【正文】 了分子鏈段間及分子間相互纏結(jié)而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，從而使表觀粘度急劇增大，隨著剪切速率的增大，這種強(qiáng)化效應(yīng)逐漸減弱。 聚合 物溶液的表觀粘度隨質(zhì)量濃度增加而增大的速率是不同的。s 0 1 2 3 4 5 6 0 200 400 600 800 1000 1200 剪切速率/s1 粘度/mPa 聚合物水溶液表觀粘度計(jì)算方法研 究 12 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 流變曲線及影響因素分析 聚合物溶液粘度隨濃度的變化規(guī)律曲線如下圖所示，圖 2圖 2圖 23分別為 50℃、 60℃、 70℃下的流變曲線圖。按照不同轉(zhuǎn)速由低到高提高轉(zhuǎn)速，讀數(shù) 穩(wěn)定時(shí)即為聚合物溶液 的表觀粘度； （ 5）改變溫度，重復(fù)步驟（ 4）； （ 6）當(dāng)換轉(zhuǎn)子或樣品時(shí)，按“ MOTOR ON/OFF/ESCAPE”鍵關(guān)閉電源使電機(jī)關(guān)閉，測(cè)量完畢取下轉(zhuǎn)子，然后清洗干凈。 表 21 實(shí)驗(yàn)參數(shù) 溫度 /℃ 50 60 70 濃度 /mg/L 200 400 600 800 1000 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）安裝粘度計(jì)，調(diào)節(jié)機(jī)身頂部的水平氣泡在黑色圓圈中，接通電源； （ 2）選擇轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速組合，粘度 小 的樣品，使用面積 大 的轉(zhuǎn)子和較 高的轉(zhuǎn)速組合； 對(duì)于低粘度的樣品，情況相反，對(duì)于非牛頓流體，轉(zhuǎn)速 /轉(zhuǎn)子的改變會(huì)導(dǎo)致粘度讀數(shù)的變化。 實(shí)驗(yàn)參數(shù) 參考孤東油田采出液含聚濃度（ 100~800mg/L），配制不同參數(shù)的聚合物溶液，測(cè)定其在不同溫度、不同濃度下的流變性。首先配置足夠量的 4000mg/L 質(zhì)量濃度的母液，然后用模擬水稀釋成所需質(zhì)量濃度的稀溶液，使用前在 壓差下經(jīng) 3μm濾膜過濾。為了減少不同礦化度的水質(zhì)在配制聚合物溶液中對(duì)其粘度帶來的影響 ，實(shí)驗(yàn)采用模擬水進(jìn)行配置聚合物溶液。 （ 2） 恒溫水浴 ； （ 3） 電子天平 ：用于各種物質(zhì)的定量稱量，精確度為 ； （ 4） 容量瓶、燒杯、量筒、移液管、滴定管、溫度計(jì) ； （ 5）控溫磁力攪拌器 。 實(shí)驗(yàn) 的準(zhǔn)備與過程 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)試聚合物 溶液在 不同溫度、聚合物濃度條件下的流變特性。宏觀流變特性決定了聚合物溶液在油層多孔介質(zhì)中的流動(dòng)行為和傳輸性質(zhì)，同時(shí)也是聚合物驅(qū)工程設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬和 動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)依據(jù)。一般用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或流變儀來測(cè)定。 主要研究?jī)?nèi)容 （ 1） 聚合物水溶液表觀粘度計(jì)算方法的調(diào)研； 前言 9 （ 2） 聚合物驅(qū)油井有桿泵充滿程度計(jì)算方法建立及求解； （ 3） 聚合物驅(qū)油井有桿泵充滿程度計(jì)算程序編制； （ 4） 聚合物驅(qū)油井有桿泵合理沖次分析； （ 5） 沉沒壓力 、流體粘度、地面氣油比、沖程對(duì)合理沖次的敏感性分析。并采用這種方法和常規(guī)計(jì)算法分別對(duì) 17 口現(xiàn)場(chǎng)的井進(jìn)行了計(jì)算對(duì) 比，最后表明了這個(gè)方法比常規(guī)計(jì)算方法得到的充滿程度要低，泵效與實(shí)際值的偏差值與常用法相比降低。 目前計(jì)算泵充滿程度的方法普遍只考慮了氣體對(duì)泵的影響，對(duì)于粘度較高或工業(yè)不足而造成泵充不滿的油井，最后計(jì)算而得到的泵效和實(shí)際值會(huì)存在著較大的偏差。 在文章的最后也提到了沖程、沖次、流體粘度等對(duì)于泵效的影響。方程建立完成后，在考慮了固定閥的開啟與關(guān)閉條件后，應(yīng)用差分方程并聯(lián)立了上述各方程，最終求得了動(dòng)態(tài)條件下的泵的充滿系數(shù)。接下來又考慮了泵內(nèi)的氣相方程，在方程的建立過程中，分析得出了 氣體是以四種形式存在于泵中的，這其中包括了泵內(nèi)原來就有的液體中溶解的氣體的溶解和分離；泵內(nèi)原來就有的氣體的壓縮和膨脹等等 。文章在建立模型時(shí)，先是根據(jù)定義，將泵效的計(jì)算公式進(jìn)行了變形，將公式中出現(xiàn)的體積轉(zhuǎn)換成了面積與位移的關(guān)系。在文章最后，他提到了關(guān)于提高泵效的一些方法，其中包括降低排出壓力和泵吸入壓力的比值；通過增加沖程從而提高抽油泵的壓縮比；減小泵內(nèi)余隙容積；降低 沖次 ；定期地清理掉套管里的氣體等方法。[8]文章中，他針對(duì)影響泵效的因素以及如何調(diào)整泵效進(jìn)行了研究討論。本文中，主要從：油田抽油泵工作特點(diǎn)、油田抽油泵泵效影響因素分析、提高油田抽油泵泵效以及實(shí)例分析這幾大方面對(duì)于抽油泵泵效的影響 因素進(jìn)行了深入的研究調(diào)查。對(duì)于油氣比對(duì)于抽油機(jī)井驢頭懸點(diǎn)下行程時(shí)的滯后位移進(jìn)行了計(jì)算，從而判斷出了氣體對(duì)于泵的充滿程度的影響。無論油井的油氣比大抑或是小，都容易造成判斷的失誤，此時(shí)如果沒有及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，那么油井產(chǎn)量則可能會(huì)受到影響。 2020 年朱君，王東等人針對(duì)高含水期油氣氣體對(duì)于泵的充滿程度的影響進(jìn)行了研究分析 [7]。此后又從工藝技術(shù)的角度談了有桿泵沖次降低的局限性，從高級(jí) 數(shù)電機(jī)，電磁調(diào)速電機(jī)等幾個(gè)方面進(jìn)行了講解。首先是沖次的大小影響抽油井的系統(tǒng)效率，這其中包括泵效以及產(chǎn)量等。 前言 7 2020 年，朱杰，張秋雁，王瑞霞等人針對(duì)沖次對(duì)于有感抽油井開采效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并探討了減速裝置的應(yīng)用。為此，陳華、孫立柱、王立芳等人于 2020 年發(fā)表了關(guān)于管式抽油泵可能達(dá)到的最大泵效探討。這也就表現(xiàn)出了影響泵的充滿程度的因素不僅僅是以往認(rèn)為的溶解氣油比，沉沒度，同時(shí)還和余隙，氣液比，等因數(shù)有關(guān)。 并在最后發(fā)現(xiàn)用新方法計(jì)算而得的泵的充滿程度要比以往常規(guī)方法計(jì)算而得的充滿程度。如果要考慮氣液比和余隙，那么用以往的 方法計(jì)算所得的泵的充滿程度的差值就會(huì)較大，為了盡量減小誤差，從而考慮進(jìn)去氣液比與余隙對(duì)于泵充滿程度的影響， 蔡道剛、李穎川等人于2020 年在綜合考慮了 上述因素的 基礎(chǔ)上，提出了 一個(gè)新的泵的充滿程度的計(jì)算公式 。隨后通過計(jì)算得出了在壓縮比一定的條件下，新建立的公式與之前常用的公式計(jì)算結(jié)果的差值會(huì)隨余隙容積系數(shù)的增加而增加，隨著泵 吸入口氣液比的增加而增大；抽油泵的充滿系數(shù)并不只是取決于余隙的容積系數(shù)和泵吸入口的氣液比，而且還和壓縮比有關(guān)，即在壓縮比一定的情況下，泵的壓縮系數(shù)隨余隙容積系數(shù)的增加而降低，隨著泵吸入口的氣液比的增大而降低；而在泵的余隙容積系數(shù)與泵吸入口氣液比一定的條件下，充滿系數(shù)隨著壓縮比的減小而增大，也就是說在排出壓力一定的條件下，充滿系數(shù)會(huì)根據(jù)沉沒壓力的增加也同時(shí)增加。這種方法充分考慮了余隙容積對(duì)充滿系數(shù)的影響，同時(shí)指出了泵的充滿系數(shù)不止和泵吸入口以及余隙容積系數(shù)有關(guān)，同時(shí)還取決于壓縮前言 6 比。并且當(dāng)沉沒度大到一定大時(shí)，則泵的充滿程度將不隨沉沒度變化。最后得出結(jié)論即，如果沉沒度不變，那么油井的泵充滿程度和含水多少成正比，含水越大泵達(dá)到最大值所需要的沉沒度便越小。 正如大家所知，沉沒度是泵充滿程度的重要影響因素，盧建平，劉文業(yè)等人于 2020 年發(fā)表文章對(duì)于沉沒度對(duì)于泵充滿程度的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。并且發(fā)現(xiàn)從最佳沉沒度的角度想辦法提高泵的充滿程度，是抽油機(jī)生產(chǎn)方式向最佳平衡點(diǎn)靠近的一個(gè)非常重要的辦法。此后他們又對(duì)于泵效進(jìn)行了推導(dǎo)， 確定了泵效的影響因素。在最后結(jié)合了敏感性分析，他們認(rèn)為，在影響泵的排量系數(shù)的諸多因素中，真正起主要作用的是沉沒度，氣油比和聚合物的濃度，這一結(jié)論的得出對(duì)于日后對(duì)于泵的充滿程度的研究起了重要的作用。隨后，在考慮了定解條件后，將上述各方程進(jìn)行了聯(lián)立求解。這篇文章 將實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合，先是通過實(shí)驗(yàn)對(duì)于聚合物溶液流體的流變性進(jìn)行了研究，并因其平均誤差較小，從而證明了聚合物溶液的流變前言 5 性和冪律規(guī)律是一致的。并且發(fā)現(xiàn) 會(huì) 受 到固定閥的 影響， 即隨著固定閥的上下跳動(dòng)， 泵內(nèi)液面速度會(huì)在 上沖程的前半沖程 成曲線峰值式 上升， 在下半沖程逐漸下降。從流體進(jìn)泵一維不穩(wěn)定流動(dòng)方程、充滿系數(shù)方程、泵內(nèi)氣體壓力方程進(jìn)行了求解，同時(shí)考慮到了 L溫 以及抽油桿和油管的彈性伸縮對(duì)活塞沖程的影響。在此前研究有桿泵充滿程度時(shí)，大多是在當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到某個(gè)特定位置時(shí)，計(jì)算進(jìn)入泵內(nèi)的液量，從而計(jì)算出泵的充滿系數(shù)。最后認(rèn)為以往的計(jì)算方法只不過是一種特殊時(shí)間特殊位置的特殊情況，所以當(dāng)考慮動(dòng)態(tài)流動(dòng) 時(shí)，還應(yīng)從多方面多角度全面考慮 1996 年王克亮提出了一種計(jì)算泵充滿系數(shù)的新方法 [4]。不同的是，此后這篇文獻(xiàn)中考慮到了不穩(wěn)定流的伯努利方程，這主要是由于在抽油桿的運(yùn)動(dòng)過程中，柱塞的運(yùn)動(dòng)速度不是一成不變的，會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)的位置而發(fā)生變化，由于柱塞的運(yùn)動(dòng)從而導(dǎo)致液流也是不穩(wěn)定的，并且在流動(dòng)過程中，速度和壓力與位置是有一定的函數(shù)關(guān)系，同時(shí)二者也是關(guān)于時(shí)間的函數(shù)，這樣伯努利方程便建立出來了。 有了 1994 年 蔣漢青，李福軍 等人建立的新的泵的充滿程度的計(jì)算模型， 1995年夏惠芬，李福軍等人 在之前模型的基礎(chǔ)上又 加以了創(chuàng)新與修改。不過實(shí)驗(yàn)中也存在著一些不嚴(yán)謹(jǐn)，例如試驗(yàn)并沒有模擬油井的井底液壓，工業(yè)能力以及地下油氣比等等，地下油氣前言 4 比對(duì)于泵效來說是非常重要的影響因素，本實(shí)驗(yàn)中并未考慮到。試驗(yàn)中為了測(cè)得不同的井下粘度，選用了甘油摻水來進(jìn)行模擬。文章中提到了有很多因素影響泵效，但他們將其主要?dú)w結(jié)為抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮以及氣體，油井供液能力以及漏失，氣體充不滿等影響。雖然 低滲透油層的開發(fā)在一定的生產(chǎn)條件下會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)液不足的現(xiàn)象，使抽油機(jī)包括泵，抽油桿住等機(jī)械設(shè)備遭受到不同程度的沖力與磨損影響，但通過其提出的集中降低沖次的方法，很大程度上減小了那些影響。他從五方面提出了降低低產(chǎn)井抽油機(jī)沖次的方法。他們的方程的建立也為日后研究泵的充滿程度建立了很大的基礎(chǔ)。這樣便找到了泵的充滿程度與一系列參數(shù)之間的關(guān)系，繼而通過敏感性分析，逐步分析了每一個(gè)關(guān)系圖。這樣，最基礎(chǔ)的幾個(gè)方程便建立完畢 。例如泵內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的供液不足的現(xiàn)象，用傳統(tǒng)的常規(guī)計(jì)算泵效的方法就不能很好地對(duì)其進(jìn)行描述與分析，所以筆者們從多相流體進(jìn)泵規(guī)律的角度來考慮，在基于傳統(tǒng)泵效計(jì)算方法的基礎(chǔ)上研究出了新的計(jì)算方法。在此之前國(guó)內(nèi)外對(duì)于泵充滿程度的研究?jī)H僅是停留在研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，即把泵內(nèi)流體的流動(dòng)過程看成是一個(gè)靜態(tài)的 過程，從而進(jìn)行關(guān)于泵效的分析研究。本文將在后面對(duì)于粘度對(duì)于泵充滿程度的影響作出更細(xì)致的分析，從而確定聚合物驅(qū)井對(duì)于泵生產(chǎn)的影響。 聚合物驅(qū)對(duì)有桿泵生 產(chǎn)的影響 前文已經(jīng)提到，聚合物驅(qū)的基本機(jī)理是通過增大了水的粘度，從而降低水的流度，進(jìn)而減小了水油流度比。 同時(shí)，聚合物驅(qū)可以降低滲透率， 降低水油流度比，從而提高波及系數(shù)。 聚合物 驅(qū) 提高采收率機(jī)理 簡(jiǎn)單的說，聚合物驅(qū)的基本機(jī)理就是通過增大水的粘度從而降低水 的流度，進(jìn)而減小了水油流度比，水油流度比的降低便抑制了水的指進(jìn)，這樣便使得波及系數(shù)得到了提升，最終提高了原油采收率。 聚合物驅(qū) 的機(jī)理與應(yīng)用 聚合物驅(qū)定義 聚合物驅(qū)是指以聚合物溶液作為驅(qū)油劑的驅(qū)油法。 本文將不針對(duì) 沖次 對(duì)于檢泵周期的影響進(jìn)行過多討論，故此處不再贅余。如果讓抽油桿一直在一個(gè)較高的 沖次 下運(yùn)行，不僅凡爾罩需要承受的橫向的力臂增大，同時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)受到的橫向力臂的次數(shù)也會(huì)由于 沖次前言 2 的增加 而增加，所以降低 沖次 同時(shí)也是延長(zhǎng)凡爾罩壽命的十分重要的方法。再者，泵出的故障有將近 60%是由于抽油泵游動(dòng)閥罩的斷脫從而造成趟井。由于其自身的物化性質(zhì) 發(fā)生變化便會(huì)使得在這種特殊環(huán)境下主要是由于腐蝕作用，管桿損壞的幾率也會(huì)加大。沖次的不合理不僅 會(huì)造成有桿泵開采整體的系統(tǒng)效率低下，同時(shí)也會(huì)增大檢泵的頻率。并針對(duì)沖次對(duì)于聚合物驅(qū)井的影響進(jìn)行更深入的研究。 本文在以往常規(guī)模型的基礎(chǔ)上 綜合考慮了原油的性質(zhì)，泵的結(jié)構(gòu)等因素，重新 分析了聚合物驅(qū)有桿泵泵的充滿程度影響因素 ，對(duì)比研究 了新的算法以便可以適用于高粘度的諸如聚合物驅(qū)井的油井。 由于聚合物驅(qū)井的原油產(chǎn)出液的粘度較大，所以柱塞的運(yùn)動(dòng)速度要快，而進(jìn)泵流體的速度要相對(duì)滯后很多。 關(guān)鍵詞 ： 有桿泵 ； 聚合物驅(qū)井 ； 沖次 ； 影響因素中國(guó)石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) The research of the rational speed of suckerrod pump of polymer flooding well Abstract Oil field example shows, bumping efficiency of suckerrod pump depends on the speed,the stroke, the diameter of pump,the concentration of polymer,the production of gasoil ratios,submergency and other factors. Polymer flooding well is pretty high viscosity,this paper aims to find the suitable speed of suckerrod pump through the research of pump the calculation method of pump efficiency nowadays ignore the affect of gas and other factors,and the calculation results have differents with the real results,so the mon calculation method is not suitble for those polymer flooding this paper sets up a new model considerin