【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于油田開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種優(yōu)化調(diào)整油井產(chǎn)液量的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

油層的平面非均質(zhì)是影響油藏注水開發(fā)效果的重要因素之一。為了快速地提升地層的壓力，營造高效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)，除了利用原有的資源，油田井區(qū)要實(shí)行提前注水，其重要形式是以強(qiáng)化注水為主。對(duì)于油田里微裂縫地區(qū)，在前期的強(qiáng)化之后，有了一定的成果，油井有了一定的成果以后，油井的單產(chǎn)量有了一定的提升。但是伴隨著油井不斷地開采，其含水量提高，進(jìn)而造成了油井井組的石油產(chǎn)量降低，為了保障油田的含油量，提升驅(qū)油的效果，可以從兩方面做工作，一方面是注水井：首先可以根據(jù)油井情況出現(xiàn)的變化適時(shí)地調(diào)整注水強(qiáng)度，使油井的產(chǎn)油量持續(xù)穩(wěn)定地提升。其次，還可以利用不穩(wěn)定的注水形式進(jìn)行油田的開采。這種方式對(duì)微裂縫區(qū)域來講，有效地控制油井的含油量以及含水量。另一方面是油井：通過優(yōu)化調(diào)整不同油井的產(chǎn)液量，來改善平面非均質(zhì)程度，提升驅(qū)油的效果。一般調(diào)整油井產(chǎn)液量都是定期進(jìn)行，需要人工造表或計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)累計(jì)液量，再進(jìn)行計(jì)算需要調(diào)整的液量，缺乏時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過實(shí)時(shí)對(duì)油井產(chǎn)液量優(yōu)化，最大程度地改善平面非均質(zhì)程度較強(qiáng)的油藏的開發(fā)效果，提供一種優(yōu)化調(diào)整油井產(chǎn)液量的系統(tǒng)及方法，該方法是利用功圖法計(jì)算產(chǎn)液量技術(shù)的拓展應(yīng)用，可實(shí)時(shí)對(duì)油井產(chǎn)液量進(jìn)行優(yōu)化，改善平面非均質(zhì)程度較強(qiáng)的油藏的開發(fā)效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種優(yōu)化調(diào)整油井產(chǎn)液量的系統(tǒng)，包括載荷傳感器、位移傳感器、電纜線、井口采集器、井場主rtu、井組天線、主站中心接收天線、中心控制器以及站內(nèi)計(jì)算機(jī)；載荷傳感器安裝在抽油機(jī)井口懸繩器上，位移傳感器安裝在抽油機(jī)游梁下方；載荷傳感器和位移傳感器通過電纜線與井口采集器連接；載荷傳感器和位移傳感器與井場主rtu通過無線通訊傳遞信息，并通過井組天線與站點(diǎn)傳遞信息；主站中心接收天線接收來自井場主rtu傳遞的信號(hào)，并發(fā)送給中心控制器，將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳至站內(nèi)計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

位移傳感器為用于采集抽油桿位移數(shù)據(jù)的角位移傳感器。

一種優(yōu)化調(diào)整油井產(chǎn)液量的方法，包括以下步驟：

1)通過安裝于井口懸繩器上的載荷傳感器采集抽油桿載荷電信號(hào)，得到載荷與時(shí)間曲線；通過安裝于游梁下方的位移傳感器采集抽油桿位移電信號(hào)，得到位移與時(shí)間曲線；利用抽油桿載荷和位移與時(shí)間的變化規(guī)律得到光桿示功圖；

2)通過光桿示功圖轉(zhuǎn)求解泵功圖，首先建立抽油桿、油管有限元模型和液柱差分計(jì)算模型，然后迭代求解出深井泵口處載荷和抽油桿載荷和位移與時(shí)間的關(guān)系圖，得到泵功圖；

3)載荷和位移電信號(hào)通過電纜線傳至井口采集器，各油井?dāng)?shù)據(jù)再通過井口采集器上傳至井場主rtu，再通過井組天線，將采集數(shù)據(jù)以波的形式傳至主站中心接收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)接收；

4)通過數(shù)據(jù)處理單元的中心控制器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳至站內(nèi)計(jì)算機(jī)；建立以客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)為主、瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)為輔的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站內(nèi)計(jì)算機(jī)安裝示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井產(chǎn)液量軟件、產(chǎn)液量優(yōu)化軟件，通過實(shí)時(shí)采集的功圖數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)液量，利用一個(gè)井組兩口井的注水見效后的累計(jì)產(chǎn)液量求解兩口井的產(chǎn)量之比，對(duì)井組進(jìn)行產(chǎn)液優(yōu)化。

步驟4)中的具體方法如下：

由達(dá)西定律計(jì)算出單井的產(chǎn)出量：

q＝k(aδp/μl)(1)

其中，a為水驅(qū)前緣流過的截面積，m²；k為滲透率，μm²；δp為生產(chǎn)壓差，mpa；μ為地下原油粘度，mpa·s；l為注采井距，m；

進(jìn)而得出水驅(qū)前緣的推進(jìn)流速：

v＝q/a＝k(δp/μl)(2)

對(duì)于某一油田來說，油井見注入水時(shí)間和見效時(shí)間成正比：

其中，t1、t2分別為同一井組中兩口油井的見效時(shí)間，d；t′1、t′2分別為同一井組中兩口井見注入水時(shí)間，d；；l1、l2分別為同一井組中兩口井與注水井間的距離，m；v1、v2分別為水驅(qū)前緣的推進(jìn)流速，m/d；

將(1)式和(2)式帶入(3)得：

其中，q1、q2分別為同一井組中兩口油井見注水時(shí)來自注水井方向的平均產(chǎn)量，m³/d；h1、h2為分別為同一井組中兩口井的有效厚度，m；

對(duì)某一油井來說，在地層壓力保持穩(wěn)定的情況下，若儲(chǔ)集層屬性沒有發(fā)生重大變化或受到嚴(yán)重污染，油井見水前，其任意方向上的供給量占該井的產(chǎn)量比例是不變的，即q/q為常數(shù)；

設(shè)β1＝q1/q1，β2＝q2/q2，則：

其中，q1、q2為分別為同一井組中兩口油井見注水時(shí)全井的平均產(chǎn)量，m³/d；

將(4)式帶入(5)，并轉(zhuǎn)換得：

式中，——常數(shù)，井距系數(shù)；——常數(shù)，兩油井間非均質(zhì)系數(shù)；β1、β2分別為常數(shù)，代表兩口井供給量與產(chǎn)量的比值；

根據(jù)動(dòng)態(tài)分析，可知同一井組中兩油井的見效時(shí)間分別為t1＝t01、t2＝t02，從注水井開始注水到油井見效的這段時(shí)間的平均產(chǎn)量分別為q01、q02，即q1＝q01、q2＝q02，因此能夠求出兩油井的井間關(guān)系系數(shù)β值為：

其中，——常數(shù)，井距系數(shù)；

當(dāng)兩油井同時(shí)見注入水時(shí)，則：

t′1/t′2＝αβ(q2/q1)＝1

q2/q1＝αβ(8)

其中，t′1、t′2分別為同一井組中兩口井見注入水時(shí)間，d，且t′1＝t′2；

由(8)式能夠確定出每個(gè)井組中使得任意兩油井同時(shí)見注入水時(shí)所需要的產(chǎn)量比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明在不增加任何采集儀器設(shè)備的情況下，實(shí)現(xiàn)了利用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算井底流壓，打破傳統(tǒng)的關(guān)井測(cè)壓方法，應(yīng)用二流量試井分析方法，實(shí)現(xiàn)井底參數(shù)的準(zhǔn)確獲得，為油井工作制度優(yōu)化調(diào)整具有指導(dǎo)意義，減少測(cè)壓作業(yè)工作量，減少關(guān)井對(duì)產(chǎn)量的影響，解決求取地層參數(shù)與油田生產(chǎn)之間的矛盾，減少了測(cè)試人員，降低了人工成本和生產(chǎn)測(cè)試費(fèi)用，滿足了油田數(shù)字化生產(chǎn)管理的需求。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的泵功圖。

其中：1-載荷傳感器；2-位移傳感器；3-電纜線；4-井口采集器。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參見圖1，本發(fā)明優(yōu)化調(diào)整油井產(chǎn)液量的系統(tǒng)，包括載荷傳感器1、位移傳感器2、電纜線3、井口采集器4、井場主rtu、井組天線、主站中心接收天線、中心控制器以及站內(nèi)計(jì)算機(jī)；井場有載荷傳感器1、位移傳感器2、電纜線3、井口采集器4、井場主rtu、井組天線，載荷傳感器安裝在抽油機(jī)井口懸繩器上，位移傳感器安裝在抽油機(jī)游梁下方，載荷位移傳感器通過電纜線與井口采集器連接，與井場主rtu通過無線通訊傳遞信息，并通過井組天線與站點(diǎn)傳遞信息，站點(diǎn)有主站中心接收天線、中心控制器、站內(nèi)計(jì)算機(jī)，主站中心接收天線接收來自井場主rtu傳遞的信號(hào)，并發(fā)送給中心控制器，將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳至站內(nèi)計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明優(yōu)化調(diào)整油井產(chǎn)液量的系統(tǒng)，包括以下步驟：

1)通過安裝在井口懸繩器上的載荷傳感器和游梁下方的位移傳感器(見圖1)，對(duì)抽油機(jī)井抽油桿載荷和位移進(jìn)行測(cè)量，采集載荷與時(shí)間、位移與時(shí)間曲線。利用所述抽油桿載荷和位移與時(shí)間的變化規(guī)律得到光桿示功圖。

2)通過光桿示功圖轉(zhuǎn)求解泵功圖，首先建立抽油桿、油管有限元模型和液柱差分計(jì)算模型，然后迭代求解出深井泵口處載荷和抽油桿載荷和位移與時(shí)間的關(guān)系圖，即得到泵功圖。

3)載荷和位移電信號(hào)通過電纜線傳至井口采集器，各油井?dāng)?shù)據(jù)再通過井口采集器上傳至井場主rtu，再通過井組天線，將采集數(shù)據(jù)以波的形式傳至主站中心接收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。

4)通過數(shù)據(jù)處理單元的中心控制器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳至站內(nèi)計(jì)算機(jī)。建立以客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)為主、瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)為輔設(shè)計(jì)了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站內(nèi)計(jì)算機(jī)安裝示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井產(chǎn)液量軟件、產(chǎn)液量優(yōu)化軟件，通過實(shí)時(shí)采集的功圖數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)液量，利用一個(gè)井組兩口井的注水見效后的累計(jì)產(chǎn)液量求解兩口井的產(chǎn)量之比，對(duì)井組進(jìn)行產(chǎn)液優(yōu)化，使井組開發(fā)效果得到明顯效果。

產(chǎn)液量優(yōu)化具體方法：

由達(dá)西定律計(jì)算出單井的產(chǎn)出量

q＝k(aδp/μl)(1)

進(jìn)而得出水驅(qū)前緣的推進(jìn)速度：

v＝q/a＝k(δp/μl)(2)

對(duì)于某一油田來說，油井見注入水時(shí)間和見效時(shí)間成正比，

將(1)式和(2)式帶入(3)得

對(duì)某一油井來說，在地層壓力保持穩(wěn)定的情況下，若儲(chǔ)集層屬性沒有發(fā)生重大變化或受到嚴(yán)重污染，油井見水前，其任意方向上的供給量占該井的產(chǎn)量比例是不變的，即q/q為常數(shù)。

設(shè)β1＝q1/q1，β2＝q2/q2，則

將(4)式帶入(5)，并轉(zhuǎn)換得

式中——常數(shù)，井距系數(shù)

——常數(shù)，兩油井間非均質(zhì)系數(shù)。

根據(jù)動(dòng)態(tài)分析，可知同一井組中兩油井的見效時(shí)間分別為t1＝t01、t2＝t02，從注水井開始注水到油井見效的這段時(shí)間的平均產(chǎn)量分別為q01、q02，即q1＝q01、q2＝q02，因此可以求出兩油井的井間關(guān)系系數(shù)β值為

當(dāng)兩油井同時(shí)見注入水時(shí)，t′1＝t′2，則

t′1/t′2＝αβ(q2/q1)＝1

q2/q1＝αβ(8)

由(8)式可以確定出每個(gè)井組中使得任意兩油井同時(shí)見注入水時(shí)所需要的產(chǎn)量比。

a——水驅(qū)前緣流過的截面積，m²

h1、h2——分別為同一井組中兩口井的有效厚度，m

k——滲透率，μm²

l——注采井距，m

l1、l2——分別為同一井組中兩口井與注水井間的距離，m

q1、q2——分別為同一井組中兩口油井見注水時(shí)來自注水井方向的平均產(chǎn)量，m³/d

q1、q2——分別為同一井組中兩口油井見注水時(shí)全井的平均產(chǎn)量，m³/d

t1、t2——分別為同一井組中兩口油井的見效時(shí)間，d

t′1、t′2——分別為同一井組中兩口井見注入水時(shí)間，d

v——流速，m/d

δp_生產(chǎn)壓差，mpa

優(yōu)化結(jié)果，通過調(diào)整油井產(chǎn)液量，實(shí)現(xiàn)對(duì)油井的動(dòng)態(tài)管理。

實(shí)施例：

如某井組中有x1井和x2井，兩口井到注水井的距離分別為441m和256m，該井組始2009年1月1日轉(zhuǎn)注，兩口井分別于2009年4月1日和2009年2月15日見到注水效果，兩口井的見效時(shí)間分別為90d和45d，通過示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井產(chǎn)液量軟件可實(shí)時(shí)得到油井的產(chǎn)液量，見效前的平均產(chǎn)量(指開始注水到采油井開始見效這段時(shí)間的平均日產(chǎn)量)，分別為12.3m³/d和15.9m³/d，計(jì)算過程如下：

q2/q1＝αβ＝1.722×0.898＝1.547

因此，x1井和x2井的產(chǎn)液量之比應(yīng)為1.547倍，即x1井產(chǎn)液量應(yīng)調(diào)整為17.13m³/d，x2井產(chǎn)液量應(yīng)調(diào)整為11.07m³/d。通過參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)液量的調(diào)整，同時(shí)利用示功圖實(shí)時(shí)計(jì)算油井產(chǎn)液量軟件對(duì)計(jì)算結(jié)果不斷修正。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。