【正文】 1 采油工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 2 本次采油工程課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，讓學(xué)生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)思路。 1．有桿泵抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1． 1 有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 有桿抽油系統(tǒng)包括油層，井筒流體、油管、抽油桿、泵、抽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、地面出油管線(xiàn)直到油氣分離器。有桿抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是選擇合理的機(jī)，桿，泵，管以及相應(yīng)的抽汲參數(shù)，目的是挖掘油井潛力，使生產(chǎn)壓力差合理，抽油設(shè)備工作安全、高效及達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益。 在生產(chǎn)過(guò)程中，井口回壓 hp 基本保持不變，可取為常數(shù)。它與出油管線(xiàn)的長(zhǎng)度 、分離器的入口壓力有關(guān)，此處取 Mpaph ? 。 抽油井井底流壓為 wfp 向上為多相管流 ,至泵下壓力降至泵的沉沒(méi)壓力 (或吸入口壓力 ) np ,抽油泵為增壓設(shè)備 ,故泵出口壓力增至 zp ,稱(chēng)為泵的排出口壓力 .在向上 ,為抽油桿油管間的環(huán)空流動(dòng) .至井口 ,壓力降至井口回壓 hp 。 (1)設(shè)計(jì)內(nèi)容 對(duì)剛轉(zhuǎn)為有桿泵抽油的井和少量需調(diào)整抽油機(jī)機(jī)型的有桿抽油井可初選抽油機(jī)機(jī)型。對(duì)大部分有桿抽油油井。抽油機(jī)不變，為己知。對(duì)于某一抽油機(jī)型號(hào)，設(shè)計(jì)內(nèi)容有： 泵徑 、 沖程 、 沖次 、 泵深及相應(yīng)的板徑 、 桿長(zhǎng)，并求載荷 、 應(yīng)力 、 扭矩 、 功率 、 產(chǎn)量等技術(shù)指標(biāo)。 (2)需要數(shù)據(jù) 井：井深，套管直徑，油層靜壓，油層溫度 混合物：油 、 氣 、 水比重，油飽和壓力 生產(chǎn)數(shù)據(jù)：含水綠，套壓，油壓，生產(chǎn)氣油比，原產(chǎn)量，原流壓（或原動(dòng)液面）。 (3)設(shè)計(jì)方法這里介紹給定配產(chǎn)時(shí)有桿抽油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。首先需要獲得油層的IPR 曲線(xiàn)。若沒(méi)有井底流壓的測(cè)試值，可根據(jù)測(cè)試液面和套壓計(jì)算得井底流壓，從而計(jì)算出采液指樹(shù)及 IPR 曲線(xiàn)。 1） 根據(jù)測(cè)試液面計(jì)算測(cè)試點(diǎn)流壓 3 從井口到井底可分為三段。從井口到動(dòng)液面為氣柱段，若忽略氣柱壓力，則動(dòng)液面頂端壓力仍為套壓。從動(dòng)液面到吸入口為純油柱段，可以將這一段分為許多小段，采用迭代壓力方法可求出每小段油的密度，最后求出吸口處的壓力。從吸入至油層中部分多相管流段。通過(guò)分小段計(jì)算多相管流壓力分布，可求得測(cè)試點(diǎn)流壓。 2） 根據(jù)測(cè)試點(diǎn)流壓和產(chǎn)量 計(jì)算 IPR 曲線(xiàn) 3） 給定配產(chǎn)量時(shí)有桿油油井設(shè)計(jì)步驟（簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法） a． 利用 IPR 曲線(xiàn)，由給定產(chǎn)量 39。Q 計(jì)算流壓。 b． 按 39。Q 由流壓向上進(jìn)行多相管流計(jì)算，得不同深度處的壓力分布。一般分若干小段進(jìn)行壓力分布計(jì)算。為了計(jì)算簡(jiǎn)便，此處可按深度增量迭代方法分兩段計(jì)算。若井底流壓 wfp 高于飽和壓力 bp ，則以飽和壓力點(diǎn) bp 為分界線(xiàn)分為兩段， wfp 從 到 bp 為一段，從 bp 到零為一段。若井底流壓 wfp 低 于飽和壓力 bp ，則以 2/wfp 為分界線(xiàn)分為兩段，從 wfp 到 2/wfp 為一段，從 2/wfp 到零為一段。 c． 根據(jù)泵沉沒(méi)壓力內(nèi)插確定泵深； d． 初選桿 、管直徑，按 39。Q 由井口向下進(jìn)行桿 、管環(huán)空壓力分布計(jì)算，得不同深度處的壓力分布，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，給定壓力分布； e． 對(duì)某一抽汲參數(shù)組合：泵徑、沖程、沖次、泵沉沒(méi)壓力，計(jì)算液柱載荷，設(shè)計(jì)抽油桿柱； f． 計(jì)算扭矩和需要電機(jī)功率等校核抽油機(jī)： g． 計(jì)算泵效：從而計(jì)算出產(chǎn)量 Q h． 判斷 ???39。39。39。39。Q。若不成立，則換另一組抽汲參數(shù)，轉(zhuǎn)第 e 步；若成立轉(zhuǎn)第 i步。 i． 計(jì)算舉升效率。 j． 通過(guò)計(jì)算多組抽汲參數(shù)的產(chǎn)量，最后得到產(chǎn)量比配產(chǎn)高但最接近且經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)較好的抽汲參數(shù)組合。 油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算 4 油井流入動(dòng)態(tài)是指油井產(chǎn)量與井底流動(dòng)壓力的關(guān)系，它反映了油藏向該井供油的能力，從單井來(lái)講， IPR 曲線(xiàn)表示了油層工作特性。因而，他既是確定油井合理工作方式的依據(jù)，也是分析油井動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算采用 Petrobras 方法。Petrobras方法計(jì)算綜合 IPR曲線(xiàn)的實(shí)質(zhì)是按含水率取純油 IPR曲線(xiàn)和水 IPR曲線(xiàn)的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測(cè)試點(diǎn)計(jì)算采液指數(shù)時(shí)，是按產(chǎn) 量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測(cè)產(chǎn)量或流壓加權(quán)平均。 （ 1） 采液指數(shù)計(jì)算 已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)； wftestp 、 txstq 和飽和壓力 bp 及油藏壓力 p 。 ① 如果 bwftest pp ? 則1nestwftestqJ pp? ? （ 1） ② 如果 bwftest pp ? 采液指數(shù) 11( 1 ) ( ) ( )8tx e s tbw b w wfx e tsqJ pf p p A f p pL? ? ? ? ? ? （ 2） 式中， )()(bw fx e tsbw fx s t ppppA ??? txestq — 對(duì)應(yīng)流壓 wfxetsp 時(shí)總產(chǎn)液量； wf — 含水率，小樹(shù)： omzxq — 油 IPR 曲線(xiàn)的最大產(chǎn)油量。 （ 2） 某一產(chǎn)量 tq 下的流壓 wfp ()tbtq J p p?? （ 3） omzx b Jpqq?? （ 4） ①若 tqq ?? 10 則 1 twf qppJ?? （ 5） ② 若 omzxt qqq ?? 1 則按流壓加權(quán)平均進(jìn)行推導(dǎo)得； 5 111 m a x( ) 0 . 1 2 5 ( 1 ) [ 1 8 1 8 0 ( ) ]bw f w w b obqqqp f p f pJ q q?? ? ? ? ? ? ? ? （ 6） ③若 1qqomzx? ，則綜合 IPR 曲線(xiàn)的斜率可近似常數(shù)。 11 ( ) ( 8 9)()om zx om zx ww f w q q q fp f p JJ??? ? ? （ 7） 1． 3 流體物性參數(shù)計(jì)算方法 （ 1）原油密度計(jì)算 31 0 0 0 ( 1 .2 0 6 1 0 )o s go o RB????? ? ?? （ 8） 式中， o? — 在壓力 P 及溫度 t下的原油密度， 3mkg ； o? — 地面條件下的原油相對(duì)密度 ； g? — 地面條件下的氣 體 相對(duì)密度 ； sR — 在壓力 P及溫度下的溶解油汽比， 33 mm ； oB — 在壓力 P及溫度 T 下的原油體積系數(shù)， 33 mm 。 （ 2）原油的 API 度 API oy ??? （ 9） 式中， APIy — 原油的 API 度。 （ 3）原油體積系數(shù)的計(jì)算 00 1 FB o ??? （ 10） 式中， 5 .6 1 5 2 .2 5 4 0gs oF R t??? ? ? （ 4）溶解油氣比的計(jì)算 1）當(dāng) 15?APIy 時(shí)，使用 standing 的相關(guān)式 6 1 . 2 0 4 80 . 1 7 8 1 2 ( 8 . 0 5 5 8 1 0 )ASgRp? ?? ? ? ? （ 11） 式中， )(0 0 0 9 1 2 ????? tyA API 6 t— 溫度，℃ ； P— 泡點(diǎn)壓力（在多相管流中取計(jì)算段的平均壓力 P）， Pa。 2）當(dāng) 15?APIy 時(shí)，使用 Lastater 的相關(guān)式 236501 ngoS o ngyR my?