示功图样本库汇编.doc
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示功图诊断技术在油田管理中的应用
新疆油田公司彩南油田作业区
2007年1月
目录
应用背景 错误！
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一、抽油泵工作状况的分析 错误！
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1.1供液不足的示功图
1.2气体影响的示功图
1.3泵漏失的示功图
1.4抽油杆断脱的示功图
1.5砂卡、垢卡的示功图
1.6蜡影响的示功图
1.7油管漏的示功图
二、诊断技术的应用 错误！
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2.1软件技术的应用 错误！
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2.2判断泵的工况和计算油井的产量 错误！
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2.3各级杆柱的应力计算 错误！
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2.4计算和分析抽油机的扭矩平衡 错误！
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2.5估算泵的吸入口压力及预测油井的产能 错误！
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三、彩南油田诊断软件效果评价 错误！
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3.1软件使用评价 错误！
未定义书签。
四、认识和结论 错误！
未定义书签。
首先，感谢一年来作业区领导、机关科室及各兄弟单位对中控室诊断工作的支持和帮助，通过你们的帮助和支持，使示功图诊断工作有了较大的进步，现将一年的工作做一个总结和汇报。
彩南油田自动化系统所采集的油井示功图数据，明显具有本油田独有的一些的特征，为了方便分析抽油井示功图，通过对一年的诊断工作的总结，将具有代表意义的示功图诊断和解释汇总总结，确定为分析样本，从而提高对油井示功图解释的工作效率及减轻劳动强度，为现场人员的对油井的判断提供便利。
充分发挥自动化的优势，全面、准确、有效服务于现场日常工作，精细、科学管理油田，挖掘油田潜能。
一、抽油泵工作状况的分析
在油田生产管理中，对抽油机井的示功图分析，是油井管理的重要手段。
在实际工作中是以采集的示功图作为分析抽油泵工作状态的主要依据。
由于现场抽油井的运行情况较为复杂，受到井下作业质量以及油井出砂、结蜡、地层水和使用杆柱的不同等等多种因素的综合影响，在示功图的解释分析过程中既要依据采集的示功图和油井的各种资料作全面分析，又要找出影响油井的主要因素。
油井在特定的因素影响下，其示功图表现出特有的图形特征，虽然实际生产过程中油井示功图的形状受多种因素影响的图形叠加，但总有一种主要因素影响，所以，通过示功图的形状的基本特征找出油井的主要影响因素。
抽油机井的示功图诊断分析，其所能解决的内容可归纳为以下几个方面：
1.判断泵工作是否正常；
2.判断油井供液与井筒排液的协调情况；
3.判断防冲距是否过大或过小；
4.判断油井出砂，结蜡情况；
5.判断气体影响程度；
6.了解各部分负荷的组成；
7.判断油井的产量，压力和泵效损失的组成因素等等；
1.供液不足的示功图
当油井的沉没度过小（在彩南一般沉没度低于150m，将其归为地层供液能力弱），地层的供液能力不足，使井液不能充满泵筒，其图形特征是在下冲程中悬点负荷不能立即减小，只有当柱塞接触液面时，才迅速卸载，卸载线呈“刀把”状。
在大冲次的井上，因柱塞撞击液面在抽油泵上会造成较高的冲击应力，使示功图的载荷线出现较大的波浪。
附图：
供液不足实测功图
附表：
供液不足井液面资料
井号
区块
层位
测试日期
采油方式
监测名称
油压
MPa
套压
MPa
音标深度
m
音速
m/s
动液面
m
静液面
m
泵深
m
沉没度
m
油层中部
m
人工井底
m
C2822
彩10
J2x
2007-2-9
抽油
动液面
2
398.6
386
1870.8
1901.6
30.8
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-3-15
抽油
动液面
2.2
398.6
386.3
1518.5
1901.6
383.1
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-5-15
抽油
动液面
1.1
398.6
377.1
1867.9
1901.6
33.7
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-6-21
抽油
动液面
1.5
398.6
358.8
1768.5
1901.6
133.1
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-7-10
抽油
动液面
1.4
398.6
374
1841.3
1901.6
60.3
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-7-29
抽油
动液面
3.3
398.6
369.6
1874.6
1901.6
27
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-9-19
抽油
动液面
1.3
398.6
374
1859.6
1901.6
42
2199.8
2230
C2822
彩10
J2x
2007-10-13
抽油
动液面
1
398.6
370.5
1842.6
1901.6
59
2199.8
2230
2.气体影响的示功图
以气体影响为主要影响因素的这部分井，功图上主要表现和供液不足相似成“刀把”形，产生的原因是在上冲程末，泵的余隙内的气体被压缩，下冲程开始后因压缩气体膨胀使泵压不能快速降低，导致固定凡尔打开滞后，加载变缓。
余隙越大，油井进入泵内的气量越大，固定凡尔打开的滞后现象越严重，功图上的“刀把”越明显。
在实际生产过程中，判断油井功图是否是受气体影响，仅靠功图的特征无法区分，还需了解油井产气量和井下工艺等其他资料进行综合判断分析。
附表：
气体影响井资料
井号
日期
液量
产气量
含水
备注
平均回压
平均套压
C129
2007-10-06
3.12
5463
0
（+彩017&c127）单独计量
1.3
3.6
C129
2007-11-06
5.58
4733
82.4
（+彩017&c127）单独计量
1.4
2
C129
2007-11-08
18.94
4238
0
（+彩017&c127）、配合计量停1h、单独计量
1.48
0
C129
2007-11-09
8.64
7468
0
（+彩017&c127）、单独计量
1.44
0
C129
2007-11-12
0
0
0
（+彩017&c127）单独计量不上油
1.47
0
C129
2007-11-17
11.76
6334
0
（+彩017&c127）单独计量
1.45
0
C129
2007-11-20
1.98
2703
0
（+彩017&c127）单独计量
1.46
0
C129
2007-11-29
6.37
3740
54.8
（+彩017&c127）单独计量、配合计量停1h
1.44
0
C129
2007-11-30
9.13
3331
0
（+彩017&c127）防腐防垢化学防蜡
1.42
0
C129
2007-12-06
7.44
1866
2.2
（+彩017&c127）10:
00调开、调冲程4.2到3.4
1.1
5.5
C129
2007-12-07
1.05
3059
67.7
（+彩017&c127）单独计量
1.28
0
附图：
气体影响实测功图
3.泵漏失的示功图
泵漏失是生产过程中常见的故障，主要分为游动凡尔漏、固定凡尔漏和双凡尔漏这三部分。
1）游动凡尔漏失
在生产过程中，抽油井在上冲程时，泵内的压力降低，柱塞两端产生压差，使柱塞上部的液体因游动凡尔不严密，漏失到柱塞下部的泵筒内，由于漏失到柱塞下的液体的“顶脱”作用，悬点负荷不能快速上升到最大，示功图表现为加载线加载缓慢。
同时，加载线的倾斜度加大。
附图：
游动凡尔漏失实测功图
附图：
游动凡尔漏失实测功图
当漏失量加大到一定程度后，由于漏失液体对柱塞的“顶脱作用”也加大。
上冲程的负荷远低于正常时的最大负荷，固定凡尔始终是关闭的，泵的排量为零。
附图：
游动凡尔严重漏失实测功图
附图：
游动凡尔严重漏失实测功图
2）固定凡尔漏失
抽油井的固定凡尔漏失时，在下冲程开始后，由于固定凡尔漏失使泵内压力不能及时提高，延缓了卸载过程。
同时，也使游动凡尔不能及时打开，减小泵的有效冲程。
在实测的示功图上表现为卸载线坡度变缓。
悬点负荷卸载时间加长。
在判断固定凡尔漏失的时，需同时了解油井的供液能力和产气量等油井资料。
附图：
固定凡尔漏失实测功图
附图：
固定凡尔漏失实测功图
当油井的固定凡尔严重漏失时，游动凡尔一直不能打开，悬点不能卸载，采集的示功图表现的特征，呈一窄条位于原正常示功图的上部。
附图：
固定凡尔严重漏失实测功图
3）双凡尔漏失
固定凡尔和游动凡尔同时漏失的示功图是分别漏失的图形的叠加，近似于椭圆形的图形特征。
4.抽油杆断脱的示功图
抽油井在生产过程中，发生抽油杆断脱后，悬点负荷实际就是断脱点以上的抽油杆的重量，只是由于摩擦阻力使的上下负荷线不重合，油井的井深越深，断点越接近抽油泵，其上下负荷线间的宽度越大。
图形的位置取决于断脱点的深浅。
抽油杆柱断脱位置的计算可用：
L=（Qmax+Qmin）/2/Qr
L-----自井口算起的断脱点深度
Qmax－－实测最大负荷（kg）
Qmin－－实测最小负荷（kg）
Qr－－－每米抽油杆在空气中的自重（kg/m）
附图：
抽油杆断脱实测功图
附图：
抽油杆断脱实测功图
附图：
抽油杆断脱实测功图
附图：
抽油杆断脱实测功图
5.砂卡、垢卡的示功图
在油井出砂或结垢后，由于砂卡或垢卡造成的阻力，当柱塞运动时，通过局部的阻力悬点负荷在极短时间内发生很大的变化，在示功图的负荷线上出现不规则的锯齿，上下载荷线震动剧烈。
附图：
垢卡实测功图
附图：
C1026砂卡实测功图
6.蜡影响的示功图
在油井结蜡后，上冲程负荷增加，大于正常最大负荷，下冲程时，负荷减小，小于原正常最小负荷，同时油井的产液量逐步缓慢下降，因油井的结蜡是一个较长的缓慢过程，判断时需要配合一个较长周期的产量变化、负荷变化趋势和示功图的变化趋势相配合进行综合判断。
如下表中的C1050井的从2007年8月9日到2007年10月25日，产液从29t逐渐下降的24t，最大负荷从5950kg逐渐上升到7332kg，最小负荷从3047kg下降到2502kg，功图逐渐增大。
说明油井的油管结蜡逐渐增加，井液通道正在缩小，导致产液下降。
蜡影响因素逐渐加强。
井号
日期
液量
产气量
含水
备注
平均回压
平均套压
最大载荷
最小载荷
平均载荷
C1050
2007-08-09
29.07
331
0
井一线跳闸停1h
0
0
5950
3047
4498.5
C1050
2007-08-10
0
0
80.9
1.41
0
5985
3043
4514
C1050
2007-08-11
28
273
0
1.45
2.2
5922
3070
4496
C1050
2007-08-12
0
0
0
防腐防垢化学防蜡
1.43
0
5950
3030
4490
C1050
2007-08-13
30.11
195
0
1.46
0
5950
3030
4490
C1050
2007-08-14
0
0
0
1.46
0
6046
2947
4496.5
C1050
2007-08-15
28.89
329
80.4
1.43
0
6032
2947
4489.5
C1050
2007-08-16
0
0
75.6
1.45
5.2
6102
2920
4511
C1050
2007-08-17
34.88
276
79.1
1.44
0
6260
2875
4567.5
C1050
2007-08-18
28.11
275
0
1.43
0
6080
2923
4501.5
C1050
2007-08-19
28.15
406
76.7
防腐防垢化学防蜡
1.49
0
6129
2906
4517.5
C1050
2007-08-20
28.15
323
75.2
1.48
0
6129
2875
4502
C1050
2007-08-23
27
307
0
1.51
0
6291
2858
4574.5
C1050
2007-08-25
32.53
311
0
1.53
0
6360
2795
4577.5
C1050
2007-08-29
28.7
332
0
1.55
0
6264
2891
4577.5
C1050
2007-09-02
27.29
264
0
防腐防垢、化学防蜡
1.59
0
6403
2931
4667
C1050
2007-09-04
26.81
240
80.2
1.61
0
6444
2876
4660
C1050
2007-09-06
26.98
294
0
1.65
8.4
6409
2876
4642.5
C1050
2007-09-08
27.4
352
0
1.48
0
6410
2876
4643
C1050
2007-09-08
27.4
352
0
1.48
0
6410
2876
4643
C1050
2007-09-10
31.25
291
74.4
1.45
0
6272
3031
4651.5
C1050
2007-09-10
31.25
291
74.4
1.45
0
6272
3031
4651.5
C1050
2007-09-12
26.83
258
0
1.49
0
6326
2976
4651
C1050
2007-09-12
26.83
258
0
1.49
0
6326
2976
4651
C1050
2007-09-14
26.76
276
0
1.53
0
6486
0
3243
C1050
2007-09-14
26.76
276
0
1.53
0
6486
0
3243
C1050
2007-09-16
27.46
309
0
防腐防垢化学防蜡
1.7
8
6478
2904
4691
C1050
2007-09-16
27.46
309
0
防腐防垢化学防蜡
1.7
8
6478
2904
4691
C1050
2007-09-18
25.39
342
0
1.55
0
6395
2887
4641
C1050
2007-09-18
25.39
342
0
1.55
0
6395
2887
4641
C1050
2007-09-20
26.87
338
0
1.61
0
6527
2849
4688
C1050
2007-09-20
26.87
338
0
1.61
0
6527
2849
4688
C1050
2007-09-22
25.26
313
0
1.62
0
6610
2835
4722.5
C1050
2007-09-22
25.26
313
0
1.62
0
6610
2835
4722.5
C1050
2007-09-24
27.63
391
0
防腐防垢化学防蜡
1.59
0
6610
2821
4715.5
C1050
2007-09-24
27.63
391
0
防腐防垢化学防蜡
1.59
0
6610
2821
4715.5
C1050
2007-09-26
27.47
386
0
1.7
8.6
6747
2738
4742.5
C1050
2007-09-26
27.47
386
0
1.7
8.6
6747
2738
4742.5
C1050
2007-09-26
27.47
386
0
1.7
8.6
6747
2738
4742.5
C1050
2007-09-29
24.74
283
0
1.59
0
6843
2725
4784
C1050
2007-09-29
24.74
283
0
1.59
0
6843
2725
4784
C1050
2007-10-01
25.16
347
0
扫线
1.68
8.6
6816
2684
4750
C1050
2007-10-01
25.16
347
0
扫线
1.68
8.6
6816
2684
4750
C1050
2007-10-03
25.27
334
78.4
1.36
0
6872
0
3436
C1050
2007-10-03
25.27
334
78.4
1.36
0
6872
0
3436
C1050
2007-10-05
25.09
392
0
1.39
0
6878
2709
4793.5
C1050
2007-10-05
25.09
392
0
1.39
0
6878
2709
4793.5
C1050
2007-10-07
29.07
412
0
防腐防垢化学防蜡
1.36
0
6713
0
3356.5
C1050
2007-10-07
29.07
412
0
防腐防垢化学防蜡
1.36
0
6713
0
3356.5
C1050
2007-10-09
33.26
528
0
1.35
0
6500
2904
4702
C1050
2007-10-09
33.26
528
0
1.35
0
6500
2904
4702
C1050
2007-10-11
26.55
274
0
1.38
5.2
6623
0
3311.5
C1050
2007-10-11
26.55
274
0
1.38
5.2
6623
0
3311.5
C1050
2007-10-13
28.52
419
0
1.35
0
6657
2763
4710
C1050
2007-10-13
28.52
419
0
1.35
0
6657
2763
4710
C1050
2007-10-15
25.84
418
81.2
1.34
0
6747
2805
4776
C1050
2007-10-15
25.84
418
81.2
1.34
0
6747
2805
4776
C1050
2007-10-17
27.55
345
0
1.36
0
6892
0
3446
C1050
2007-10-17
27.55
345
0
1.36
0
6892
0
3446
C1050
2007-10-19
25.91
391
0
1.37
0
6975
2694
4834.5
C1050
2007-10-19
25.91
391
0
1.37
0
6975
2694
4834.5
C1050
2007-10-21
22.92
304
76.1
防腐防垢、化学防蜡
1.4
2
6968
2632
4800
C1050
2007-10-22
24.23
328
0
1.43
0
7133
2584
4858.5
C1050
2007-10-23
26.13
346
0
1.45
0
7168
2599
4883.5
C1050
2007-10-23
26.13
346
0
1.45
0
7168
2599
4883.5
C1050
2007-10-25
24.14
336
0
防腐防垢化学防蜡
1.41
0
7188
2518
4853
C1050
2007-10-25
24.14
336
0
防腐防垢化学防蜡
1.41
0
7188
2518
4853
C1050
2007-10-27
27.05
362
79.9
1.46
0
7332
2502
4917
C1050
2007-10-28
29.38
93
0
水洗39方、调冲程3.6-3m，16:
00系统试井
1.4
0
7230
2559
4894.5
C1050
2007-11-17
43.36
523
85.2
系统试井、调冲次4-6、停0.5h
1.41
6.4
6361
0
3180.5
C1050
2007-11-18
38.67
423
83.9
系统试井
1.44
7
6396
0
3198
C1050
2007-11-19
39.43
471
78.4
系统试井
1.41
8
6424
2973
4698.5
C1050
2007-11-20
37.98
583
81.5
系统试井
1.42
8
6348
2959
4653.5
C1050
2007-11-21
42.44
218
81.5
系统试井、测试停2h
1.38
8.1
6946
3000
4973
C1050
2007-11-22
39.68
539
86.1
系统试井
1.47
0
6582
3042
4812
C1050
2007-11-23
40.83
486
76.4
系统试井、测试停2h
1.43
2.6
6361
3028
4694.5
附图：
C1050蜡影响实测功图
7.油管漏的示功图
在油井的生产过程中，由于偏磨、井下管柱疲劳和杆柱质量等原因造成油管破损，
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