有杆泵井供排协调生产优化控制技术研究

作     者：陈伟时 

作者单位：西南石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张禾

授予年度：2017年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：间抽 合理动液面区间 控制 供排协调 示功图 

摘      要：在常规有杆泵抽油系统开采中后期,由于抽油泵排出量是按照开采初期最大产油量设计的,导致开采后期泵排出量大于地层的供液能力,造成供液不足。表现为抽油泵的充满度很低,采油效率低下,能源浪费。这种供排不协调产生的结果体现在油田有限的生产资源得不到充分利用,能源浪费,更可能导致即使采出了油,但依然出现亏损的现象。因此,本文在不改变抽油机机械结构的前提下,开展常规有杆抽油系统的生产优化控制技术研究,实现油井的高效节能生产。根据油井供液能力的变化,及时调整抽汲参数,使得抽油机始终工作在良好的供液范围内,实现油井在供排协调状态下持续稳定地高效生产是有杆抽油系统生产优化控制的关键所在。本文以常规游梁式抽油机间歇采油井为研究对象,在不改变其机械结构的前提下,通过油井运行分析中动液面对生产的重要性研究,完成了基于动液面的间抽冲次可调方法研究和控制方法研究,保证油井始终工作在合理动液面区间内,优化了间抽制度,提高了系统效率,降低了能耗,提升了油井的综合经济效益。本文取得成果如下:1.总结得出了油井供排协调状态下动液面与冲次之间的关系;完成了油井运行分析中动液面对生产的重要性研究;2.结合抽油泵工作机理,优选出了判断井下供液能力的方法;建立起间抽井动液面变化规律数学模型及仿真;提出了实现动液面连续测量的两种方法,即基于回声原理的动液面连续测量方法和示功图转泵功图的动液面连续测量方法;3.提出了基于动液面的间抽冲次可调方法,它是一种求取合理动液面区间的方法。该方法通过油井经济极限产量得到关井动液面高阈值边界,通过合理动液面模型得到开井动液面低阈值边界,以此形成合理动液面区间;4.结合动液面连续测量方法和基于动液面的间抽冲次可调方法,提出了基于动液面的间抽冲次控制方法。主要包括:建立了控制模型;优选出模糊神经网络控制器;采用遗传退火算法进一步优化了模糊神经网络控制器,得到了模糊神经网络最优控制器;接着,完成了最优控制器仿真分析,验证了模糊神经网络最优控制器的可行性和优良性;5.设计了基于动液面的间抽冲次监控系统,并应用于X-1井,结果表明,基于动液面的间抽制度合理,能够提效节能,精细化管理,提升油井综合效益。