抽油机井在线计量的原理
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。
高气液比抽油机井的计量问题
高气液比抽油机井的计量问题
（一）、中高气液比油井产液量计量现状 1、中高气液比功图量液方法有优势；
功能
玻璃管量 油 翻斗量油 三相分离 计量 两相分离 计量 远程计量
单一
中
复杂
是 长
高
差 高 较高 一般 差 高 高 高 差 高 较高 较高 好
一般
单一
较大
复杂
是 长
一般
单一
大
复杂
是 长
一般
单一
较大
复杂
是
较好
强大
小
简单
否
短
初期
中
一般
油井计量技术的发展
油井计量技术的发展方向
（1）向新技术方向发展
随着技术的进步及各种气体和液体流量计量新技术的广泛应用，油井 产量计量中必然越来越多地使用操作简单、及时方便的计量方法。 （2）向准确反映油井动态变化方向发展 我国油田多进入开发后期，需要准确及时地了解油井的生产状况，为 生产管理提供真实可信的数据，对能准确反映油井动态变化的要求必然越来 越高。
（3）向快速化方向发展
为了及时掌握油井的生产状况，需要缩短油井计量周期，对油井进行 更加频繁和及时的测量，因此必须提高油井计量速度。 （4）向自动化方向发展
自动化技术的发展为降低劳动强度和提高劳动生产率提供了可靠保证 。同时，为了实现油井准确、快速的测量，也必须采用自动化的测量方法。
油井计量技术的发展
高气液比抽油机井的计量
（四）、气液比高井的计量具有相对优势 （1）一般高气液比油井往往也是产量波动较大井； （2）传统方法高气液比油井的瞬时计量误差也很大； （3）应该说：在没有达到“排液段信息不明显”，即 “无法识别”的高气液比界限时，我们是不用担心“气液
比不准确”对抽油机井产液量的影响的。
高气液比抽油机井的计量
软件能自动诊断油井的故障类型：连抽带喷、固定凡尔卡死（不能打开）、 泵严重磨损（不能关闭）、抽油杆断脱、气锁、完全液击、气体影响、供液不 足、柱塞脱出工作筒、固定凡尔漏失、游动凡尔漏失、液体或机械摩阻、泵筒 弯曲、泵上下碰等。
系统功能
7 系统效率与损耗分析功能
系统功能
8．油井产量、电量计量功能 在油井正常运行期间，能够实现远程测试数据的自动录取，根据采集 的压力、转速、地面示功图、电量等数据，应用油井量油技术，计算油井 产液量，实现在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和用电情况。
引言
引言
引言
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%。
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。
系统功能
9．油井生产系统分析与优化决策功能 根据检测数据，进行生产井参数优化设计、在线诊断、抽油井系统
效率分析等。
系统功能
10．网络查询功能 通过IE浏览器和专用的视频播放软件，在油田信息网上可随时浏览
各油水井的各个监控画面、实时生产数据、液量计量、工况诊断、优化
设计等结果，查询有关生产报表及分析结果。
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题—其他因素 （1）振动载荷对功图的判断有一定的影响； （2）泵沉没度（连抽带喷）对功图的判断有一定的影响； 部分刚刚转抽的高气井可能会存在计量问题，刚刚转抽的高气井 可能经历连喷带抽和气体影响特征不明显两个阶段；
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题 初步认为一般气体影响因子（泵入口压力下的气液比）在 6-8以上就可能出现“供液不足/气体影响特征无法识别”的情 况。 采用了套管定压放气装置和气锚的井，其临界气体影响因子 一般可以放到原来的1.5-2倍以上。 也就是说原来没有放气的井出现特征无法识别的情况，可
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。
两相分离计量法
三相分离计量方法等。
油井计量技术的发展
各种液量计量方式优缺点对比
量油方式
投资
地面 工艺
建站
管线公 里数 长
成熟 程度
维护 成本 较高
准确 度 一般
波动井 适应性 差
高气液 比 适应性 一般
地面 功图诊断
泵功图诊断
简单定性
定性半定量
完全定量
抽油机井在线计量的原理
“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。
系统功能
5 报警功能 系统可对油井工况监控和故障诊断结果进行实时报警，可以设置报警的 种类、各种报警的展现方式（如报警信息的颜色、声音），并可以选择报警 的井范围。安装PES油井工况监控与分析系统实时报警软件的任何计算机终 端都能实时收到故障的语音、颜色、闪烁报警。
系统功能
6 抽油井工况诊断功能
油井计量技术的发展
油井计量技术的发展
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%。
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。
以通过套管放气而变为可以识别的井。
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题
如气油比500，含水80%，那么气液比为100，套压2MPa， 沉没度300米，则影响因子在2.0以下，一般是不会有问题的。
而气油比500，含水0%，那么气液比为500，套压1MPa，沉 没度100米，影响因子在15-20之间，就可能会出现不能准确计 算的情况。 在大港油田采油四厂白二站应用13井，没遇到“供液不足 /气体影响特征无法识别”的情况，说明采油四厂白二站所谓 的高含气并没有达到“供液不足/气体影响特征无法识别”的
（四）、气液比高井的计量具有相对优势
高气液比抽油机井的计量
（四）、气液比高井的计量相对优势对比
量油方法的相对优势区间
高气液比抽油机井的计量
（五）、通过优化设计可以改善计量状况
改善方法：
1）套管放气要实施—减少泵的气体质量通过量； 2）井下分离有意义—减少泵的气体质量通过量； 3）合理的下深，适当的加深泵挂—减少泵的气体质量通过量； --减小气体在泵入口压力下的体积比；
临界气液比，我们不用过分担心高气液比情况算不准。
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题
高气液比抽油机井的计量
（三）传统方法高气液比油井的计量误差也很大； （1）气体分离不干净； （2）计量时地面集油管线内压力平衡打破，管线内
气体压缩或膨胀，井口流量和分离器流量不一致；
（3）分离器不同刻度段对应的计量产液量差异较大， 这一点在先导性试验中也已经有所总结； （4）流量计适应性不好。
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。
抽油机井在线计量的原理
SP SSO FPS SSC ARU
ARD FPT STC STO
常见油井故障泵功图的几何特征主要表现在8个点、2 条线和3个面积上，如图所示。其中，固定凡尔、游动凡尔 的开启、关闭点的是判断的关键性指标。
系统组成
系统工作流程
组成及功能
该解决方案包括井口监测设备和诊断计量分析设计软
件平台的智能化、网络化操作。通过选择适当的通信和网
络系统，可以实现24小时对油井工况实时监测，诊断分析
计量设计软件对接收信息和数据进行分析，提供出一个更
有效地解决方案来优化油井生产，进而对单井直至整个油 田生产； 3、过高的气液比会出现“功图特征无法识别”！
高气液比抽油机井的计量
（二）、气液比高井的计量界限问题 软件自动判断出凡尔开启点比较困难。究竟多高的气液比才不能计 量目前还不能找到明显的界限，但至少认识到不能由产气量和气液比简 单地划分界限，因为气体对泵效的影响与饱和压力、含水、套压、沉没 度均有关系。
抽油机井在线计量的原理
抽油机井在线计量的原理
“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。
单井远程在线计量与分析系统 概述及基本理论
中国石油大学（北京） 北京雅丹石油技术开发公司
引言
人类已经进入21世纪---信息化时代
信息化的标志已经进入到各行各业,渗透到社会的各个
角落。个人也都佩带了信息化的标志—手机。
产值最大的行业：石油工业
石油工业的基础：油井 油井：钢铁+电+人工管理 我们的最终目标----数字化油田 过程：自动化、信息化、数字化