基于卷积神经网络的气井油管液位下方气体泄漏声波检测

气井油管泄漏问题一直普遍存在于油气生产中。针对油管液位下方泄漏声波特性不明、识别困难的问题,建立了基于声波和卷积神经网络的气井油管液位下方泄漏检测方法。首先搭建了可视化的油管泄漏模拟试验装置,进行了典型工况下的泄漏声波检测试验,然后在时频域内分析了液位下方泄漏的声波信号,最后利用自主搭建的卷积神经网络模型用于油管泄漏检测,将声波信号经过短时傅里叶变换获取的时频图作为模型的输入进行模型参数训练。结果表明,液位下方泄漏声波均方根值和绝对均值随着泄漏流量、液位深度的增加而增大,液位下方泄漏声波时频谱明显区别于其他工况,所提模型泄漏识别准确率可达99.33%,与基于极限学习机,支持向量机的识别模型相比较,所提模型识别准确率更高,验证了所提方法的有效性。

气井环空液面下泄漏声场模拟

气井油套管环空液面下泄漏声波的产生及传播机理一直备受关注。为研究液面下泄漏声波声源特性,建立了井下油套管环空泄漏物理模型,联合STAR-CCM+软件对环空液面下气体泄漏状态进行了流场及声场的仿真分析,得到了泄漏流场的压力和相态云图及不同泄漏孔径、泄漏位置和泄漏速度下的声压频率曲线。研究结果表明:随着泄漏速度升高,泄漏气流冲击管壁且液面震荡剧烈,液面下泄漏声源主要以四极子声源为主;液面上泄漏声源主要由液面震荡破裂及液面下四极子声源共同产生,泄漏声波能量的主要频率分布在0~100 Hz区间;在单一变量条件下,泄漏声压级随泄漏孔径、泄漏速度及泄漏位置距底部距离的增大而增大。研究结果可为在井口应用声波法检测液面下泄漏奠定理论基础。

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。

一种井筒液面位置准确识别与分析方法

传统通过深度-压力关系图确定井筒液面位置的方法,当遇到压力不稳定、流体密度不均匀、测点少等情况时存在精度不够或无法计算的问题。提出了依靠试井手段,在测取全井筒多点压力、温度的基础上,先根据全部井段压力温度梯度判断液面所在井段,再利用液面上下的实测点的压力和压力梯度计算液面位置的补充算法。当上部的气柱只有一个测点或者根本没有测点而无法进行线性回归的情况下,传统算法无法计算液面的位置,因液面附近的流体性质与液面上下实测点的流体性质最为接近,此方法提高了液面计算的准确度。经SQ储气库S4-1等多口井成功应用,计算结果符合生产实际情况。该方法提高了井筒内流体密度不均匀条件下液面位置的计算精度,是传统液面位置计算的有效补充。

基于物联网的抽油机井智能优化运行技术研究

为解决油井人工监测跟踪维护工作量大、优化方案调整不及时、无法满足油井智能化需求等问题,在大庆油田开展了抽油机井智能控制方法研究与评价。建立了适用于定向井的抽油机井泵示功图计算方法,进行泵功图分析和产量计量;由泵载荷、多相管流模型、油套环空内气液柱分布规律,计算动液面;通过室内模拟试验井测试评价,基于物联网的抽油机井智能控制系统产量和动液面计算精度较高。开展以井下抽油泵充满度为目标的优化控制试验,当发生供液不足时,系统自动降低运行冲次,泵充满度由34.17%逐渐增加到93.17%,泵防抽空功能得到了有效验证,节电率达到10.90%。该控制系统实时监测油井工况,实现参数自动优化,降低油井泵抽空现象的发生,可实现抽油机井高效运行,有效提高油井智能化管理水平。

小波去噪在油井动液面检测中的应用

为了检测油井动液面深度,采用FFT方法对动液面信号进行频谱分析,根据其结果设计滤波器,得到较平滑的动液面波。为了进一步提高检测效果与精度,引入小波去噪方法对动液面信号处理,分别采用软阈值与硬阈值方法对其进行降噪处理,并与FFT方法对比,通过SNR和RMSE的定量分析表明,小波去噪方法在SNR和RMSE方面都优于FFT方法,具有更好的降噪效果。

基于在线动态高斯过程回归抽油井动液面软测量建模

实践中,抽油井动液面都是使用回声仪测试的,无法实时在线检测。而基于示功图分析的动液面实时在线检测方法存在计算精度不高的缺陷。考虑到数据驱动软测量建模方法存在随时间推移出现的模型老化现象,采用一种增量学习动态高斯过程回归(IDGPR)软测量建模方法,实现对抽油井动液面深度的实时在线检测。首先建立基本动态高斯过程回归软测量模型,在模型投入现场运行后,通过一种增量学习算法对模型进行在线更新,使其不断适应油井工况变化,自适应获得更加准确的软测量模型。现场应用表明,该软测量模型具有较高的预测精度和较好的泛化能力,可以满足工程应用要求。

一种基于液面资料的试井分析方法

通过油田区块实际测试资料得到有关环空液柱流体的PVT经验规律 ,然后应用该规律确定相应参数 ,折算出抽油井井底压力 ;同时计算出液面续流量 ,最后通过续流量的卷积积分实现液面井底压力的试井分析 ,求出有关地层参数。与直接下环空压力计测试相比 ,本方法的优点不仅是测试成本低 ,而且能够提前得到径向流直线段 ,可以解决一些恢复时间长的早期资料的分析问题。

利用抽汲井液面恢复资料解释双孔介质油藏地层参数

非自喷井的抽汲求产是一个很复杂的间歇生产过程。为了不影响抽汲井的产量,利用液面检测仪对抽汲井停产时获取液面恢复数据,并利用相关数据对地层参数进行解释计算,这种技术无疑是今后求取地层参数的主要方向。文中针对双重孔隙介质圆形封闭油藏建立了地层中心一口抽汲井液面恢复的渗流模型,在考虑井筒储集效应和表皮系数的情况下,应用拉普拉斯变换和贝塞尔函数理论对定解问题求解,得到了模型在拉普拉斯空间的精确解,并对曲线图版及拟合过程进行分析。利用曲线图版拟合可以解释原始地层压力,对不关井试井有很好的指导意义,从而也扩大了其应用范围。

功图液面自动监测技术在江苏油田的应用

针对江苏油田现有功图液面测试技术存在工作量大、手段复杂、资料滞后、偏远井示功图获取困难等问题,在江苏油田Z11平1、Y7平1、Z179、C2-24井现场应用了机采井功图液面自动监测技术。介绍了液面自动监测系统结构、原理、参数及技术特点。通过与常规综合测井仪测试数据和井下压力计监测资料的对比分析,验证了该技术所测资料的准确性。同时利用该技术对供液不足的油井进行间抽时间和间抽规律的摸索。

物质平衡法测油井液面

物质平衡法通过测试环空中的气体排量折算出真实的环空液面 ,可以克服双频道回声仪所遇到的困难 ,为分析泵效、折算地层压力及区块注水补充地层能量提供依据。中原油田采油二厂研制的拟液面测试仪既能用于有泡沫段的油井 ,又可用于无泡沫段的油井 ,对于井深超过 2 5 0

校正注水井井口液面下降试井解释模型

注水井井口液面下降试井的压力实测曲线常出现"硬拐"或"直角状",使得导数曲线出现下掉的"V"式或"W"式弯曲。利用常规试井解释模型分析注水井井口液面下降的压降资料往往产生较大偏差。基于注水井井口液面下降机理及无限大均质三区径向复合油藏物理模型,假设关井后仍有假想流体注入井筒使得井筒液面不下降,建立校正注水井井口液面下降的试井解释模型。由井底压力空间解绘制的压力导数曲线可以看出,水平径向流直线段将会出现在导数曲线"V"式或"W"式弯曲左边开始的地方,说明该模型可用于校正注水井井口液面下降深度和时间的影响。实例证明,建立的试井解释模型计算平均地层压力较常规试井解释模型具有较高的精度。

基于粒子群优化的油井液位测试多算法融合研究及其应用

针对目前油田螺杆泵井动液位深度测量不准确的问题,提出了采用多算法融合构建油井动液位测深模型:利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,简称PSO)对3种声速测试算法进行融合,提高了声速的测量精度;通过多特征推理方法避免伪液位回波的干扰,精确辨识真实的液位回波。分别对半实物仿真平台和某油田螺杆泵井现场采集到的数据进行测试,实验结果验证了多算法融合方法对提高油井动液位测量精度的有效性。

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。

注水井井口液面下降压降试井资料分析

井口液面下降是注水井压力降落测试准确解释地层参数的最大障碍。压降测试时注水井井口液面下降的主要原因有两个:一是地层亏空严重;二是井壁附近存在有利于水迅速流入地层的大孔道或微小裂缝。基于油藏渗流机理,分析了注水井井口液面下降现象。根据DG油田注水井压降导数曲线特征,将井口液面下降压力导数曲线分为三类:"V"字型、"W"字型和无明显趋势,且不连续型。假设关井后有等体积流体流入井筒使得井筒液面不下降,应用校正注水井井口液面下降的试井解释模型分析三类压力导数曲线。通过实例分析与对比说明,该方法能够准确分析井口液面下降注水井试井资料,实用、可靠。

基于ACF-AMDF的气井环空液面回波特征提取方法

为了精确有效地提取声波法检测气井环空液位的回波周期,在分析环空中测试波的传播特征及基音周期检测的基础上,提出1种基于检测信号短时自相关函数(ACF)及平均幅度差函数(AMDF)的液面回波周期提取方法;利用自主搭建的室内模拟实验系统开展了不同初始环空压力下环空液位检测实验;对检测信号进行中心削波处理并计算ACF/AMDF,提取出液面回波周期并与理论计算值对比分析;同时分析了现场环空液位检测信号,提取其回波周期。研究结果表明:提出的新方法能有效地用于提取环空液面回波周期;室内实验中,该方法最大误差绝对值为1.54%;该方法能够有效抑制液面回波信号中的随机噪声及接箍反射波等,处理后的信号曲线在回波周期处峰值更加突出、集中,而在其他位置更加平滑,提高了对液面回波周期特征的辨识能力。

川西积液水平井井筒压力及液位预测

正确预测积液水平井井筒压力与液位是优选排液工艺、制定排液参数的技术关键。基于U型管原理,结合流体静力学与动力学方程,建立了积液水平井油管与油套环空压力平衡模型。模型中油管压降来源于液位以上流动气体与液位以下的两相流动,其两相流持液率基于漂移模型得到;油套环空压降则来源于液位以上的静气柱压力和液位以下的静液柱压力;油管与油套环空压力在井下连通点处相等;模型计算采用了先借助地面回声仪获得油套环空中的液位,再利用模型求解油管液位及压力的方法。川西气田什邡6-1HF水平井的模型预测压力与实际测压数据的误差为3.75%,表明该方法能够正确预测川西气田积液水平井的井筒压力与积液液位,且预测时效优于传统的测压方法。影响因素分析表明,油管液位通常高于环空液位,油套压差的减少能够间接反映油管积液量的减少,为类似油田的开发提供技术指导。

一种基于PC机的抽油井液面自动监测仪

徐爱钧等．一种基于ＰＣ机的抽油井液面自动监测仪．测井技术，１９９４，１８（４）：２７０～２７５本文介绍一种新颖的抽油井液而自动监测仪的设计原理及方法。监测仪以便携式ＰＣ机为核心，能从井口自动监测井内环空液面的变化，进而获得井下压力恢复曲线。在长达一星期的监测期内，中途不需人工干预，并可随时从显示屏幕上观察井下压力恢复曲线及其他各种测量数据。仪器可靠性高，测量数据准确。

提取抽油井回音信号中液位值的方法

分析了抽油井液位回音曲线的特性 ,给出了检测曲线中特性脉冲的电路原理 ,介绍了根据统计规律计算声速和液位值的方法。这种方法与计算机结合可以消除在测量中人为读数和干扰的影响 ,使得测量变得精确、方便、直接。此方法在实际中已得到了较好的应用。

抽油井环空液面深度自动监测与实现

介绍了一种新型抽油井环空液面深度自动监测原理及实现方法。以32位ARM处理器为核心设计的便携式液面自动监测仪,能从井口自动监测抽油井内环空液面变化,通过计算获得井下压力恢复数据。在长达一周的监测期内,中途不需人工干预。采用大容量SD卡存储监测数据,并可随时从LCD屏幕观察各种监测数据曲线。