图2 七个泉油田5口采油井实测示功图
利用前面介绍的计算公式，对5口井的产量进行了计算，并将其结果与现场单井罐计量
的结果进行了对比(见表1)。
表1 计算结果与现场计量对比
泵径排量计算产量单井罐计量相对误井号 33mm 系数 (m/d) 产量(m/d) 差/% 七3-9 38 1.6330 9.4 9.2 2.2
七4-10 44 2.1888 19.7 19.4 1.5
七5-10 32 1.1578 8.7 8.1 7.4
七6-28 44 2.1888 3.4 3.8 10.5
七中23 44 2.1888 12.4 12.3 0.8
从表1可以看出，利用示功图计算出来的油井产量，其结果与单井罐计量的结果较为接近，其相对误差也在合理的范围之内。
但该方法中功图上的充满行程由人工直接进行读取，增大了人为的误差，如果能采用计算机读取，计算结果的精度必然会有所提高。
表中的结果也表明:对于产量较高的油井，计算结果与计量结果的相对误差较小，这说明利用示功图计算油井产量的方法更适合于高产井。
4(结论及建议
综合前面的理论基础及现场实验对比，该方法具有很大的可信度，作为产量计量的一种辅助手段，该方法是切实可行的，它进一步补充和完善了抽油机井示功图的内容。
建议采油生产单位把该方法作为采油井产量计量方法的补充;同时，抽油机井的示功图易受到多方面因素的影响，建议现场应用时注意下面两点:
(1)测试前对示功仪进行校验，特别是对位移、冲次的校核，充满行程与位
移、冲次的精度有很大关系。
(2)测试示功图时，应求取稳定时的功图，因为测试油井示功图前要停机几分钟，如果在停机后一启抽时就求取油井的功图，这时的充满行程偏大，计算出的产量也随之偏大。
参考文献
1 《采油技术手册》机械采油分册(
2 王鸿勋、张琪(采油工艺原理(
收稿日期:2007-03-12
*阳雪飞，工程师，1997年毕业于西南石油学院采油工程专业。
现在采油三厂从事注采技术管理工作。