油井示功图采集与识别技术的应用

余剑

（中国石油大学（华东），山东青岛 266000）

油井示功图采集与识别技术的应用

余剑

（中国石油大学（华东），山东青岛 266000）

随着油田生产自动化建设的开展，大量的抽油机示功图数据实现了自动采集，便于及时发现问题，提高生产时率。为了提高数据存储率和检索效率，对数据库结构进行了优化设计，为后期软件二次开发打下了基础。开发了自动化数据管理系统，实现示功图数据网上发布，方便用户通过同一平台获取功图资料。引进抽油井故障诊断软件，有助于对抽油井故障进一步定位，提高抽油机井工况诊断效率。

示功图 自动化 油田生产 工况诊断

1 引言

示功图是由载荷随位移的变化关系所构成的封闭曲线图，根据悬点载荷与位移关系所测得的示功图称为地面示功图或光杆示功图。示功图是生产管理中的一个重要依据，分析和解释示功图，可以了解深井泵工作状况好坏，结合有关资料分析判断出油井工作制度是否合理，抽油设备与油层和原油性质是否适应，可以掌握油井工作制度是否合理。通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间，减少设备的磨损和电能的浪费等。根据抽油机负荷的变化情况，找出影响泵效或抽不出油的原因，把示功图和动、静液面等资料结合起来分析，还可以了解油层的供液能力。

2 示功图的采集

在悬绳器位置安装“无线示功仪”，根据设定方式定时测量示功图数据，测量完成后通过现场Zigbee网络传送至控制柜中的RTU；无线示功仪通过载荷传感器与重力加速度传感器的配合，生成示功图。通过无线传输至油井附近的RTU柜内，由RTU存储解析。监控中心配置巡检计算机，巡检计算机通过油区生产网络发送控制指令给现场油水井RTU，或接受现场油水井RTU的数据。巡检计算机接受到采集数据后经过整理，再将数据通过油区生产网络传送到数据服务器。

3 示功图的存储

永久保存的历史数据库可以根据实际需要每井每天保存4-6组数据（功图等变化剧烈时自动增加保存量）。保存的逻辑可以根据功图的特征量（最大载荷、最小载荷、功图面积、冲次、供液系数等）变化到一定的时候就保存，这样即能满足实际的生产需要，还能大大缩小数据库占用的磁盘空间，满足数据库容量以及查询速度的需要。由于每天数据记录量都比较大，对于数据库来说更是考验。如果没有合理的设计方法，势必导致服务器的查询响应速度越来越慢。为此，对数据库进行了一个巧妙的设计。历史数据库考虑到各个油井之间的功图数据并没有必然的联系，将数据表分散设计，即每口油井一个数据表，一定量的数据表用一个Oracle的数据表空间保存。这样设计的话，即使该系统运行10年后，要查询某个油井的某组数据。对于Oracle数据库来说，这与从只有1条记录中检索一组功图数据的时间基本一样。这样的设计能跨过运行时间对于系统的影响，而且，在查询油井历史趋势时不用跨表查询，可以大大增加系统的响应特性。

4 示功图综合应用

抽油机示功图的识别是示功图应用的一个重要组成部分，它是由专业的地质人员通过分析示功图及其相关数据给出的，目的是判断抽油设备的工作情况和油井动态。为充分利用自动化系统采集的地面示功图数据资源，提高油田管理效率，需要进行软件的二次开发，对大批地面示功图进行自动识别处理，从而筛选出有故障的油井重点进行研究。

首先，与生产数据库中的日、月报数据相关联，调用数据库的示功图信息、单井基础信息、静态数据表、杆管泵数据表、抽油机调平衡记录、生产参数表等信息，为下一步综合分析提供数据支持。其次，提供了摩擦系数等的不同阻尼系数计算方法，由地面测量的示功图快速准确地计算出井下不同深度和泵的示功图，消除了各种因素对地面示功图的影响。第三，以大量的不同类型示功图为样本库，智能化地自动根据示功图的形状准确判别油井的故障类型，可自动诊断的故障类型多达20种以上（包括泵正常、连抽带喷、供液不足、气影响、气锁、蜡影响、砂影响、稠油影响、振动影响、泵漏失、游动凡尔漏、固定凡尔漏、油管漏、游动凡尔卡死、固定凡尔卡死、活塞脱出工作筒、活塞撞固定凡尔、衬套乱、抽油杆断、抽油杆脱等）。

功图分析结果如下图1：

图1

5 结语

（1）应用自动化系统进行示功图自动采集，可连续测试并长期保存，并以此为依据进行科学的生产分析，及时、准确、全面地掌握生产情况，为决策提供可靠论据。（2）用Oracle数据库来存储功图信息，相对于用书面材料存储无论在时效上还是在准确率上有了极大的提高。（3）示功图通过网络发布与浏览，可以使不同的管理者通过同一个信息平台得到自己所需的示功图资料。（4）以信息化、自动化的示功图管理方式代替过去的人工管理方式，极大地提高了工作效率，丰富了我厂生产管理信息化的建设。