專利名稱：一種采油機的工作制度自動適應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采油的工作制度自動適應(yīng)控制方法。
油田采油時，由于生產(chǎn)壓力過大或采出速度過高引起嚴重的內(nèi)部微粒運移，出砂、流體向井底流動過程中、流體壓力、溫度引起無機垢沉積和有機垢沉淀，以及由于壓力下降原油脫氣出現(xiàn)多相流動。都將引起原油有效滲透率下降，油井表皮因子增加、損害了油層，降低了油井自然產(chǎn)量。因此采油生產(chǎn)過程中油層損害的因素，可歸納為生產(chǎn)壓差或采出速度不合理、油層出砂、結(jié)垢、原油脫氣等。
地層壓力是原油從地層流向井底的動力，保持地層壓力可使達到同一產(chǎn)量的油井維持較高的井底壓力。可以延緩或減少原油中溶解氣在采油生產(chǎn)中的逸出時間，提高采收率，增加原油粘度，使原油流動能力減弱。保持地層壓力對結(jié)垢。析蠟有抑制作用，還可以減輕油層的出砂趨勢。
目前國內(nèi)采油是通過人工定期采用儀器測井，取得一定數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析后人工改變抽油機的工作參數(shù)，以求得暫時的適應(yīng)。由于定期測井的滯后性和人工分析的不準確性，使得采油效率不高、油層容易遭到破壞。
本發(fā)明的目的在于提供一種自動控制采油機沖程、沖次變化，使得采出速度與地下油流壓力在動態(tài)變化中相應(yīng)適應(yīng)，既能充分保護地下油層，又能滿足油藏工程要求的前提下，最大限度地提高采油量的采油機的工作制度自動適應(yīng)方法。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的關(guān)鍵是在采油機運行的多種工作制度下，由安裝在采油機懸繩器上的載荷傳感器，將采油過程中的載荷數(shù)碼信號實時傳輸給可編程序控制器PLC，井下壓力傳感器將采油過程中的井下油流數(shù)碼信號實時傳輸給可編程序控制器PLC，采油機在一定時間內(nèi)，自動從低沖次、短沖程向長沖程、高沖次遞進，提高采出速度；當載荷信號反映欠載或空載時，或井下流體壓力信號下降時，可編程序控制器PLC通過模式識別確認后指令采出速度開始降低，直至上述信號恢復穩(wěn)定時，保持采出速度，反之亦反。
本發(fā)明所提供的方法可將載荷數(shù)碼、井下壓力信號進行存儲和處理，并根據(jù)井下壓力、采油機載荷、采油機的工作制度三者數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進行優(yōu)化組態(tài)，在穩(wěn)定油流壓力和采油機載荷充足的前提下，對采油機的工作制度進行優(yōu)化編程，并指令變頻器驅(qū)動電機進行運轉(zhuǎn)采油。使采油機能夠隨時自動跟蹤進下油流壓力變化和采油機載荷變化，自動改變采油機的工作制度。達到最大限度提高采油量，提高經(jīng)濟效益，既能充分保護地下油層，又能滿足油藏工程要求。使油田開發(fā)以較少的投入獲得最佳的效果。
本發(fā)明具體方法如下所述井下壓力信號除可取自于井底壓力傳感器外，還可以取自于井口壓力傳感器或井口液位傳感器。由于這種方式不能直接取得井底信號，因此，所得參數(shù)需經(jīng)過計算機計算后，間接取得井底壓力參數(shù)。其優(yōu)點是節(jié)省了井下安裝壓力傳感器的成本，缺點是通過井口液位傳感器或井口壓力傳感器取得井下參數(shù)是間接的，精確度稍差。
井下壓力傳感器將井下信號數(shù)據(jù)傳輸給PLC(靜態(tài)壓力)，PLC按事先設(shè)置的每分鐘不同的沖次、沖數(shù)和沖程、距離參數(shù)指令變頻器驅(qū)動電機進行抽采運行。在一定的時間內(nèi)，不同的沖次、沖數(shù)、沖程距離使采出的液量不同，同時也使井下壓力傳感器傳輸給PLC的動態(tài)壓力信號數(shù)據(jù)發(fā)生變化，當井下流體壓力的變化低于相應(yīng)的采出速度(沖次、沖程)時，采油機的載荷傳感器傳輸給PLC的數(shù)據(jù)信號表現(xiàn)為泵載不滿或空載。使產(chǎn)液量降低，同時會使油層出砂，油氣分離等問題出現(xiàn)，破壞油層產(chǎn)油。
當井下流體壓力的變化等于相應(yīng)的采出速度(沖次、沖程)時，采油機的載荷傳感器傳輸給PLC的數(shù)據(jù)信號表現(xiàn)為泵載充滿或滿載，使產(chǎn)液量穩(wěn)定。同時會使油層得到保護。
當井下流體壓力的變化大于相應(yīng)的采出速度(沖次、沖程)時，采油機的載荷傳感器傳輸給PLC的數(shù)據(jù)信號無欠載或空載時，說明采出效率低，產(chǎn)液量還有增長的余地，應(yīng)加大采出速度(沖次、沖程)，最大限度的提高產(chǎn)液量，提高經(jīng)濟效益。
由于油田的開發(fā)是在動態(tài)下進行的，地質(zhì)、油藏及注入壓力等諸多原因使地下流體壓力每時每刻都在發(fā)生變化，同時，由于采油機對井下液體不斷的采出，也使井下流體的壓力每時每刻發(fā)生著變化。對于油田來說，最大限度的采出是第一位的，應(yīng)該是最有效益的。離開經(jīng)濟效益無從談及其它。但是，不考慮井下供液能力的采出速度會造成地下的破壞，會使油田開發(fā)期縮短。效益降低。因此，掌握地下的供液能力與采出速度之間的關(guān)系，通過采出速度(沖次、沖程)的變化引起地下流體壓力的變化，在載荷充足的情況下，通過采出速度的變化曲線，認識了解并掌握地下流體壓力的變化規(guī)律，并使采出速度(沖次、沖程)隨著地下流體壓力的變化而得到即時相應(yīng)的調(diào)整，達到在最大限度保證采出液量(經(jīng)濟效益)的前提下，使地下油層能夠得到充分的保護，使油田開發(fā)能獲得較長時期的好的產(chǎn)出量。
實施工作步驟如下一、啟動電源開關(guān)。
二、井下壓力傳感器將井下流體壓力信號數(shù)值輸入PLC并存儲。
三、將設(shè)定的自動采出速度(沖次、沖程)范圍輸入PLC，啟動采油機運行。
四、采油機在一定時間內(nèi)，自動從低沖次、短沖程向長沖程、高沖次遞進，提高采出速度。PLC同時采集并存儲井下流體壓力傳感器提供的壓力變化曲線和采出速度(沖次、沖程)曲線以及載荷傳感器提供的每個沖次、沖程的載荷變化曲線。
五、PLC對采油機運行中的三種動態(tài)曲線進行分析處理。
(1)當出現(xiàn)載荷曲線(欠載或空載)時，說明井下供液量不足，PLC通過模式識別確認后指令采出速度(沖次、沖程)開始降低，直至載荷信號充滿或滿載時，采出速度保持穩(wěn)定。
(2)當井下流體壓力曲線出現(xiàn)下降時，說明井下供液量不足，PLC通過模式識別確認后指令采出速度(沖次、沖程)開始降低，直至井下流體壓力恢復穩(wěn)定時，采出速度(沖次、沖程)變化停止，保持穩(wěn)定不變。
(3)當井下流體壓力曲線無下降現(xiàn)象時(載荷無欠載或空載的前提下)，說明井下供液量充足，PLC通過模式識別確認后指令采出速度(沖次、沖程)，適當上升，并保持長時期較高的產(chǎn)液量狀態(tài)。
六、采油機運行過程過程中，PLC在設(shè)定的調(diào)整范圍內(nèi)，始終實時的自動根據(jù)井下流體壓力的上升與下降來調(diào)整采出速度(沖次、沖程)的上升與下降，并以穩(wěn)定的井下液體壓力為基礎(chǔ)，保持穩(wěn)定的采出速度(沖次、沖程)進行采油。
權(quán)利要求
1．一種采油機的工作制度自動適應(yīng)方法，其特征在于在采油機運行的多種工作制度下，由安裝在采油機懸繩器上的載荷傳感器，將采油過程中的載荷數(shù)碼信號實時傳輸給可編程序控制器PLC，井下壓力傳感器將采油過程中的井下油流數(shù)碼信號實時傳輸給可編程序控制器PLC，采油機在一定時間內(nèi)，自動從低沖次、短沖程向長沖程、高沖次遞進，提高采出速度；當載荷信號反映欠載或空載時，或井下流體壓力信號下降時，可編程序控制器PLC通過模式識別確認后指令采出速度開始降低，直至上述信號恢復穩(wěn)定時，保持采出速度，反之亦反。
全文摘要
一種采油機的工作制度自動適應(yīng)方法,本方法采用井下壓力傳感器和采油機上的載荷傳感器,由PLC采集采油機抽油過程中井下液體的壓力數(shù)值和載荷數(shù)值。通過PLC的程序控制,使采油機始終處于滿載、滿泵下運行,并使采油機的工作制度始終自適應(yīng),能滿足井下液體流動壓力的情況下進行合理采油。本發(fā)明具有自動識別地下油層狀況,最大限度提高采油效率,保護地下油層,防止抽空,防止油井出砂,節(jié)能等優(yōu)點。
文檔編號E21B43/00GK1320761SQ0010613
公開日2001年11月7日 申請日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者盧旭, 李瑩 申請人:盧旭, 李瑩