示功图智能校核动液面方法在油田数字化项目中的应用

大庆油田第三采油厂1#油田开采位置特殊,地下油位深、井口造斜孔浅、井斜角大、井口至抽油泵距离较长、设备井油管构造复杂,同时井口结蜡严重,导致油井动液面声波数据测定失效,严重影响其油井产能分析、油位动态检测、日常管理等。为解决该问题,基于示功图智能分析技术,结合杆管运动力学理论,构建示功图智能校核动液面试验模型,获取1#油田深斜井示功图及动液面的适配参数,再将其与标准井进行校正,经计算,得出深斜井准确液位深度。试验证明,该方法可将绝对误差控制在20 m范围内,可为类似油田的油井动液面测算提供一定指导。

提高煤层气直井动液面解释精度方法研究与应用

煤层气井动液面解释精度对于煤层气井精细化排采管控至关重要,本文对比了接箍法、音标法及声速法等测液面方法的优缺点,分析了影响动液面解释精度的主控因素为井筒温度和气泡段,从而提出了一种提高动液面解释精度的新方法。此方法综合考虑了影响动液面解释精度的各个要素,能够依据所解释液面较为准确地反映煤层气井的井底流压,克服了前期其它方法所存在的一系列问题,为煤层气井精细化排采管控提供保障。

基于Python的动液面测控软件开发

为了提高油田沉没度的实时监测能力,确保油田安全生产,并提升油井开采效率,采用Python编程语言,结合声波法,设计并实现了一种动液面测控软件。该软件能够实时监测并处理多油井的动液面深度、回波时间以及工作电压等关键信息,同时,还支持移动端数据查阅,实现了随时随地监测油井动液面信息,以便及时发现并处理油井异常情况。测试结果表明,该软件能够精确获取井下动液面深度数据,其绝对误差控制在1 m以内,平均相对误差低至0.1%。基于声波法的动液面测控软件提高了动液面监测的实时性、准确性和便利性,为油田的安全生产和油井的高效开发提供了有力的技术支持。

基于油井动液面测控自适应采油系统应用

为了最大程度的发挥油藏的开采潜力,根据回声测深原理和自适应测控采油原理,研发油井动液面测控自适应采油系统,远程控制在线液面测试仪,实时监控油井动液面,根据生产实际需要,计算生产参数,合理选用快抽、慢抽、间抽三种控制模式,保障动液面的合理沉没度。同时提高泵效,减少无用功,达到节能增产的效果。2023年在胜坨油田不同工况的24口采油井试验,每年节电145257 kWh,增产油量8033.4 t,同时减少单井用工,实现高效节能增产的目标。

局域互联的油井动液面多位置协同监测系统设计

在线式井下液面监测系统中,水眼和环空切换测量经常需要手动插拔且走线复杂,给现场操作人员带来了很多的不便。针对上述问题,文章设计了基于局域互联的油井动液面多位置协同监测系统。针对水眼位置测量次数少、测量难度小、用常规款枪体线路和管路复杂的特点,使用一体式液位仪枪体对水眼位置的液面进行测量;针对环空位置测量次数多、测量难度大、需要在固定位置安装的需求,使用常规液位仪对环空位置的液面进行测量。同时,使用局域互联技术,将两个位置的液面监测状态实时传送到综合录井仪,实现对井下液面的自动、全局、智能监控。经实测数据验证,该监测系统能够解决现场遇到的问题,极大地降低现场人员的工作量,提升井下液面监测的智能化水平。

深斜井示功图智能校核动液面方法研究

南堡油田地处滩海,油藏埋层深,油井造斜点浅、井斜大、泵挂深、抽油机井生产管柱复杂,同时产气量高、结蜡严重等因素造成声波测试动液面数据不准或测不出,严重制约着油井产能预测、油藏动态分析和日常分析管理。基于示功图分析构建与杆管运动力学的理论模型,得出深斜井示功图与动液面的匹配参数,并利用液面核实标准井进行归一校正,通过拟合计算得出单井真实液面深度,现场试验应用表明,该方法绝对误差范围在200m以内,可指导措施方案的制订,平均提高措施有效率为5%,实现增产降耗,并有效降低了人工成本。

基于改进生成对抗网络的动液面建模数据扩充

针对采用生成对抗网络进行油井生产参数数据生成时,部分生成数据不符合油井生产过程特性,导致动液面软测量建模质量不高的问题,提出一种基于专家诊断的生成对抗网络油井动液面软测量建模数据扩充方法。在判别器基于真实数据与生成数据得到原始损失值后,结合油井生产的机理过程对生成数据的合理性进行专家诊断,检测判别器判别结果。对错误结果进行补偿并加入生成器与判别器的损失函数中进行后续对抗训练,从而生成较优的符合油井生产过程特性的动液面软测量建模样本数据。通过仿真实验,生成数据补充到软测量建模的训练数据中能够提高动液面的预测精度,均方根误差降低了5.99%。表明加入专家诊断模块后生成器生成数据质量更高,能够更好地满足油田生产需求。

动液面深度检测中两个关键问题的研究进展

为了确保油田安全生产,满足提产增效的需求,实时检测井下动液面深度具有重要的意义。当采用声波法测量动液面深度时,需要解决套管内声速的计算和声波旅行时间的获取这两个关键问题。围绕该问题,归纳总结了近年来该领域取得的进展和成果,梳理了众多文献间的区别和联系。在此基础上,利用油田现场采集的声波信号对一些方法进行了复现。结果表明:对于不同环境的油井,上述方法存在明显的适应性差异。最后分析了当前研究的不足,并对两个关键问题的未来研究方向做出了展望。研究成果为特定环境下的井下声波信号处理提供了详细的解决方案,对于快速检索井下声波信号的处理方法有积极作用,具有一定的理论价值和重要的现实意义。

一种新型自适应井下动液面实时监测装置

针对各种噪声波干扰使得反射声波信号经常淹没在所测数据中造成难以辨认或根本无法辨认的情况,在现有回声仪的基础上,增加小型空压机、气体含量分析仪、自动补液装置等设备,有针对性的改进测试工艺和仪器,研制出一套适应低套压生产井的动液面测试工艺和测试方法;设备采用液面波自动识别技术进行液面波识别和液面深度计算,解决了现有技术无法持续监测井下动液面的问题。结果表明,低套压井动液面测试工艺技术填补了胜利油田目前修井作业液面变化数据无法取得的空白,实现对修井前后液面位置情况的准确掌握;精确声速积分法开创了油井液面测量的新思路,具有精度高、应用范围广的特点。

动液面自动监测系统的研究与现场应用

油井动液面是反映地层供液情况的关键指标之一,也是制定油井生产制度的重要依据。同时,油井动液面的物联化数据采集与智能管理也作为智慧化油田建设工作的核心之一,是油田数字化转型、智能化发展的主要方向,因此,高效准确的动液面数据物联化采集尤为重要。目前,行业内普遍采用回声仪人工现场检测的方法,不仅数据采集周期长,耗费人力物力大,且数据的完整性及准确程度也无法保障。针对现有动液面监测系统存在的局限性,本项目研发推出了一款高精度测量、适应多种井况、结合物联网技术的动液面自动监测系统,并在国内某“三低”油田开展了现场试验,实现了动液面数据的精准采集、传输和计算,证明了该系统具有较高的技术应用和推广价值,为油田智慧化建设提供了支持,为油田安全生产、科学生产提供了保障。

基于区间最小二乘平滑滤波的油井动液面位置识别算法研究

在油井的钻探和开采中,油井动液面的监测对于现场的安全保障以及作业效率提升十分重要。在实际应用中,将油井动液面监测设备固定安装于油井的节流管汇处,关井的情形下,可以得到相对稳定的回波信号。但用常规的回波处理方法并不能够得到准确的井下动液面的深度,为此,文章基于区间最小二乘平滑滤波的回波处理方法,提出一种自动识别油井井下动液面位置的算法,该算法能够将复杂液面回波进行优化处理,得到更加清晰的液面回波特征。经过实测数据验证,使用本算法的井下动液面位置在线监测自动识别误差<5%。

抽油机井示功图法计算动液面的修正算法

通过抽油机井示功图计算动液面是近年来油井闭环控制的研究方向。在研究功图法计算动液面模型的基础上,通过对10口井的环空压力梯度现场测试数据的统计回归,建立了实测动液面与环空压力梯度关联的修正计算模型,利用上述计算模型修正了根据示功图计算动液面的基础方法,获得了相对准确的计算结果。对于华北油田现场应用示功图计算动液面实现油井智能供排协调是一种有益的尝试。

动液面远程自动连续测量装置实现

为实现油井动液面的自动连续测量,设计了一套液面远程自动测量装置.装置根据回声测距原理实现动液面深度测量,测量声源则是根据大气压差原理,利用电控式气爆方式产生,和传统人工测量所用声源相比,具有经济、体积小、安全可靠、测量时无需人工干预、能够自动连续测量等优点.利用SIM300DZ无线模块完成远程控制,实现了数据远程收发、监测、控制,智能化程度高,达到了油井动液面自动连续测量的目的,降低了传统人工测试所需劳动成本,具有很高的经济效益.

基于管柱声场模型的油井动液面检测新方法

针对传统回波法测油井动液面存在回波信号弱、干扰噪音大和液面波辨识难等问题,提出一种基于管柱声场模型的油井动液面检测方法。受管乐器声乐频率可反映乐管长度的启发,利用管道声学理论对典型的管柱结构进行分析,借助管柱的声场特性和管内空气柱的共振原理,建立油井动液面深度与管内声场固有频率的关系,再通过快速傅立叶变换测定管内声场的固有频率,从而获得管内动液面深度。实验结果表明,提出的新方法验证了管柱空气共振频率和动液面深度的关系,能较精确地得到管内液面深度,相对误差在2%以内,为精确检测油井动液面深度提供了一种新途径。

基于谱减算法的声波法测油井动液面的信号处理

在声波法测油井动液面中,由于受到油套环空中各种噪声的影响,得到的液面反射信号异常复杂,使真实的液面反射波位置湮没在液面反射信号中无法辨识。分析了影响声波法测油井动液面的噪声产生原因,利用油套环空中的背景噪声,将谱减法用于声波法测油井动液面的信号处理中,处理后原来反射声波信号中不容易辨识的液面反射波位置可以清楚地显现出来。结果显示,利用谱减法处理油井动液面信号可以消除背景噪声的影响,提高对液面反射波位置的辨识能力,可以得到准确的液面深度值。

电潜泵井憋压法计算动液面技术及其应用

塔河油田碳酸盐岩油藏因油稠掺稀生产,电泵井停掺稀测液面存在电流升高、过载及躺井风险,加大了生产成本,同时因掺稀生产油套环空存在泡沫段及负压,导致电泵井动液面数据极其缺乏,制约了油田的开发生产。电泵井憋压法计算动液面以电泵井的频率与扬程及总动压头之间的关系作为理论依据,推导出动液面的计算式,并在现场进行了大量对比实验,证明计算结果合理、可靠,可用于指导生产。

基于改进即时学习算法的动液面软测量建模

油田动液面参数软测量预测应用中,软测量模型随生产的进行会逐步退化,导致预测结果偏差较大,无法在油田生产过程中加以使用.对此,提出采用基于子空间相似度的即时学习策略来对动液面预测模型进行自适应动态更新.通过对生产阶段数据进行子空间的相似度计算,提高建模样本选取的准确性.设计两个记忆参数改变以往即时学习策略模型的更新方法,在减少计算量的同时提高动液面的预测精度.与以往即时学习算法进行实验对比,结果表明,改进算法对油田动液面测量精度高,适应性强,符合油田生产标准,可以应用于油田实际生产.

基于多源信息特征融合的抽油井动液面集成软测量建模

针对传统抽油井动液面(DLL)检测只能依靠人工操作回声仪测试,无法实时在线检测的问题,提出基于多源信息特征融合的抽油井动液面集成软测量新方法。采用快速傅里叶变换(FFT)将抽油机悬点载荷及振动时域信号转换成频域信号;采用核主元分析(KPCA)提取悬点载荷及振动频谱和电功率、井口油、套压时域信号非线性特征;利用改进的模糊交互式自组织数据分析聚类(ISODATA)和高斯过程回归(GPR)融合时频信息特征,建立多个动态子模型;利用权重优化证据理论(D-S)构造的概率分配函数作为权值因子,对子模型输出进行集成以得到最终的DLL预测值。油田现场应用证明了该方法的有效性。

基于电参数的潜油电泵井动液面计算模型

针对目前潜油电泵井动液面实时监测困难,影响生产效率与效益的问题,基于潜油电泵井生产系统的构成和机采设备的工作原理,考虑油套环空中液面以上气体的热辐射、液面以下液体的热传导作用和电机、电缆发热等影响,建立了"四段法"潜油电泵井井筒流体温度计算模型;研究分析了实时监测的地面电参数与潜油电泵输入功率、泵有效举升高度、泵吸入口压力的内在关系以及潜油电泵的工作特性,推导了基于地面实测电参数的潜油电泵井动液面计算模型。现场17口油井资料计算分析结果表明:模型准确度较高,井筒流体温度的平均相对误差为8.75%,动液面的平均相对误差为6.98%。该方法能够实时准确地计算潜油电泵井动液面,为潜油电泵井智能化管理和实时优化调整提供理论和技术支持。

基于功图的油井动液面计算模型及应用

针对油井动液面实时监测困难和基于地面功图推算误差大的问题,以油井地面示功图为条件,运用一维带阻尼波动方程求解泵功图;并研究了泵功图曲线各点的曲率计算模型、固定阀和游动阀开闭点确定方法以及泵功图上下冲程载荷差的计算方法。结合井筒及环空流体压力分布计算相关式,建立了基于泵功图计算动液面深度的数学模型。经51口油井的计算分析,计算动液面深度与实测动液面深度的最大相对误差为14.84%,最小相对误差为0.48%,平均相对误差为3.61%;相对误差在10%以内的有48口,占计算总井次的94.1%。研究结果表明所建立的计算模型具有较高的精度,能够实现了油井动液面的实时、准确计量,提高了油井生产分析的及时性,有利于油田数字化和信息化建设。