[发明专利]有杆泵抽油井蒸汽吞吐转周期时机的软测量方法及系统

说明书

本发明提供一种有杆泵抽油井蒸汽吞吐转周期时机的软测量方法及系统。首先采集刚开井时有杆泵抽油机的电参数，计算上冲程、下冲程以及完整冲程周期内的平均功率值作为标准功率值，然后随着抽油阶段的进行，实时采集有杆泵抽油机的电参数，计算当前上冲程、下冲程以及完整冲程周期内的平均功率，根据计算的上冲程功率比例系数、下冲程功率比例系数以及完整冲程功率比例系数，判断是否需要转入下一蒸汽吞吐周期，测量过程全自动化，不需要操作人员现场操作，即可完成测量；转周期判断结果可实时显示，可及时提醒油井管理者进行下一周期的蒸汽吞吐，减少油井在低产液量下工作的时间，从而降低稠油开发能耗，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及软测量监测技术领域，具体涉及一种有杆泵抽油井蒸汽吞吐转周期时机的软测量方法及系统。

背景技术

稠油，即高粘度重质原油，在世界油气资源中占有较大的比例。中国稠油资源分布广泛，但由于稠油油藏类型繁多，地质条件复杂，原油黏度高，流动性差，因此无法用常规原油开采方式对稠油进行开采。针对这一问题，当前油田常用蒸汽吞吐法开采稠油。蒸汽吞吐又称为循环注入蒸汽法，即先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后再开井生产的一种开采重油的增产方法，是目前热力采油的主要方法。

在蒸汽吞吐法中，每一个蒸汽吞吐周期包括注气、焖井和采油三个阶段。在注气阶段中，由锅炉产生的高温蒸汽注入油层，注气量一般在千顿当量水以上，注入时间一般几天到十几天。注气停止后进入焖井阶段，此时油井处于关井状态，使蒸汽与油层岩石流体充分进行热交换。关井焖井时间一般在2到3天，最长不超过7天。焖井结束后进入采油阶段，开井进行生产。完整的采油阶段分为自喷和抽油两个阶段。自喷阶段一般持续几天到几十天，由于油层压力较高，一般油井能自喷生产。随着井底流压降低，油井停止自喷，此时需及时下泵生产，进入抽油阶段。在抽油阶段中，一般使用有杆泵抽油系统进行人工举升。随着时间的的推移和采油的进行，被蒸汽加热的地层温度会逐渐降低，稠油黏度增加，原油采收率和油井日产液量会从开井时的峰值产量逐渐降低至较低的经济极限产量。此时若继续不间断开采，势必会造成较大的能源浪费。

传统方法采用每日统计油井产液量、定期测量油井地面示功图的方法确定蒸汽吞吐转入下一周期的时机。该方法存在实时性较差、需要专用的产液量计量设备和示功图测量设备、成本较高等缺点。对开采阶段抽油井的电参数进行实时监测，通过软测量确定实现油井蒸汽吞吐转周期时机，对降低抽油开采成本、提高稠油开采效率、实现采油过程的节能降耗、提高经济效益具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种有杆泵抽油井蒸汽吞吐转周期时机的软测量方法，包括：

步骤1：采集有杆泵抽油机的电参数，计算有杆泵抽油机的实时电功率，所述电参数包括三相电压、三相电流；

式中，P_e为第e个采样点下的电功率，U_e为第e个采样点下的电压值，I_e为第e个采样点下的电流值，为第e个采样点下的功率因数；

步骤2：刚开井时采集有杆泵抽油机在连续C个冲程周期内的电参数，计算上冲程、下冲程以及完整冲程周期内的平均功率值作为标准功率值：

式中，为有杆泵抽油机在上冲程时第i₁个采样点下的电功率，n₁为C个冲程周期内所有上冲程时的采样点数，为第j个完整冲程周期内上冲程所占时间，P_标准上为上冲程内的平均功率，为有杆泵抽油机在下冲程时的第i₂个采样点下的电功率，n₂为C个冲程周期内所有下冲程时的采样点数，为第j个完整冲程周期内下冲程所占时间，P_标准下为下冲程内的平均功率，P_标准为完整冲程周期内的平均功率；