功图量油法
功图量油
五.功图量油的不足之处
1.阻尼系数的确定方法导致油井产量计量的不准确 1.阻尼系数的确定方法导致油井产量计量的不准确 阻尼系数 目前提出的计算阻尼系数的方法有很多种， 目前提出的计算阻尼系数的方法有很多种，而各种计算 计算结果相差很大， 方法所得到的计算结果相差很大 有的甚至达到几十倍， 方法所得到的计算结果相差很大，有的甚至达到几十倍，因 此阻尼系数的确定是能否准确计算产量的基本前提 基本前提， 此阻尼系数的确定是能否准确计算产量的基本前提，而现在 还没有一种公认的计算阻尼系数的方法。 还没有一种公认的计算阻尼系数的方法。 2.现有功图量油技术在低产液井上测量误差较大 现有功图量油技术在低产液井 2.现有功图量油技术在低产液井上测量误差较大 从部分油田做过的生产数据监测方面可以得到， 从部分油田做过的生产数据监测方面可以得到，对于产 很好的进行计量， 液量较大的井，现有功图量油技术可以很好的进行计量 液量较大的井，现有功图量油技术可以很好的进行计量，且 误差较小；而对于产液量较小的井，误差仍然比较大。 产液量较小的井 误差较小；而对于产液量较小的井，误差仍然比较大。
产液量分析 压力分析 载荷分析 泵效分析 系统效率分析 宏观控制图
根据现有工作状况 进行进一步优化
工况分析
优化设计
一口油井安装一台RTU和多种传感器，包括载荷传感 一口油井安装一台RTU和多种传感器，包括载荷传感 RTU和多种传感器 载荷 位移传感器 扭矩—载荷传感器 转速传感器 传感器、 传感器、 传感器、 器、位移传感器、扭矩—载荷传感器、转速传感器、温度 传感器、压力传感器 电流传感器等 它们均与油井RTU 传感器、 传感器等。 传感器、压力传感器、电流传感器等。它们均与油井RTU 相连，对油井进行控制和采集各传感器的数据， 相连，对油井进行控制和采集各传感器的数据，并回发给 主机。通过计算机上安装的远程监控软件， 主机。通过计算机上安装的远程监控软件，与油田公司控 制计算机相连，既可以调取油田公司计算机的历史数据 历史数据， 制计算机相连，既可以调取油田公司计算机的历史数据， 也可以直接发出指令 对油井进行实时测量控制 发出指令， 实时测量控制， 也可以直接发出指令，对油井进行实时测量控制，得到现 场数据在计算服务器上进行分析处理， 场数据在计算服务器上进行分析处理，采集的实时数据和 分析结果在授权的计算机上可以打印和浏览 打印和浏览。 分析结果在授权的计算机上可以打印和浏览。
浅析功图法计量技术在华庆油田的应用
９ ６ ７ ７
程记 录、根据预先设置发送 生产 日报表 、可成批修改油
井基础数据和动态数据。
仝 处
２ ９
１ ２ ３ ９
ｌ ｌ ５ ８
１ ０ ８ ２
９ ３ ． ４ ４
油井进行计产结果对 比分析 ，具体功 图计产与人工标定 （ 人工标 定采用 罐车标 定计量 ），是在 相 同的时间段
根据采油井配置的抽油机型号不 同 ，需要选择合适
的载荷传感器和位移传感器 ，具体量程根据现场实际情 况选定 ，例￣ １ ： １ ６ 型抽油机 ，载荷传感器量程Ｏ 一８ ０ Ｋ Ｎ，精 度０ ． ５ ％Ｆ ． Ｓ ；位移传感器量程ｏ ＿ 一 ３ ． ５ ｍ，精度 １ ． Ｏ ％Ｆ ． Ｓ 。
＜ ＜！ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 技 术 应 用
表１ 华庆油田功图采集分布情况
作业 站 点 设 备 安 黻 应 采 集 实 际 采 集 采 集 率
②根据实测示功图数据对一 口油井或多 口油井进行
产液量计算 ，并且能够对若干 口井进行特定时间段 的计
算 ，同时生成生产 日报表 ，实现单井或多井产量随时调
度 ，降低生产运行成本等方 面发挥着显 著成效 。
１ ． 功 图法 计量 技术 简 介
１ ． １ 研究背景
图１ 油井 自动采 集 功 图
通常 在油 田生产 中使 用双容 积单井计 量 、井 口翻 斗计量 、活动计量车计量等原油生产计量工具 ，针对常 规油 田计量方便 、快捷 。但是针对华庆油 田超低渗透油 田的生产状况 ，使用 以上方法 ，就不 能满足需要 ，主要 是受计 量装置 的性能及技术的局 限 』 生限制 ，不能满足油 田计量需要 ；计量数据录集时间短 ，低产油井存在产液 间歇现象 ，短 时间计量很难得出真 实产液量 ；需配备相 应的地面管线及装置 ，投入费用 比较高等诸多问题 。为
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。
3-功图自动量油
1、油井示功图监控诊断计量系统组成 现场采集设备：
无线二合一传感器：每小时采集 位移、载荷数据，绘制示功图发送到 RTU，自身存储最近48小时内的示功 图数据。
信号发送器：每个周期给二合一 传感器一个开始、结束信号用来判断 起始点位置；向RTU实时发送开停机 报警信息。
数据处理单元（RTU)：RTU可以 接收存储500米内的12口井功图数据 及开停井信息，并通过GPRS等公网上 传到服务器。
2、油井示功图计量产液量原理
油井示功图监控诊断计量系统应用实现以下几个目标： 1、通过动态实时监控功能，实现了油井生产信息的自下而上 传递和管理考核压力的自上而下传递，队、矿两个层级实现了“要 我管理”到“我要管理”的转变。
2、通过示功图数据的资源共享，工况诊断工作由过去的每月进 行一次转变为现在的实时诊断；同时，由于厂、矿级管理人员随时 能够看到单井即时示功图，参与油井工况分析中，使得油井工况诊 断优化的及时率和准确率得到了革命性的提高。 3、实现了示功图的自动录取及远传，减轻了采油工的测试和 量油工作量。油井量油频率由过去的每2天量油一次转变为一天计 量24次，计量的精确度大大提高。
计算 示功图 产液量
加权平均 24个产液量 全天产液量
2、油井示功图计量产液量原理
解决间歇出油井产液量计量问题
2、油井示功图计量产液量原理
结论：
1.间歇出液井产液量波动较大，用示功图量液方式计量更为准确。 2.对于油管漏失、游动凡尔、固定凡尔漏失严重的井，示功图量油 不准确，需要分离器手工量油。 3.其余正常生产井完全可以用功图量油产量替代人工分离器量油方 式。
油井示功图计量系统
1、油井示功图监控诊断计量系统组成
2、油井示功图计量产液量原理
功图法计量技术及现场应用
功图法计量技术及现场应用冯亚莉(大庆油田采油三厂) 摘要:功图量油作为一种计量技术,其原理可行,与计量间分离器量油相比,直接反映了油井泵的运行状况,人为影响因素少,具有重复性好、系统误差较小、精度较高的特点。
通过采用功图法计量技术,可提高油井的科学管理程度,降低油田建设投资,产生可观的社会效益和经济效益。
关键词:功图法;计量;应用1 功图法计量的关键技术在泵的有效冲程确定后,则泵功图油井产量可由下式计算q g=1440S e d2(n/B0)式中d为泵径(m);S e为有效冲程(m);n为冲次(次/min);B0为原油体积系数,无因次。
于是油井产量为Q=Kq g式中Q为油井产量(m3/d);K为修正系数,无因次;q g为泵功图产量(m3/d)。
从上式可以看出,当仪器测出泵功图产量后还必须乘以一个修正系数才能得出油井的实际产量,而这个修正系数则主要取决于示功图形状。
首先利用示功图的最大、最小载荷和最大位移(冲程)确定功图的水平外接矩形;然后找出与功图右下角部分相切且稳定的切线AB。
B点对应的冲程与总冲程之间的比值即为功图的基本相对有效冲程β值。
该方法具有传统方法不具备的普适性和稳定性。
其次考虑到饱满功图会比较接近总冲程,而实际产量却达不到这么高。
分析实际数据发现,饱满功图的实际β值,基本上保持在80%附近。
根据这一边界条件,采用了下述方法对相对有效冲程进行修正:在功图水平外接矩形右边上求得距离该矩形右下角点015倍β值的点C(以矩形下底边长度为单位长度1),连接该点与矩形左下角点O,过B 点做直线OC的垂线BD,垂足D到O点的距离与OC长度的比值即为修正后的相对有效冲程α,而修正系数K=α/018。
通过采集不同层系、不同功图、不同泵况的油井的大量现场数据,依据一定的理论基础,摸索出了不同泵况、不同功图条件下的修正系数经验值:①当功图分析正常时,采用修正系数110进行计产;②当功图反映出是气影响或供液不足时,采用修正系数017进行计产;③当功图反映出是微漏时,采用修正系数015～016进行计产;④当功图反映出是漏失时,采用修正系数012～014进行计产。
一种示功图量油法在文中-文东油田的研究与应用
图 ｌ 理论 示功 图 由该 示功 图推 算 １ ３产 液为 ：
图 ２ 理论示 功图
矗 ＝ 删
式 中 ：Ｓ 一柱塞有效 冲程 ， ｍ； ｓ 一光杆 冲程 ，ｍ； ｓ 一光杆 冲程 ，ｍ， Ｎ 一冲 次 ，ｎ ／ ｍｉ ｎ ， Ｋ 一泵排 量系数 。 表 ｌ常用 抽油泵 的排 量系数 表
图 ｌ 未 考虑惯 性 和振 动载 荷 、考 虑冲程 损失 的理 论 示功 图 ；图 ２ 未 考 虑惯 性和 振 动载 荷 、考虑 了充 不满 影 响 、冲程 损 失和 体积 系 数 ， 忽略了泵 漏失影 响。
四、 由实测示 功图计算 日产 液
１ ． Ｗ３ ８ — ３ ４ 井 ：２ ０ １ ２ 年 ８月 ３ ０日工 作制 度 ４ ４ ｍｍ＇ ３ ． ４ ｍ＊ ３ ｎ ／ ｍｉ ｎ ， 报表 日 产液为 １ ６ ． ４ ｍａ ／ ｄ ，示功 图如 下所示 。在 示功 图上绘 制 两条 平行 线ａ 和ｂ ， 使 其均分 上下 冲程 的动载荷 波动值 ，ｂ 线 与示 功图卸 载线 的 交 点在横 坐标 上 的投 影值为 ｓ 。取 ｓ ’为 １ ． ９ ｍ，体 积 系数 近似 取值 １ ，泵理论排 量计算 为 ２ ２ ． ３ ｍ。 ／ ｄ ，由示功 图推算 日产 液为 １ ２ ． ５ ｍ ３ ／ ｄ 。分
楚查麈 螺
一
Ｃｈ ｍａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
中国化工贸易
霭 稿 ．
种示功 图量油法在文中 一文东油 田的研究与应用
程建军 曾 涛 谢 辉 代琦轶 卢军玲
（ 中原油 田分公司 采油一厂 ，河南濮 阳 ４ ５ ７ ０ ０１ ）
摘
要 ：本文推 导 了一种简单易用的示功图量 油法，考虑 了泵挂处产 出液体积 系数的影响 ，不仅可用于无法及 时或 准确计量 的油井 ，也可反过
抽油机井示功图量油及诊断精品PPT课件
功图与工况
由于动载荷的影响，示功图的上、下行程不是水平 的，但只要bc//da,而且ab//cd，就是泵工作正常。否则就 是泵出现了问题。
上图中所示的行程线与水平线之间的夹角α越大，说 明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。
功图与工况
二、标准地面示功图及生产实例
1. 泵工作正常
此图为最理想的地 面示功图(无气，多水， 供液充足的正常示功图)， 充满系数100％，特征为 平行。
对受气体影响较大的井或 易发生气锁的井应尽可能加深 泵挂，增大泵的沉没度，大泵 径长冲程机抽，特别是防冲距 要调到最小，尽量减小余隙体 积；下高效气锚和防气泵，合 理放套气，控制套压生产，使 之保持在较低值。
功图与工况
气锁现象：属于气体影响的
特殊现象，由于气体大量进入 泵筒，上冲程时气体膨胀，全 部占满柱塞让出的容积，固定 凡尔打不开。下冲程时，气体 压缩，但压力仍低于游动凡尔 上部压力，游动凡尔也打不开， 柱塞运动只是对气体压缩和膨 胀，泵不排油，这种现象称为 “气锁”。
此图为气体影响严重时发 生“气锁”而不出油或无沉没 压力时的示功图。
功图与工况
6.阀尔漏失：
6.1 固定阀尔漏失
此图是为泵固定阀漏失的 示功图。 特征:为示功图左下方呈圆形缺 损(无气体影响时右下角也呈圆 形)。 如果阀或阀座被严重刺坏时， 不出油，下行曲线呈图中虚线 形状。
功图与工况
6.2 游动阀尔漏失
功图与工况
3. 油稠
此图的上、下行曲 线呈凸状。 原因系油稠，由于上、 下冲程的行程中间速度 较快，阻力增大所致。
对于油稠的抽油井应采 取降粘措施，这样有利于生 产。
功图与工况
4. 油井出砂
此图是柱塞受油井出砂影 响，容易卡泵时的示功图。 特征为上、下曲线没有明显的 “阻尼”状，而是呈“小牙齿” 状的不规则，不重复的示功图。
功图量油与诊断算法简介解读
2019/3/20
主要内容
功图量油概述 现有问题与改进 多气井量油 抽油井故障诊断
2019/3/20
功图量油概述
从传统量油到功图量油 功图量油技术发展 功图量油的国内外现状 功图量油原理 工程应用实例
2019/3/20
从传统量油到功图量油
计算结果分析
堡1-4A 一个月数据对比
2019/3/20
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
2019/3/20
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
传统量油
计量间量油 智能化多相流量计量油 容积式计量法
功图量油
理论示功图
油管缩短和抽油杆伸长
光杆冲程 活塞冲程
载 荷
A
B
活塞截面以上液柱重量
C
D
抽油杆缩短和油管伸长
抽油杆在油中的重量
位移
2019/3/20
功图量油技术发展
产量累加 2003 示功图
示功仪 全天候 间抽 任意时段 ……
2019/3/20
工程应用实例
计算过程实例 泵功图验证 计算结果分析 庄13量油分析
2019/3/20
计算过程实例
功图量油计算过程 以堡1-3井为例
2009-12-2 示功图
2019/3/20
计算过程实例
推算泵功图
2019/3/20
计算过程实例
数据处理并确定凡尔开闭点
实测示功图
功图法计量在高升油田生产管理中的应用
混 液 密 度 及 体 积 系 数 ：ｒ ｆ＋ （ － ｆ） 。 — １ ｒ
ｐ 一 ＋ （ 一 ｆ ） １ 艮 漏 失 量 ｑ可 取 泵 排 量 的 ３ ４ ； ～
式 中 ：一 柱塞 截 面积 ， ； ｆ ｍ ｋ 与 泵有 关 的系数 ， ； 一 ｍ。 ｓ ｓ一 活 塞 冲 程 及 活 塞 有 效 冲 程 ， ； 、。 ｍ
设 备 ，Ｏ ７ （ ） １ ～ ２ ． ２ Ｏ ， ６ ：８ ０
系 统 运 行 工 况 进 行 模 拟 ， 出 系 统 中 那 些 可 能 严 重 找
制 约 系 统运 力 的 因 素 ， 过 优 化后 使 管 网 系统 的运 经 行 参 数达 到合 理 匹配 ， 满 足规划 和市 场 的要求 。 以 ３３ 原油 管 网系 统规划 设计 需要 考虑 环境 因素 、 ． 突
标 ， 此 ， 先给 出管 网系 统 的总费 用和该 系统 相对 因 首
功 图 法 计 量 的 基 本 原 理 ［ 是 ： 过 测 试 抽 油 机 ３ ］ 通
井 地 面 示 功 图 ， 分 析 杆 柱 、 柱 、 柱 等 影 响 因 素 在 液 管
发 事 件 、 蚀 性 气 体 ， 建 改 造 以 及 油 藏 生 产 规 律 等 腐 扩 多 项 因 素 ， 要 在 生 产 中 发 展 不 断 完 善 ， 外 ， 保 需 此 为 证 安 全 连 续 生 产 ， 要 对 连 接 集 输 系 统 中 重 要 组 成 需 部 分 的 最 短 径 路 管 线 布 置 方 案 进 行 调 整 ， 期 形 成 以
远 ， 场 管 理 中 多 采 取 合 流 进 站 办 法 维 持 生 产 ， 璃 现 玻 管 计量仅 能把 握合 流井 产量 ， 法 进行 分产 。 无
抽油机井功图法量油技术先导试验
砂井 、 液不足 井 、 供 高含 气井 、 稠油 井等 复杂 井况 ， 还 有部 分井 是多 种 复杂 井 况 的 复 合 ， 有 较 好 的代 表 具
性 和较 大 的技 术难 度 。 ２ 测功 仪测试 功 图的产 液量 计 算 ．
司与 石油 大学 （ 北京 ） 雅丹 石油 技术 开发有 限 公司合 作开展 了抽 油 机 井 功 图法 量 油 技 术 研 究 与 先 导 试
目前 国内各油 田采 用 的油井 产量计 量 方法 主要 有玻 璃 管量油 、 翻斗量油 、 相分 离密 度法 和三 相分 两
的单个示功图进行产液量计算 ； ②远程传输示功图
进 行 产液量 批 量计算 。
１ 选 井 ．
离计 量方 法 等 ， 遍 存 在 应 用 装 置 多 、 艺 流 程 过 普 工 长、 投入 较 多等 问题 ， 以适 应地 面 系统简 化优 化 的 难 要 求 。近几 年随 着功 图诊 断技术 的不 断进 步 和 自动
维普资讯
２０ ０ ６年 １ ２月
油
气Leabharlann 井测试 第１ ５卷
第 ６期
抽油机井功图法量油技术 先导试验
唐 庆 王新红 孙福 山 檀朝东 关成尧
（． １ 大港油田公司采油５ 艺研究院 １ ２ 天津 ３ ０ ８ ； ２ 中国石油 大学 ０２０ ． 北京 １２ ４ ） ０ ２ ９
析， 确定 泵 的有效 冲程 、 满 系数 、 充 漏失 量 ， 而 求 出 进 地 面折 算有效 排 量 。 同时 ， 虑 到 地 层 特 性 等 不确 考 定 因素 ， 用在某 一 区块 选 取一些 井 进行油 井测 试 ， 采 然后经 对 比分析 算 出这 个 区块对 功 图计算 结果 的修 正值 。其技术 关 键 是 泵功 图特 征 的识别 、 荷 特征 载 线 的计 算 、 凡尔开 闭点 的确定 、 效 冲程 、 满 系数 有 充 和漏失 量 的计算 。
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
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。
功图量油技术
地面功图及地面生产数据
有杆抽油系统动力学模型
井下泵功图 泵功图定量处理
柱塞有效冲程，井下排量
折算井口出液量
3.典型示功图
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。 典型示功图是指某一因素的影响十分明显，其形状代 表了该因素影响下的基本特征的示功图。虽然实际情况下， 有多种因素影响示功图的形状，但总有其主要因素。所以， 示功图的形状也就反映着主要因素影响下的特征。常见的 典型示功图如下所示：
基于功图量油的油井自动监测与工况分析系统
抽油机井的井口数据采集
抽油机的工况分析 系统组成
数据远程传输技术
综合自动监测系统
四. 功图量油的最新进展及应用现状
1.功图量油的最新进展 目前国内功图量油的最新产品是北京雅丹石油技术开 发有限公司开发研制的YD油井远程监控液量自动计量及分 析优化系统。 1）.系统组成 系统的主要组成如下图所示：
3.1 地面示功图的获取
通过在光杆上安装载荷——位移传感器，测量光杆载荷 变化及抽油机运行周期变化情况，经过信号转换即可测出抽
油机的地面示功图。
3.2 泵功图的获取：
对地面示功图消除抽油杆柱的变形、杆柱的粘滞力、 振动和惯性等的影响得到形状简单又能真实反映泵的工作状 况的泵的示功图.其实现的方法就是借助波动方程进行求解。
Qp 1440Ns ( Ap S pe Qp )
其中： Q p Ns Ap S pe
——泵的日产液量，m3 ； ——抽油机的冲次，min-1； ——柱塞的横截面积，m2； ——柱塞有效冲程，m；
Qp ——抽油泵在一个抽汲周期内的漏失量，m3/次
井口产量的折算：
泵示功图量油应用研究
泵示功图量油应用研究作者：徐晓冰来源：《中国新技术新产品》2012年第23期摘要：本文把抽油机井抽油泵作为容积量油器，以理论示功图为基础，通过封闭曲线的曲率确定有杆抽油系统深井泵的游动阀、固定阀的开启点和关闭点，从而提出了有杆抽油系统单井示功图量油的理论及其数学模型。
通过抽吸参数计算每冲次抽油泵的理论产液量，依据柱塞泵示功图的特征对泵内液体的充满程度、气体影响、漏失等进行校正，进而计算出单井的产液量。
利用示功图检验产液量操作方便、快捷且直观，准确可靠。
关键词：示功图；量油；抽油机井中图分类号： V434+.212 文献标识码：A1 概述作业区利用示功图法计量油井产量的技术，均是以地面示功图为研究对象的.然而地面示功图只是反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的图形，而不能完全反映深井泵本身的实际工作状况.只有将地面示功图消除了抽油杆柱的变形、杆柱的黏滞阻力、振动和惯性等的影响，才能得到形状简单而又能真实反映泵的实际工作状况的泵示功图，进而直接分析泵示功图，这样不但容易对影响深井泵工作的各种因素做出定性分析，而且可以求得活塞冲程和有效排出冲程。
同时由于泵示功图包含了油井含砂、含气等工况信息，所以能够直接排除气、砂等对产量计量的影响，实现泵排量及油井产量的精确计量。
2 泵示功图的分析处理方法在对泵示功图进行分析处理时，首先运用模式识别技术，依据泵功图的灰度统计特征，判断泵况，而后在此基础上结合油井参数与泵功图，对油井的产液量进行分析计算。
2.1 抽油系统正常工况下产液量计算油管不锚定时泵示功图为矩形（如图 1所示），横坐标表示活塞冲程，纵坐标表示液体载荷。
油管锚定时泵示功图将变成平行四边形（如图2所示）。
在正常工况下，（为活塞有效冲程）与（活塞冲程长度）的关系如图1与图2所示.则泵在无漏失时的排量。
图1 油管不锚定示功图图2 油管锚定示功图η （1）式中：——抽油泵的直径——冲次η——泵的充满系数2.2 抽油系统处于非正常工况下产液量计算（1）当抽油系统处于固定凡尔卡死、泵严重磨损、抽油杆断脱、气锁、卡泵等油井非正常工况时，其产液量要结合油井自动诊断专家系统进行分析计算，先判断出抽油系统的工况，而后根据工况计算出产液量，但不能直接用泵示功图来量油。
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2003年的寒冬，国内第一个“功图法量油”示范工程，长庆油田分公司西峰油田2个计转站121口油井。
“功图量液”最大的贡献不是真正实现了利用油井功图计量产液量，而是大大提升了油井生产工况的诊断水平。
……油井生产工况的诊断……。
1、作为生产工况分析的一种方法；2、但并不是最简捷的分析方法，用起来很不方便。
示功图是通过示功仪记录抽油机每完成一次抽油过程(上冲程和下冲程)电流变化，从而计算出抽油机井载荷变化的图示。
示功图单井自动量油技术计算的产油量与实际产油量的平均相对误差为8．93％，最大相对误差为20．26％，最小相对误差为0．07％，相对误差在15％以内的井占85．71％．因此，利用该方法中封闭曲线的曲率来确定泵示功图的4个凡尔开闭点的方案是可行的，用于有杆抽油系统的单井自动量油具有实际的工程应用价值，该技术已应用于游梁式有杆抽油泵采油井自动监测系统中。
单井液量的计量的主要作用：1、反映油井的产能2、反映油井能力动态变化3、反映油井抽油设备的工作情况4、反映措施作业的效果引用| 回复| 2011-06-09 11:39:44 21楼黄花大小伙油井计量技术的发展：1、玻璃管量油孔板测气：国内各油田普遍采用的传统方法，约占油井总数的90%以上。
该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系统误差为10% ～20%。
2、翻斗量油孔板测气：翻斗量油装置主要由量油器、计数器等组成。
一个斗装满时翻到排油，另一个斗装油，这样反复循环来累积油量。
这种量油装置结构简单，具有一定计量精度。
3、两相分离计量法4、三相分离计量方法等。
引用| 回复| 2011-06-09 11:41:04 22楼黄花大小伙油井计量系统组成：单井远程在线计量与分析系统是以采油工程技术、通信技术和计算机技术相结合的系统，具有油水井自动监测和控制、实时数据采集、油井工况诊断优化设计、油水井液量、电量计量等功能。
该装置是单井集群单井远程自动监测系统，与专门的油井计量软件结合，构成了油井远程监控、液量自动计量及分析优化系统，替代或简化计量流程，以降低产能建设投入和运行成本。
引用| 回复| 2011-06-09 11:43:53 23楼黄花大小伙“功图法”油井计量技术是依据游梁机-深井泵工作状态与油井产液量变化关系，即把有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动系统，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）。
然后对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程、泵漏失、充满程度、气影响等，计算井下泵排量，进而求出地面折算有效排量。
引用| 回复| 2011-06-09 11:44:21 24楼黄花大小伙“示功图法”计量关键技术是通过计算机模型成功地实现了对泵功图的获取与识别，可以准确地确定凡尔的开启、关闭四个关键点，描述出泵功图的关键点、关键线和关键面积等的几何特征，计算出产液量，并且准确地运用几何特征、矢量特征、神经网络方法实现对泵功图故障正确诊断。
该技术的本质是通过泵功图来实现泵的有效排量计算，泵功图故障正确诊断是油井工况分析的前提，正确的油井工况诊断是油井产液量计算的基础。
引用| 回复| 2011-06-09 11:45:11 25楼黄花大小伙油井计量的精度同时受特殊井况的影响：井身结构：斜井、定向井；流体物性：高气液比、稠油、结蜡、出砂、乳化等；工况故障：油管漏失、泵漏失、抽喷井、断脱等；功图特征不明显井、多种故障重叠；低产、低效井等。
引用| 回复| 2011-06-09 23:36:38 26楼王小石一、功图法量油的计算1、功图法量油的计算公式要计算实际产液量需解决的三个问题（1）计算柱塞的有效冲程（2）计算抽油泵的漏失量（3）泵排出压力下的混合物体积系数。
影响最大最关键的是第(1)点有效冲程的获得2、有效冲程的获得由于抽油杆柱的变形、杆柱的粘滞力、振动和惯性等的影响，地面功图无法反映地下泵况和地下有效的柱塞冲程，需借助数学模型的推导，其实现的方法就是借助波动方程进行求解以地面示功图的数据为边界条件，根据上述公式用傅里叶级数展开方法进行求解，可以得到任一截面的动载荷以及泵的示功图。
再由泵功图推导阀的凡尔开闭点，泵功图中游动凡尔开闭点之间的水平距离即柱塞的有效冲程。
引用| 回复| 2011-06-09 23:37:28 27楼王小石二、功图法量油的不足1、阻尼系数的确定方法导致油井产量计量的不准确目前提出的计算阻尼系数的方法有很多种，而各种计算方法所得到的计算结果相差很大，有的甚至达到几十倍，因此阻尼系数的确定是能否准确计算产量的基本前提，而现在还没有一种公认的计算阻尼系数的方法。
2、现有功图量油技术在低产液井上测量误差较大从部分油田做过的生产数据监测方面可以得到，对于产液量较大的井，现有功图量油技术可以很好的进行计量，且误差较小；而对于产液量较小的井，误差仍然比较大。
3、稠油井、高气液比的井测量误差大。
4、连抽带喷、油管漏无法使用功图法量油计产。
引用| 回复| 2011-06-09 23:38:23 28楼王小石三、功图法量油的改进1、系数修正通过采集不同层系、不同功图、不同泵况的油井的大量现场数据，依据一定的理论基础，摸索出了不同泵况、不同功图条件下的修正系数经验值：①功图分析正常时，采用修正系数1.0进行计产；②当功图反映出是气影响或供液不足时，采用修正系数0.7进行计产；③当功图反映出是微漏时，采用修正系数0.5～0.6进行计产；④当功图反映出是漏失时，采用修正系数0.2 ～0.4进行计产。
2、为每口井、每个层系建立知识库。
引用| 回复| 2011-06-09 23:53:10 29楼huangticai进来看看，学习，，，，，，，，，，，引用| 回复| 2011-06-10 09:02:52 30楼maxandplus楼上的诸位说的好详细啊，学习了呵呵我觉得功图量油和原来的机械量油方式各有优缺点:1、功图量油或者说是功图量液，前期的建设投入成本较低，系统建设比较容易2、功图量油在产量较低井上求产不准确，对油井产液的物理特性以及油井工况也要求较高，稠油、含气大的油井计量误差较大3、我觉得，功图量油的诊断功能和原始的诊断相比较是有很大优势的，首先就是功图量油方式获取功图的原始数据较为容易，而原始的人工测功图方式，所需的人工成本和时间成本都较高；使用计算机进行功图诊断可能目前为止还不是很成熟，如果定位为初步诊断，再辅以人工方式专家判断诊断，不仅大大降低专家人力资源的无谓消耗，相比于纯计算机分析，诊断准确率也大大提高。
总之，功图量油法作为一种新的量油手段，我们应该以辩证的眼光去看待它，应该多利用他的优势，逐步完善，或者未来有更加合适的量油方式也未可知。
引用| 回复| 2011-06-10 09:12:53 31楼maxandplus抽油机静载理论示功图引用| 回复| 2011-06-10 09:40:39 32楼steelen主要是误差太大，而且误差原因不明。
引用| 回复| 2011-06-10 10:52:24 33楼zxjjynl目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油、翻斗量油、两相分离密度法和三相分离计量方法等, 普遍存在应用装置多、工艺流程过长、投人较多等问题, 难以适应地面系统简化优化的要求。
近几年随着功图诊断技术的不断进步和自动化技术的发展, 随时监测各油井的工况变化以及瞬时、累计产液量的变化成为可能。
引用| 回复| 2011-06-10 10:53:35 34楼zxjjynl采用功图法量液的计量方式, 量油的计算精度有望接近甚至超过相同工艺条件下的一般量油技术, 能比较准确地计算区块、井组的总产量, 能基本确定非疑难井的单井产量。
通过远传功图数据的批量计算, 能够较好地确定非疑难井的单井累计产量, 较好的反映油井的产量动态, 远传功图数据的批量计算具有较好的稳定性。
引用| 回复| 2011-06-10 10:53:59 35楼zxjjynl功图量油技术的实施必将提高油田的自动化管理水平、节约人力物力, 实现在油井正常运行期间进行远程数据的自动录取, 在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化的基础上,基本确定区块、井组和单井产量, 简化地面流程, 节省产能建设和设备更新的投资。
引用| 回复| 2011-06-10 10:54:19 36楼zxjjynl该项技术的成功应用, 将成为油田地面计量系统建设的重大突破。
引用| 回复| 2011-06-10 10:58:04 37楼花开_花落1、示功图量油法的原理抽油井在实际抽吸过程中存在惯性、摩擦、振动载荷、气体、泵漏失等因素影响,为较精确地计算实际产液量,应进行示功图计量影响因素的分析。
引用| 回复| 2011-06-10 11:00:44 38楼花开_花落实际示功图量油原理图1为实测示功图。
L2表示实际抽油过程中泵的有效冲程,其中还隐含有游离气排出段的冲程损失L10,L10可以表示为：引用| 回复| 2011-06-10 11:03:39 39楼花开_花落示功图法计算产液影响因素校正在用示功图法计算产液时,发现计算的产液比分离器法偏高,分析其原因是每口井测量的示功图都受气体影响和泵漏失影响,用示功图法计算产液时需加以校正引用| 回复| 2011-06-10 11:06:45 40楼花开_花落现场应用效果统计某油田水驱191口抽油机井的示功图资料,分类情况见表1,符合率为91.6%。
由表1可以看出,示功图类型为正常的井符合率最高,受气体影响符合率最低。
用泵的漏失系数校正后,符合率增加(见表2),符合率由91.6%增至97.4%,增加了5.8%采用示功图检验产液量的方法,可以检验出单井真实的生产情况,及时发现因设备、人为及管理中存在的一些问题并加以整改,特别是针对双挂井量油可大大提高其产液资料的准确性。
引用| 回复| 2011-06-10 11:07:49 41楼花开_花落功图法量油的优点：(1)利用示功图检验产液量操作方便、快捷且直观,用于检验正常生产井的产液量准确可靠。
(2)应提高示功图测取质量,减少仪器设备和人为因素的影响。
(3)利用示功图检验产液量要涉及理论排量的计算,应采用现场实际的冲程、冲次计算理论排量引用| 回复| 2011-06-10 11:17:19 42楼cqu_rockwell1.目前国内各油田采用的油井计量方法主要有：(1).玻璃管量油(2).翻斗量油(3).三相分离计量现有方法的不足：以上方法普遍存在应用装置多，工艺流程复杂，难以适应地面系统简化优化的要求.引用| 回复| 2011-06-10 11:17:48 43楼cqu_rockwell2. 量油技术的最新进展：目前油田量油技术最新的技术是基于地面示功图和泵的示功图以及故障诊断技术发展而来的功图量油法来获取油井产量以及进行油井工况分析。