液面的計(jì)算與識(shí)別分析.ppt

液面的識(shí)別與計(jì)算 提綱 一 油井測(cè)液面的目的和意義二 液面曲線的識(shí)別與計(jì)算三 液面測(cè)試中的影響因素及對(duì)策 動(dòng)液面 抽油井正常生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)得的油套管環(huán)形空間中的液面深度 靜液面 抽油井關(guān)井后 油套管環(huán)形空間液面逐漸上升 當(dāng)上升到一定位置并穩(wěn)定下來(lái)時(shí)測(cè)得的液面深度 測(cè)試目的 了解油井的液面高度 確定泵掛深度 分析深井泵工作情況及油井供液能力 并根據(jù)液面的高低和液體的相對(duì)密度 來(lái)確定抽油泵的沉沒(méi)度 流壓和靜壓 一 油井測(cè)液面的目的和意義 一 油田幾種常用的回聲儀1 CJ系列回聲儀是精確測(cè)量抽油機(jī)井油管內(nèi)原油的液面深度及套管內(nèi)壓力的精密儀器 可對(duì)所測(cè)液面曲線和套管壓力數(shù)據(jù)存貯 顯示 繪制 通訊 打印等 整套儀器由井深記錄儀 井口連接器和充電器組成 CJ 1型回聲儀 CJ 6型回聲儀 CJ 1型回聲儀配用井口連接器 CJ 6型回聲儀配用井口連接器 JL系列井口連接器是發(fā)聲和聲波接收裝置 該裝置有聲彈發(fā)聲和氣體發(fā)聲兩種方式 微音器將感受的聲壓轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出給井深記錄儀 不同型號(hào)的井口連接器根據(jù)需要和井深記錄儀配套使用 套管壓力的測(cè)量是通過(guò)安裝在井口連接器上的壓力傳感器將感受到的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 井深記錄儀對(duì)此電信號(hào)進(jìn)行采集 然后顯示并存儲(chǔ)在儀器中 2 SH4A 2回聲儀 特點(diǎn) 操作簡(jiǎn)單 小巧輕便 測(cè)深能力強(qiáng) 接箍分辨率高 技術(shù)指標(biāo) 1 一次儀表工作壓力 MPa 10 2 一次表?yè)舭l(fā)成功率 100 3 二次儀表走紙速度 mm s 100 0 5 4 二次儀表走紙不穩(wěn)定度 0 2 5 可測(cè)液面深度 米 2500 井口套壓 0 5MPa 3000 井口套壓 0 5MPa 6 可測(cè)井口套壓范圍 MPa 0 10 精度 1 5 F S 7 儀器外形尺寸 mm 重量 kg 一次儀表61 61 260 3kg二次儀表380 260 160 7kg 8 充足電可連續(xù)測(cè)100井次 配有專(zhuān)用充電器 3 ZJY系列液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀 ZJY系列液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀主要用于油井的靜液面恢復(fù)測(cè)試 特點(diǎn) 可以長(zhǎng)期放置在抽油井上無(wú)人自動(dòng)監(jiān)測(cè)環(huán)空液面深度和井口套壓 由此獲得井下壓力恢復(fù)曲線 安全 省電 功能強(qiáng) 自動(dòng)化程度高 集成式液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀可同時(shí)監(jiān)測(cè)4口油井 每口油井距離可達(dá)100米 監(jiān)測(cè)控制儀與監(jiān)控室距離可達(dá)150米 二 液面的識(shí)別與計(jì)算 靜液面 Ls或Hs 對(duì)應(yīng)于油藏壓力 動(dòng)液面 Lf或Hf 對(duì)應(yīng)于井底壓力流壓 生產(chǎn)壓差Pf 與靜液面和動(dòng)液面之差相對(duì)應(yīng)的壓力差 沉沒(méi)度hs 根據(jù)氣油比和原油進(jìn)泵壓力損失而定 靜液面與動(dòng)液面的位置 1 液面曲線的識(shí)別 波形B是聲波脈沖由井口傳播至回音標(biāo) 又反射到井口記錄下的脈沖信號(hào) 波形C是聲波脈沖由井口傳播到液面 再由液面反射到井口記錄下的脈沖信號(hào) 波形A是在井口記錄下來(lái)的聲波脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖信號(hào) 1 液面曲線的識(shí)別 1 液面曲線的識(shí)別 Ls表示電磁筆從井口波到音標(biāo)反射波在記錄紙帶上所走的距離 單位mm Le表示電磁筆從井口波到液面反射波在記錄紙帶上所走的距離 單位mm 波形A為井口波 波形B C分別為回音標(biāo) 液面反射波形 b c d 為油管接箍波形 1 液面曲線的識(shí)別 井口波 液面波 接箍波 2 不合格液面曲線原因分析 1 有干擾波的曲線圖 a 產(chǎn)生原因 儀器本身問(wèn)題 井筒不干凈及蠟堵等 2 自激液面曲線圖 b 產(chǎn)生原因 抽油機(jī)工作時(shí)引起的井口震動(dòng) 儀器性能不穩(wěn) 靈敏度調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)?2 不合格液面曲線原因分析 3 回音標(biāo)淹沒(méi)記錄曲線圖 c 產(chǎn)生原因 井內(nèi)無(wú)音標(biāo)或油層供液能力強(qiáng) 抽油參數(shù)不當(dāng) 音標(biāo)被液面淹沒(méi) 4 回音標(biāo)重復(fù)反射曲線圖 d 產(chǎn)生原因 回音標(biāo)離井口過(guò)近 2 不合格液面曲線原因分析 5 游離泡沫液面影響曲線圖 e 產(chǎn)生原因 產(chǎn)氣較多的油井 在環(huán)空形成泡沫段 由于泡沫液面時(shí)升時(shí)降所致 3 液面計(jì)算方法 1 利用回音標(biāo)計(jì)算液面深度 2 利用油管接箍數(shù)計(jì)算液面深度 油管接箍波自井口到液面波之間反射明顯 能分辯每個(gè)油管接箍波峰 如下圖所示 a 以井口波峰為起點(diǎn) 至液面波峰起始點(diǎn)為終點(diǎn) 用專(zhuān)用卡規(guī)測(cè)量出油管根數(shù) 查閱作業(yè)記錄 計(jì)算出液面深度 b 用油管平均長(zhǎng)度計(jì)算 某井的動(dòng)液面測(cè)試資料如下圖所示 查該井作業(yè)油管記錄如表1 計(jì)算液面深度 表1某井作業(yè)油管數(shù)據(jù) 油管序號(hào) 油管長(zhǎng)度 m 解 液面深度 用專(zhuān)用卡規(guī)測(cè)量動(dòng)液面曲線資料 從井口波到液面波共81根油管 通過(guò)查閱作業(yè)記錄 可得 答 該井動(dòng)液面深度為778 5米 2 利用油管接箍數(shù)計(jì)算液面深度 油管接箍波峰在液面曲線上只反映一部分 現(xiàn)場(chǎng)上 由于井筒條件 儀器 操作水平等多方面因素影響 井筒中液面以上的接箍并不明顯地全部反映在曲線上 如圖所示 針對(duì)此情況可在曲線上選出不少于10個(gè)分辨明顯 連續(xù)均勻的接箍波進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算公式 式中 N根油管接箍長(zhǎng)度反映在記錄紙帶上的距離 mm 解 由公式 可得 答 測(cè)得液面深度352米 3 利用聲速計(jì)算液面深度 若在高頻記錄曲線上找不出均勻 連續(xù)的 10個(gè)以上 接箍波 在低頻記錄曲線上也沒(méi)有音標(biāo)波 但是能夠反映出液面波 曲線如圖所示 計(jì)算公式 某井測(cè)得動(dòng)液面曲線如下圖 試計(jì)算動(dòng)液面深度 解 由公式 答 動(dòng)液面深度為369 6米 三 液面測(cè)試中的影響因素及對(duì)策液面曲線的應(yīng)用 1 確定抽油泵的沉沒(méi)度 根據(jù)抽油井的下泵深度和動(dòng)液面深度就可以計(jì)算出泵的沉沒(méi)度 2 計(jì)算油層中部的流動(dòng)壓力 3 計(jì)算油層中部的靜壓 4 利用動(dòng)液面與示功圖綜合分析深井泵工作狀態(tài) 5 對(duì)于注水開(kāi)發(fā)油田 根據(jù)油井液面的變化 能夠判斷油井是否見(jiàn)到注水效果 為了調(diào)整注水層段注水量和抽汲參數(shù)提供依據(jù) 6 根據(jù)液面曲線計(jì)算出的動(dòng)液面 靜液面深度是單井動(dòng)態(tài)分析和井組動(dòng)態(tài)分析不可缺少的資料 一 影響液面測(cè)試質(zhì)量的主要因素液面測(cè)試的原理 測(cè)試曲線的判斷識(shí)別前面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的講解 大家看到的一些曲線都比較好 節(jié)箍波 液面波很清晰 干擾波動(dòng)很小 比較容易識(shí)別和判斷 但在實(shí)際測(cè)試中這樣的曲線是不容易得到的 而是往往有很多因素同時(shí)作用 使液面曲線變得相當(dāng)復(fù)雜 波形雜亂 如圖2所示 很難判斷液面波的準(zhǔn)確位置 造成液面測(cè)不出或結(jié)果錯(cuò)誤 三 液面測(cè)試中的影響因素及對(duì)策 通過(guò)多年的工作經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析認(rèn)為影響液面測(cè)試質(zhì)量的因素 主要有以下幾個(gè)方面 1 儀器性能 儀器的穩(wěn)定性和靈敏度 2 人員素質(zhì) 操作人員的技術(shù)水平 現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和工作責(zé)任心 資料驗(yàn)收人員的質(zhì)量把關(guān) 生產(chǎn)管理人員的重視程度 3 現(xiàn)場(chǎng)情況 測(cè)試井的井口裝置 油套環(huán)形空間內(nèi)的死油 蠟堵 液面過(guò)深超出儀器的探測(cè)范圍 抽油機(jī)工作引起的震動(dòng)以及一些特殊井 如脫氣嚴(yán)重的井 等因素 二 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)低壓測(cè)試看似簡(jiǎn)單甚至一天能測(cè)一 二十口井 但要取得準(zhǔn)確的液面資料并不容易 影響的因素很多 如何在測(cè)試曲線上排除這些影響因素 判斷出準(zhǔn)確的液面波形 就需要不斷的學(xué)習(xí)積累 善于總結(jié) 在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次的頻率調(diào)節(jié) 細(xì)心的觀察 以下就現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)和作法 談一點(diǎn)初淺的認(rèn)識(shí) 僅供參考 1 井口裝置要密封 防止聲彈能量在井口處損失 因?yàn)槁暡ㄐ盘?hào)在油套環(huán)形空間內(nèi)傳播 損耗很大 測(cè)試聲源信號(hào)隨著深度的增加而逐漸衰減 如果能量在井口處損失過(guò)大 液面波很難反射上來(lái) 1 套管閘門(mén)開(kāi)關(guān)應(yīng)自如 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中經(jīng)常有另一側(cè)套管閘門(mén)關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象 造成能量損失 2 在沒(méi)有套管閘門(mén)的井應(yīng)裝好卡箍和堵頭防止漏氣 不允許使用棉紗及木頭等堵塞套管 并裝緊井口連接器 3 井口法蘭盤(pán)要求密封 2 每次測(cè)試要有三條以上液面位置相同的曲線 且原則上要求液面波形要大于5毫米 液面過(guò)深的井會(huì)稍低一些 例如 某井的測(cè)試 先后放6彈 測(cè)出6條曲線 單從其中任何一條曲線上根本無(wú)法判定哪個(gè)是液面波 六條曲線結(jié)合起來(lái)綜合分析 發(fā)現(xiàn)1590m處的波形始終存在 而其它波在不斷變化 因此判斷液面在1590m處 3 盡量消除現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中的干擾因素 提高液面的曲線清晰度 1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí) 如果干擾太多 可先將抽油機(jī)停抽 等待幾分鐘再測(cè) 2 測(cè)試過(guò)程中 要克服一些不良的習(xí)慣性作法 如不準(zhǔn)動(dòng)井口裝置 信號(hào)連接線 不能砸采油樹(shù) 不能動(dòng)儀器面板開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)靈敏度大小等 3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí) 如遇大風(fēng) 可用物體把信號(hào)線壓住 使之不能隨風(fēng)擺動(dòng) 否則易出現(xiàn)干擾波 4 測(cè)試前要了解測(cè)試井的工作狀況 注意收集相關(guān)的資料 有利于做出正確的判斷 1 液面資料必須是生產(chǎn)穩(wěn)定情況下錄取的 油井工作制度的改變或洗井后不能立刻進(jìn)行測(cè)試 因此必須了解測(cè)試井的生產(chǎn)情況 2 要了解測(cè)試井的井身結(jié)構(gòu) 如泵深等 3 與當(dāng)時(shí)測(cè)取的示功圖資料相結(jié)合進(jìn)行對(duì)比分析 不能自相矛盾 如示功圖上明明反映的是供液不足 而報(bào)出的資料液面卻很高 如留某井示功圖 如圖3 和液面資料 見(jiàn)附圖2 示功圖為刀把形 屬典型的供液不足 而實(shí)測(cè)的液面卻只有149m 資料明顯有誤 第二天重測(cè) 液面在1381m 這樣的情況還很多 如從示功圖分析 抽油桿脫落 活塞未進(jìn)入工作筒或卡死 有漏失的示功圖 液面一般較淺 沉沒(méi)度較高等 4 生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下動(dòng)液面的深度一般不會(huì)有大的變化 因此前次的液面資料可作參考 還有產(chǎn)液剖面和試井的壓力資料都可得出比較準(zhǔn)確的液面值 這些都可借鑒 利于總結(jié)分析 5 注意儀器設(shè)備的選用 操作和保養(yǎng) 1 要了解所使用儀器的工作性能 以普遍使用的cj 1和cj 6為例 應(yīng)保持齒輪機(jī)構(gòu)清潔 無(wú)油污 轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 電機(jī)無(wú)異常聲響 無(wú)卡 走紙速度均勻 2 液面線是連接主機(jī)和槍體的信號(hào)線 要注意保持兩個(gè)插頭的清潔 嚴(yán)禁虛接 否則易出現(xiàn)自激波 所用信號(hào)線應(yīng)盡量短 以免增大噪場(chǎng)干擾和降低靈敏度 3 保持槍體 微音器 的清潔和聲道的暢通 否則易出現(xiàn)波形雜亂 現(xiàn)場(chǎng)中常見(jiàn)套管口積累了很多死油 必須清理 對(duì)一些易析出清質(zhì)油或冬天易出現(xiàn)水珠的井 可打開(kāi)套管讓液體充分流出后測(cè)試 以免析出的液體堵上槍體的通氣孔或進(jìn)入聲道造成自激現(xiàn)象 4 合理地選擇聲彈 對(duì)大部分井普通聲彈就足夠了 但對(duì)液面比較深 聲波損失較大的井 應(yīng)選擇高能聲彈 增加聲功率 但也不能一味的用高能聲彈 那樣有可能把其他干擾信號(hào)也加強(qiáng)了 5 磁電筆擺動(dòng)靈活 記錄波形清晰無(wú)斷線和燒紙現(xiàn)象 6 檢查電源電壓 帶負(fù)荷檢查電池電壓不低于11伏 否則給電池充電 6 對(duì)一些特殊井 如含氣井要根據(jù)氣量的大小 總結(jié)經(jīng)驗(yàn) 摸索規(guī)律 現(xiàn)場(chǎng)中許多含氣抽油機(jī)井的套管閘門(mén)是敞開(kāi)的 給測(cè)試帶來(lái)很大影響 含氣井由于聲波傳播的氣體介質(zhì)密度在不斷變化 可能使液面曲線雜亂 原油在井下脫氣產(chǎn)生的泡沫段忽上忽下起伏 可能使測(cè)試的液面深度出現(xiàn)大的誤差 1 對(duì)于氣量很大的井 井口套壓 0 5Mpa 應(yīng)采取瞥壓測(cè)試的方法 根據(jù)井況的不同瞥壓時(shí)間也有所不同 一般為30min甚至更長(zhǎng)時(shí)間 2 氣量小的井 井口套壓 0 5MPa 壓力瞥不起來(lái) 應(yīng)充分放氣 20min以上 或停抽 再進(jìn)行測(cè)試 如N3 1井含氣量很高 測(cè)試時(shí)采取放氣的方法 放氣30min后測(cè)試 測(cè)了多條均較雜亂 判斷液面為1790m 而該井泵深卻只有1409m 與生產(chǎn)實(shí)際不符 顯然資料有錯(cuò) 在重測(cè)時(shí) 采取帶壓測(cè)試的方法 結(jié)果曲線相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn) 液面明顯 深度為1360m 對(duì)這些含氣 井口套壓較高 的井有的測(cè)試人員不注重資料質(zhì)量 過(guò)度考慮安全問(wèn)題 基本上是采取放壓進(jìn)行測(cè)試 結(jié)果測(cè)試曲線雜亂 液面波難以判斷 實(shí)際上套壓小于5MPa的井 帶壓測(cè)試是很安全的 7 對(duì)于一些井壁實(shí)在太臟的井 無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)儀器的靈敏度 曲線都很雜亂 液面測(cè)不出 井筒上部若有幾十米厚的死油帽子 必然會(huì)造成液面很高的假象 如有一口井 見(jiàn)圖4 測(cè)試曲線相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn) 液面波清晰 且重復(fù)性很好 判斷液面深度在280m左右 后來(lái)作業(yè)發(fā)現(xiàn)液面很深 說(shuō)明那個(gè)波形實(shí)際上只是一段死油的反射波 因此對(duì)這樣的井應(yīng)安排洗井加藥處理 再進(jìn)行重復(fù)測(cè)試 8 現(xiàn)場(chǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)一些液面波很清晰 但液面測(cè)試時(shí)深度卻在泵下的情況 與實(shí)際不符 這主要是由于電子儀器是根據(jù)前十根油管長(zhǎng)度和接箍波反射時(shí)間計(jì)算聲速的 而電子儀器默認(rèn)的油管長(zhǎng)度為9 6m 當(dāng)上部下入油管不規(guī)范時(shí) 造成聲速計(jì)算誤差大引起液面計(jì)算錯(cuò)誤 9 其他事例在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中有時(shí)會(huì)遇到這樣一種情況 測(cè)試的液面曲線有幾個(gè)很明顯的波形存在 無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)靈敏度都不變 但它們的距離又不是成反射關(guān)系 其中必有一個(gè)是假象 在排除管柱 如回音標(biāo)等 影響后 哪個(gè)是真的液面波 難以判斷 這時(shí)可根據(jù)關(guān)井液面恢復(fù)的原理 停井一段時(shí)間 30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間 再測(cè)一條曲線 深度升高的那個(gè)波就是真正的液面波 實(shí)例見(jiàn)圖5 動(dòng)液面深度為1060m 結(jié)論與建議1 要提高對(duì)低壓測(cè)試工作的認(rèn)識(shí) 單位領(lǐng)導(dǎo)必須重視 加強(qiáng)管理 低壓測(cè)試在油田的各個(gè)工作中看起來(lái)很簡(jiǎn)單 儀器操作容易 測(cè)試時(shí)間短 正是因?yàn)檫@些工作特點(diǎn) 使部分管理人員對(duì)它缺乏足夠的重視 在儀器配備上不分優(yōu)劣 測(cè)試水平停