技术简介
北京嘉和无限科技公司
2008年5月
一、油井量油的意义
油井计量是油田生产管理重要的内容，本方案是运用井口监测设备和诊断计量分析软件的智能化、网络化操作。通过选择适当的通信和网络系统，可以实现24小时对油井工况实时监测、诊断分析及计量。有效地优化油井生产，进而对单井直至整个油田生产现场的优化操作做出正确决策。
二、计量及资料录取现状及存在的问题
1、单井产液量录取
油井产出液计量主要通过流量计和“分离器+磁浮子”两种方法对油井实施单井产量计量。流量计主要用于含气量少，液量小的油井。“分离器+磁浮子”主要针对有一定气量，日产液量大、分离器可以压液面的油井进行计量。
2、现场数据测试录取
现场测试抽油机井示功图及电流电压，主要采用抽油机测试诊断仪或电量测试仪，定期对抽油机井地面功图及电流电压等参数进行现场测试录取。
3、存在的问题
目前，大多数油井计量普遍采取十几口油井的产出液进入同一计量间，共用一套计量装置的油井计量方式。计量过程中首先用两相计量分离器将油井产出物分出液、气两相，然后用磁浮子量液，人工井口取样化验含水率。油田进入高含水期后，这种计量方式主要存在以下问题：
（1）油井产液量普遍波动较大，且没有规律可循，低产油井还存在产液间歇现象，间歇时间长短不一，短时计量很难得出真实的产量。而且由于采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系统误差为10% ～20%。另外在高含水期，特别是在特高含水期，对于气液比低的油井计量后的排液十分困难，该计量操作造成很大不便。
（2）由于采用高液量生产和油层压裂等措施，增加了油井产液中的砂和杂质，含水率高又使仪表易结垢，齿轮流量计、腰轮流量计已不适用。
（3）资料录取及时性差，录取资料需要多级管理人员处理，过程多、人为因素多、时间长、影响资料的应用。
（4）资料录取耗时长，调查一次需要2-5天，时效性差，耗费人力多，针对性差。
（5）资料录取受现场、气候条件影响较大。
（6）不能对油井实时监控，及时发现现场和井筒出现的问题。
（7）不能及时掌控油井真实的生产时率。
三、本项目实施的必要性
随着油藏经营管理区的成立，采用准确、高效、实时的计量方式，对重新划分油藏经营单元，搞准油藏经营区块、单井产量、时率及满足油田经济高效的开发，具有十分重要的意义。
多年来国内各油田相继开展了油井计量方式、方法技术方面的研究，虽然取得了初步成效，但一直没有突破性进展。这一问题已成为如何降低地面开采成本，提高油田开发效益和实现油田高效开发的瓶颈问题。因此，油井计量技术的研究，是油田开发中迫切需要解决的关键问题之一。
1、油井单井计量的需要：传统计量站的计量方式存在着管理井数有限、计量时间短、操作麻烦等问题，需要对目前的计量方式进行改进和创新，以满足油田现场计量的需要。
2、降低计量输差的需要：采用“简单、可靠、实用”的计量新技术、新方法，实现油井计量方式的简化与变革，从而取代常规的单井计量法，以减少人为因素造成的计量输差，实现内部市场化的平稳运行，达到降低管理成本的目的。
3、发展趋势的需要：目前油井计量正朝着仪表化、高精度、快速化、自动化的方向发展，同时为了实现油井准确、快速的测量，也必须采用自动化的测量方法。
油井产量自动计量系统，提出了一种采用“功图法”计量单井产量的新的计量方法和时率监测测试新方法，能满足油井油藏动态监测及单井产液量计量技术的要求，实现单井及时动态计量，优化油藏经营管理单元，简化计量、集输流程，提高工作效率，减轻人工劳动强度，从而达到提高油藏经营管理水平和开发效益的目的。
4、减少传统模式计量站建设，减少和简化管网，从而达到较大幅度降低企业生产成本的目的。
四、系统技术原理
①抽油机井在线计量技术
功图量油技术的基本原理是把有杆泵井抽油系统视为一个复杂的振动系统（包括抽油杆、油管和液柱三个振动子系统），该系统在一定的边界条件和一定的初始条件下，对外部激励（地面功图）产生响应（泵功图）。建立有杆泵井抽油系统的力学、数学模型，该模型能计算出给定系统在不同井口示功图激励下的泵功图响应，对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程，进而求出折算地面有效排量计算出油井产液量。
②电泵井在线计量技术
在功图法计量的平台上，采用压差法计算，解决了电泵井的在线计量的瓶颈技术问题。
③螺杆泵井在线计量技术
同样，在开展螺杆泵井的远传在线计量技术研究时，国内外也没有其他可借鉴的成熟技术，经过研究攻关，采用容积法计量技术成功解决了这一技术瓶颈问题，从而为油井的工艺简化中存在的油井计量问题扫清了最后一个障碍。
④远程计量软件功能拓展
针对在线远传计量技术的软件功能的单一性（仅能计量单井液量），为了方便油井分析和管理工作，在现场试验的基础上拓展了新型单井远程在线计量软件功能,与油田现有网络平台对接，实现数据资源共享。远程计量软件功能拓展后，通过客户端平台，实现了油井的远程生产参数（电压、电流、功率、电量、载荷、冲次、冲程、井口压力、开停井时间）的监控、查询、检索、统计、分析以及故障报警等，形成了在线远程计量信息系统管理平台。主要表现在：
一是拓展了功图法量油技术软件功能，将软件从单机版升级到网络版，并与上游生产信息系统完成对接，方便了油井分析和管理工作。
二是增加了电量采集模块和压力传感器，实现了油井远程负载平衡、用电设备测试和压力跟踪。
三是建立了预警、报警系统，对计量数据波动大的油井进行预警，对砂卡、气锁、杆断、管漏等进行报警，为技术人员对油井进行故障诊断提供第一手资料。
由此可鉴，通过实施该项技术，能在油藏经营管理区达到大大简化地面集输流程、降低投资、减少工人劳动强度、提高油藏经营管理区整体效益和管理水平的目的。
五、实施方案
（一） 方案设计依据及原则
1、方案设计依据
根据选定区块油田资源基础、建设条件及现场实际情况提出抽油机井单井产量远程自动计量系统的技术方案，为现场实施提供技术依据。
（1）拟计划实施油井的具体地理位置及地形地貌相关资料及数据；
（2）石油行业相关规定、标准，股份公司和油田公司相关政策及规定；
2、执行标准
国家标准及行业有关标准
3．设计总体原则
根据油田地面系统改造情况，综合考虑油田系统配套、工艺技术、近远期目标、原油性质等多种因素，本着“技术先进、实用配套、经济有效”的原则，立足长远，总体规划，系统配套，提高油田地面系统改造整体水平。
（二） 系统概述
1、系统组成
（1）．油井功图数据测试终端：
该终端采用低功耗处理器，工作在低功耗工作模式，利用太阳能电池板及小容量蓄电池供电，利用加速度传感器作为位移传感器，无需其它位移传感器，可以长期安装在油井上，实时或定时采集功图数据，并可以存储一段时期内的数据。
（2）．油井数据采集终端：
该终端通过无线方式对功图数据测试终端的数据进行采集存储，并对电压、电流、转速、扭矩、温度等信号进行采集和存储。通过GPRS或CDMA模块将采集数据传送至中心处理系统。
（3）．油井数据处理中心：
该中心接收由油井数据采集终端通过GPRS或CDMA模块传送上来的数据，对数据进行分析、处理、存储。
2、系统具有以下主要功能特点：
（1）油井工况检测功能
对自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井采集电压、电流、功率、载荷、冲次、冲程、井口压力、油温、生产时率、转速、扭矩及巡井时间等生产参数，并实现人工/自动远程控制。
（2）故障报警功能
停电、停机、回压异常、缺相及电流异常、抽油机抽空、防盗红外监控。
（3）控制保护功能
对油井间抽控制；缺相、三相电流不平衡；远程启停控制和开关井场照明灯；实现对油水井产/注液量的自动计量控制。
（4）数据通讯功能
单井采用自主开发的远程数据采集控制器（RTU）与上位机进行数据通信；中控室采用无线宽带/光缆网络通讯方式实现联网。
（5）数据管理功能
图形方式实时显示压力、温度、载荷、扭矩、电流、电压、功率等各种生产参数及泵、机等生产设备运行状态；实现生产参数超限报警及设备故障报警，预测故障位置和故障原因并进行相应提示。
（6）油井产量、电量计量功能
在油井正常运行期间，能够实现远程测试数据的自动录取，根据采集的压力、转速、地面示功图、电量等数据，应用油井量油技术，计算油井产液量，实现在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和用电情况。
（7）油井生产系统分析与优化决策功能
根据检测数据，进行生产井参数优化设计、在线诊断、抽油井系统效率分析等。
（8）网络查询功能
通过IE浏览器实时监控生产数据、液量计量、工况诊断、优化设计等结果，查询有关生产报表及分析结果。
