数字化油井健康性评价与监测系统研究

发布时间：2017-08-06 19:17

  本文关键词：数字化油井健康性评价与监测系统研究

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【摘要】：当前我国石油需求量大,大部分油田又处于开采中后期,原油储量的降低,含水率升高,以及措施生产费用的增加都直接影响了石油企业的生产效益水平。油井可能处于无故障生产运行,但是产能没有发挥到最佳状态,甚至产生亏损却不被管理者知晓。因此建立油井生产运行综合评价体系对提高效益与效率具有重要意义。本文通过类比人体健康性和生态系统健康性等概念,提出了油井健康性评价的概念。油井的健康运行状态是指综合考虑从井底的供排关系、井筒中抽油泵的无故障运行再到地面上电机与传动部分的高效率运行等多方面因素的安全平稳无故障运行和生产参数达到最优匹配的状态。本文采用系统的评价方法,从油井的采出类、油井的工况类和油井的效率类三个方面选取对健康性有直接或间接影响的评价指标,进行油井的健康性综合评价。首先,本文针对目前采用最多的有杆泵抽油系统,进行经济运行和优化运行的分析。经济运行分析是利用盈亏平衡点法将油井按照效益分类,建立了经济界限模型,并进行了不确定分析。优化运行分析对油井的举升能力和油层的渗油能力分析,阐述了采油过程中合理动液面高度的意义并讨论了基于示功图的计算方法。并通过开井后沉没度的变化规律以及沉没度与泵效的关系,确定了沉没度的合理区间范围。考虑到关井后动液面的恢复过程可以间接反映油井供油能力,根据井底流压与渗油量的关系和井筒内液体的分布状态,建立了动液面恢复模型。为合理供排关系的确定和优化运行分析提供了基础。其次,在评价指标计算方面,讨论了系统效率的影响因素和泵效的计算方法,采用电能法计算平衡度,避免了极不平衡现象无法判断的问题。根据历史数据和指标的合理范围,考虑到油田系统的复杂性和模糊性,采用模糊综合评判法进行单因素指标评价,再由层次分析法确定指标权重,做多指标融合的综合评价,得出最终的评判结果。最后,介绍了数字化油井监测与评价系统,并采用javaFX2.0技术进行上位机软件的界面设计和编程,实时展示采集到的数据和油井运行状况,并可以在监控平台上进行故障分析与预警处理,使生产技术人员可以直观和及时的了解到油田的真实生产状况。
【关键词】：健康性 综合评价 优化运行 JavaFX2.0
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE93
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 本课题研究背景10-11
• 1.2 数字化油井健康性评价研究现状11-14
• 1.2.1 健康性概念的提出11
• 1.2.2 综合性评价的发展现状11-14
• 1.3 本文主要工作14-15
• 2 油井运行系统组成与原理15-22
• 2.1 油田采油方式和原理15-16
• 2.2 油梁式抽油机井的组成16-18
• 2.2.1 地上部分16-17
• 2.2.2 井下部分17
• 2.2.3 工作机制17-18
• 2.3 油井运行工况监测参数与测量方法18-22
• 2.3.1 电机参数的测量19
• 2.3.2 悬点载荷的测量19
• 2.3.3 示功图的采集和处理19-21
• 2.3.4 动液面的测量21-22
• 3 健康性评价技术要求与分析22-41
• 3.1 经济运行分析22-27
• 3.1.1 经济性评价指标22-24
• 3.1.2 经济效益模型24-25
• 3.1.3 经济界限模型25-27
• 3.2 优化运行分析27-34
• 3.2.1 合理动液面高度的意义27-28
• 3.2.2 油层渗油能力的分析28-31
• 3.2.3 油井举升能力的分析31-34
• 3.3 指标的计算方法34-41
• 3.3.1 系统效率34-36
• 3.3.2 泵效36
• 3.3.3 平衡度36-37
• 3.3.4 动液面37-41
• 4 油梁式抽油机井系统健康性评价41-56
• 4.1 健康性概念的提出41
• 4.2 健康性评价的基本原理和数学依据41-47
• 4.2.1 评价的步骤41-43
• 4.2.2 指标权重的确定方法43-46
• 4.2.3 多指标融合综合评判法46-47
• 4.3 健康性评价指标体系47-48
• 4.4 指标的确定与权重计算48-51
• 4.4.1 构造层次结构模型48-49
• 4.4.2 构造判断矩阵49-50
• 4.4.3 总层次排序50-51
• 4.5 原始数据的筛选与指标处理51-53
• 4.6 实施评价53-56
• 4.6.1 单因素指标评价53-54
• 4.6.2 多指标融合综合评价54-56
• 5 数字化油井监测系统的设计56-68
• 5.1 物联网体系结构图56-57
• 5.2 油井远程监测系统总体方案57-60
• 5.2.1 系统设计目标和功能57
• 5.2.2 系统结构组成57-58
• 5.2.3 上位机软件的设计任务58-60
• 5.3 用户层的技术实现60-64
• 5.3.1 富客户端编程60
• 5.3.2 技术选择60-61
• 5.3.3 编写界面61-64
• 5.4 系统展示64-68
• 结论68-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72

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本文编号：631119