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东北石油大学课程设计2014 年7 月18日东北石油大学课程设计任务书课程石油工程课程设计题目抽油井系统设计专业石油工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等1. 设计主要内容：依据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成抽油井系统从油层到地面的所有相关参数的计算，最终选出抽油泵、抽油杆、抽油机。
①计算出油井温度分布；②通过回归分析确定原油粘温关系表达式；③确定井底流压；④确定出油井的合理下泵深度；⑤确定合适的冲程、冲次；⑥选择合适的抽油泵；⑦确定抽油杆直径及组合；⑧计算出悬点的最大、最小载荷；⑨选出合适的抽油机；⑩编制实现上述内容的计算机程序程序。
2. 设计基本要求：要求学生选择一组基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成本专题设计，设计报告的具体内容如下：①前沿；②基础数据；③基本理论；④设计框图和计算机程序；⑤设计结果及结果分析；⑥结束语⑦参考文献设计报告采用统一格式打印，要求图标清晰、语言流畅、书写规范，依据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。
3. 主要参考资料：李子丰著．油气井杆管柱力学．北京：石油工业出版社，1996葛家理主编．油气层渗流力学．北京：石油工业出版社，1982陈涛平等．石油工程.石油工业出版社，2000完成期限2014.6.30~2014.7.18指导教师专业负责人2014年6月30 日目录1概述 (1)1.1 设计的目的意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)2基础数据 (2)2.1抽油系统设计基本数 (2)2.2原油粘度温度关系数据 (2)2.3抽油杆基本参数 (2)2.4抽油机基本参数 (3)3基础理论 (4)3.1油井产能 (4)3.2井温分布 (5)3.3原油粘温关系 (7)3.4泵吸入口压力 (7)3.5下泵深度 (7)3.6冲程和冲次 (8)3.7确定泵径 (8)3.8悬点载荷计算及抽油杆强度校核方法 (9)3.9确定抽油杆直径及组合 (11)4设计框图和计算程序 (12)4.1设计的基本思路 (12)4.2抽油杆柱设计框图 (13)4.3抽油井系统设计的框图 (13)4.4计算机程序 (13)4.5 程序运行结果及程序所调用文件的数据 (13)5设计结果及解析 (13)5.1井温分布 (13)5.2原油粘温关系 (14)5.3 井底流压与油井产量关系 (15)5.4下泵深度 (16)5.5 冲程和冲次 (17)5.6选择抽油泵 (17)5.7抽油杆直径及组合 (17)5.8悬点最大和最小载荷 (17)5.9计算并校核减速箱扭矩 (18)5.10计算电机功率 (18)5.11选择合适抽油机型号 (19)结束语 (20)总结 (20)认识 (21)参考文献 (22)附录 (23)附录1 程序 (23)附录2 抽油杆柱设计框图 (29)附录3 抽油井系统设计框图 (30)附录4 程序运行结果 (31)第1章概述1.1设计的目的意义通过自选一组基础数据，利用所学过的专业知识，在指导教师的指导下独立地完成并提交整个抽油井系统的设计方案，从而掌握抽油井系统中各个环节的选择设计方法，将理论知识运用到解决实际问题中去，从而通过该专题设计的训练，加强学生理论知识的运用能力，掌握相关学科知识的综合能力，计算机技术应用技能，以及解决实际问题的工程应用能力（1）巩固已学的专业知识、程序设计知识；（2）掌握一种工程设计方法,即抽油井系统设计方法；（3）提高计算机应用能力：基本理论（数学模型）→程序代码；（4）为明年毕业设计做准备：专业课、毕业设计之间的桥梁。
学术研讨79水驱特征曲线是人工注水开发或天然气水驱开发油田的特定固有规律，是研究油田含水规律、预测开采指标和标定可采储量最基础的方法。
利用水驱曲线法对油田数据进行分析，对制定最优油田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有极为重要的意义。
本文推导了四种典型的水驱特征曲线，并简要论述了水驱特征曲线的适用条件；对现有的众多水驱特征曲线进行了系统分类，反映各曲线间的关系，避免在生产中选择不同形式的同种曲线。
本文简要介绍了甲、乙、丙、丁四种水驱特征曲线及其累积产油量与含水率的关系，并以某区块为例，计算了该区块的可采储量及采收率，最后将几种方法的计算结果进行对比，讨论几种方法的可靠性，为评价该区块的开发效果提供了一定的参考依据。
水驱特征曲线法对油田进行动态预测◊吉林油田公司乾安采油厂李忠臣1绪论1.1意义二次采油的主要方法是水驱（注水），它作为一种最早加 速采油的方法，在世界范围内被广泛采用。
向油层注水，既补 充油层能量，保持油藏压力，又作为排驱剂，将油向生产井推 进，以提高原油采收率。
对于水驱油藏来说，无论是依靠人工注水或是依靠天然水 驱采油，在无水采油期结束后，都将长期进行含水生产，含水 率还将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。
水驱特征曲线是人工注水开发或天然气水驱开发油田的特 定固有规律，是研究油田含水规律、预测开采指标和标定可采 储量最基础的方法，目前国内外已形成数十种。
该方法主要是 利用油田开发中的一些实际生产数据，经过建立一定的数学模 析和认识含水规律，提高预测指标的可靠性。
因此，利用水驱曲线法对油田数据进行分析，对制定最优 油田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有极为重要的 意义。
1.2国内外研究现状目前国内外主要涉及水驱特征线的特性研究、有关系数的 求法及水驱特征曲线在开发指标预测中的应用等方面。
我国对 水驱特征曲线的研究，主要内容是：①水驱特征曲线的应用；②研究水驱特征曲线影响因素分析；③水驱特征曲线表达式的 推导；④提出新的水驱特征曲线表达式或f…-RD程度关系式。
东北石油大学课程设计2015年7月24日东北石油大学课程设计任务书课程海洋油气工程课程设计题目注水开发油田储采比变化特征的研究专业海洋油气工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：(1)假设产量上升阶段产量变化符合指数关系，推导产量上升阶段储采比与产量之间的关系；(2)推导稳产阶段储采比与开发时间的关系；(3)假设油田产量递减符合双曲递减，推导递减阶段储采比与产量之间的关系；(4)假设油田产量可由威布尔预测模型给出，推导全程储采比与开发时间的关系；(5)根据给定的可采储量和产量历史数据，计算不同时刻累积产量和储采比，并绘制产量、累积产量和储采比随时间的变化曲线；(6)根据(5)中计算结果数据，编制计算机程序，进行线性回归，得到产量递减阶段的递减指数、威布尔预测模型中各参数及(1)~(4)中各关系式的系数；(7)绘制产量上升阶段储采比与时间的关系曲线；(8)绘制稳产阶段储采比与开发时间的关系曲线；(9)绘制递减阶段储采比与产量之间的关系曲线；(10)绘制全程储采比与开发时间的关系曲线。
基本要求：1)基础数据某油田或区块的可采储量和产量历史数据。
2)设计要求该专题设计最终要求是，学生通过自选上述基础数据，利用所学知识完成规定设计内容，编制相应软件，并提交规范设计报告。
主要参考资料[1] 陈元千.油藏工程实践[M].石油工业出版社.完成期限2015年7月6日～2015年7月24日指导教师李占东崔晓娜专业负责人杨二龙2015年7月6日目录1 前言 (1)1.1 设计的目的意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)2 基础数据 (2)3 基础理论 (3)3.1 产量上升阶段储采比变化特征 (3)3.2 稳产阶段储采比变化特征 (4)3.3 递减阶段储采比变化关系 (4)3.4 全程储采比变化关系 (4)3.5 确定a，b和c常数方法 (4)4 程序设计框图 (5)4.1 计算机程序设计框图 (5)4.2 计算机程序 (5)5 设计结果及分析 (6)认识与结论 (7)参考文献 (8)附录：计算机程序与结果 (9)1 前言1.1 设计的目的意义储采比是油田开发的重要指标，它不仅直接反映了油田的开发程度，而且与油田的稳产形式密切相关。
东北石油大学课程设计任务书课程石油工程课程设计题目井筒压力分布计算专业石油工程姓名赵二猛学号 100302240115主要内容、基本要求、主要参考资料等1.设计主要内容：根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成自喷井系统从井口到井底的所有相关参数的计算，最终计算井筒内的压力分布。
① 计算出油井温度分布；② 确定平均温度压力条件下的参数；③ 确定出摩擦阻力系数；④ 确定井筒内的压力分布；2. 设计基本要求：要求学生选择一组基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成本专题设计，设计报告的具体内容如下：① 概述；② 基础数据；③ 能量方程理论；④气液多相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法；⑤ 设计框图及结果；⑥ 结束语；⑦ 参考文献。
设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范，论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。
3. 主要参考资料：王鸿勋，张琪等，《采油工艺原理》，石油工业出版社，1997陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000万仁溥等，《采油技术手册第四分册－机械采油技术》，石油工业出版社，1993完成期限 2013年7月1日—2013年7月20日指导教师张文专业负责人王立军2013年6月25日目录第1章概述 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)第2章基础数据 (2)第3章能量方程理论 (3)3.1 能量方程的推导 (3)3.2多相垂直管流压力分布计算步骤 (6)第4章气液多相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法 (8)4.1 基本压力方程 (8)4.2 平均密度平均流速的确定方法 (8)4.3 摩擦损失系数的确定 (11)4.4 油气水高压物性参数的计算方法 (12)4.5 井温分布的的计算方法 (16)4.6 实例计算 (17)第5章设计框图及结果 (21)5.1 设计框图 (21)5.2 设计结果 (22)结束语 (29)参考文献 (30)附录 (31)第1章概述1.1 设计的目的和意义目的：确定井筒内沿程压力损失的流动规律，完成自喷井系统从井口到井底的所有相关参数的计算，运用深度迭代方法计算多相垂直管流的压力分布。
石油大学,石油工程,油藏工程第四章第二节水驱特征曲线分析第二节水驱特征曲线分析油田开发实践和广泛深入的开发理论表明，水驱开发油田，可以获得较高的最终采收率，并且由于水源丰富，价格低廉，因而其作为一种有效的驱替流体，在世界各油田开采中广泛使用。
但是注水或是天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油田将长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。
为此，搞清注水开发油田含水上升规律，制订不同生产阶段的切实可行的控制含水增长的措施，是开发水驱油田的一项经常性且极为重要的工作。
一、水驱油田含水采油期的划分与含水上升规律不同油水粘度比的油田水驱特征有显著的差异。
低粘度油田，油水粘度比低，开发初期含水上升缓慢，在含水率与采出程度的关系曲线上呈凹形曲线，主要储量在中低含水期采出。
这是由水驱油非活塞性所决定的，储层的润湿性和非均匀性更加剧了这种差异。
我国主要油田原油属石蜡基原油，粘度普遍较高，这就形成了一个重要特点。
高含水期是注水开发油田的一个重要阶段，在特高含水阶段任有较多储量可供开采。
下面就含水划分标准作一介绍：（1）无水采油期：含水率2％。
（2）低含水采油期：含水率2％～20％。
（3）中含水采油期：含水率20％～60％。
（4）高含水采油期：含水率60％～90％。
（5）特高含水采油期：含水率 90％。
在水驱油田的动态分析和预测工作中，人们常常发现，对于已经进入含水期的油田，若将有关的两个动态参数在半对数坐标纸上作图，可以得到一条比较明显的直线关系，而应用这一直线关系，不仅可以对油田的未来动态进行预测，而且还可以对油田可采储量和最终采收率作出有效的估计。
图4-7表示的是我国某油田注水开发的一条水驱曲线。
这条直线一般从中含水期（含水率在20％）即可出现，而到高含水期仍保持不变。
在油田的注采井网，注采强度保持不变时，直线性也始终保持不变；当注采方式变化后，则出现拐点，但直线关系仍然成立。
如图4-7中的含水达47％左右时，直线出现拐点，其原因在于此时采取了一定的调整措施。
东北石油大学课程设计2015 年7 月25日东北石油大学课程设计任务书课程石油工程课程设计题目威布尔模型与乙型水驱曲线的联解法专业石油工程姓名阿卜杜米吉提·麦斯迪克主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：(1)推导威布尔模型及其与乙型水驱曲线联解关系式的预测模型；(2)根据油气田实际生产数据，进行线性回归，求得乙型水驱曲线的截距、斜率；(3)根据相关公式，确定威布尔（Weibull）模型常数a、b、c；(4)计算油田年产油量；(5)计算油田累积产油量；(6)计算含水率；(7)计算可采储量；(8)计算最高年产量发生的时间；(9)计算最高年产量；(10)绘制油田实际年产量与预测产量对比曲线；(11)绘制油田实际累积产量与预测累积产量对比曲线。
基本要求：该专题设计最终要求是，学生通过自选基础数据，利用威布尔模型与乙型水驱曲线联解预测模型，结合油田实际生产资料，预测选定油气田的年产量、累积产量、含水率、可采储量、最高年产量、最高年产量发生的时间等开发指标，并编制相应软件，并提交规范设计报告。
主要参考资料[1]陈元千.预测油气田产量的Weibull模型[J].新疆石油地质，1995，16（3）：250-255.[2]童宪章.天然水驱和人工注水油藏的统计规律探讨[J].石油勘探与开发，1978，4（6）：38-64.[3] 陈元千.一种新型水驱曲线关系式的推导及应用[J].石油学报，1993，14（2）：65-73.[4] 陈元千.水驱曲线关系式的推导[J]. 石油学报，1985，6（2）：69-78.完成期限指导教师专业负责人2015年7月25日目录1 前言 (1)1.1 设计的目的意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)2 基础数据 (2)3 基础理论 (3)3.1威布尔预测模型的建立 (3)3.2威布尔模型与乙型水驱曲线的联解法 (5)3.3模型的求解方法 (6)4 设计结果 (8)认识与结论 (12)参考文献 (12)附录：计算机程序与结果 (14)1 前言1.1 设计的目的意义本课题的目的是让学生通过自选一组数据，利用所学专业知识在指导教师的指导下独立完成对某一油田或区块开发指标的预测。
本课题要求学生对威布尔（Weibull）模型及其与乙型水驱曲线联解关系式进行推导，其结果包括，对油气田的年产量、累积产量、含水率、可采储量、最高年产量、最高年产量发生的时间的预测方法。
从而将理论知识和实际问题相结合，通过该专题设计的训练，加强学生理论知识运用能力，计算机技术应用能力及解决实际问题的工程应用能力。
1.2 设计的主要内容根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，在指导教师指导下独立完成并提交一个油田或一个区块油田开发指标预测结果，设计主要内容如下：（1）推导威布尔模型及其与乙型水驱曲线联解关系式；（2）根据油气田实际生产数据，进行线性回归，求得乙型水驱曲线的截距、斜率；（3）根据相关公式，确定威布尔（Weibull）模型常数a、b、c；（4）计算油田年产油量；（5）计算油田累积产油量；（6）计算含水率；（7）计算可采储量；（8）计算最高年产量发生的时间；（9）计算最高年产量；（10）绘制油田实际年产量与预测产量对比曲线；（11）绘制油田实际累积产量与预测累积产量对比曲线。
2 基础数据某油田的开发数据如下：3 基础理论威布尔（Weibull ）预测模型能够很好地预测油田产油量随时间的变化关系，但却不能预测油田的含水率、产水量、产液量及累积产水量和累积产液量，而这些开发指标正是水驱开发油田所需要预测的。
乙型水驱曲线法是油藏工程中重要的预测方法，但它只能预测累积产水量与累积产油量之间的关系，却不能预测开发指标与开发时间的关系，而油田开发指标的预测，都离不开与开发时间的联系。
将Weibull 预测模型和乙型水驱曲线法相结合，则能够预测水驱油田的含水率、产油量、产水量、产液量、可采储量及其相应的累积产量随开发时间变化的联解法。
联解法既能保持两种方法原有的预测功能，又克服了两者的局限性。
3.1威布尔预测模型的建立Weibull(威布尔)于1939年提出的统计分布模型已成为生命试验和可靠性理论研究的基础。
该模型的分布密度表示为：)/(1)(βααβαx ex x f --=(3-1) 式中 f (x)——威布尔分布的分布密度函数；x ——分布变量，根据实际问题，分布区间为0~∞； α——控制分布形态的形状参数； β——控制分布峰位和峰值的尺度参数。
若对(3-l)式进行积分，在x 为0~∞区间内，可以得到Weibu11的分布函数值等于1，推证如下：1)/()()(0)/(0)/(00=-=--===∞-∞-∞∞⎰⎰⎰βαββααααββαx x x x x x x x f x F ed ed e d )/(--1 （3-2） 为将Weibull 分布模型用于油气田开发指标的预测，将(3-l)式改写为)/(1βααβαtt C Q --=e (3-3)式中 Q ——油气田的年产量，104t/a （油）或108m 3/a （气）； t ——油气田的开发时间，a ；C ——由Weibull 分布模型转换为油气田开发实用模型的模型转换常数。
油气田的累积产量表达式为：⎰=tt Q N 0d p （3-4）式中 N P ——油气田的累积产量，104t 或108t(油)；108m(气)。
式中 N P ——油气田的累积产量，104t 或108t(油)；108m(气)。
将（3-3）代入（3-4）式并考虑（3-2）式中的变量变换法，t 从0到t 积分得： ()p 1lN C e αβ--⎡⎤=-⎣⎦（3-5） 当t →∞时，()0le αβ--=，则p R N C N ==,因此（3-5）式又可改写为：()p R 1lN N e αβ--⎡⎤=-⎣⎦（3-6） 在得到上面的结果之后，便可对模型转换常数的性质和作用做这样的说明：由于Weibull 分布模型，在x 从0到∞区间的分布函数F （x ）=1.0,这相当于实际开发的油气田，在t 从0到∞区间的累积产量，即油气田的可采储量。
因此，为了能够得到（3-5）式的结果，就必须在（3-3）中引入模型转换常数C 。
而该模型转换常数就是油气田的可采储量。
因此，可以将（3-3）式再改写为：1(/)R e t N Q t ααβαβ--=（3-7）为了确定最高年产量发生的时间，有（3-7）式对时间t 求导数得：()2(/)R d 1ed t N Q t t t αααβαααββ--⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦ （3-8）当d d Q t =0时，必然有()1t αααβ--=0，故可以得到最高年产量发生的时间t m 为： ()1/1m t αβαα-⎡⎤=⎢⎥⎣⎦（3-9）将（3-9）式代入（3-7）式，得到油气田的最高年产量（Q max ）的表达式：()()1/11/1/maxR 1eQ N ααααααβ---⎡⎤⎣⎦⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦（3-10）再将（3-9）式代入（3-6）式，得到油气田最高年产量发生时的累积产量（N pm ）为：(){}1/pm R 1eN N αα--⎡⎤⎣⎦=- （3-11）油气田的剩余可采储量N RR 表示为：RR R P N N N =- （3-12）将（3-6）式代入（3-12）式得：()/RR R et N N αβ-= （3-13）剩余可采储量的储采比ω表示为：RR /N Q ω= （3-14）将（3-7）式和（3-13）式代入（3-14）式得：1/()t αωβα-= （3-15）剩余可采储量的采油速度为储采比的倒数，故由（3-15）式得到剩余可采储量采油速度o ν的表达式：1o ()/t αναβ-= （3-16）式中o ν以小数f 表示，若改以百分数%表示时，（3-16）式改为下式：1o (100/)%t αναβ-= （3-17）3.2威布尔模型与乙型水驱曲线的联解法利用数理统计学中的威布尔（Weibull ）分布，研究与推导得到了威布尔（Weibull ）预测模型[1]。
该模型具有预测油田产量、累积产量和可采储量的功能，其基本关系式分别为：1o e x p b bt Q a t c +⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦（3-18）1p 1exp()1b ac t N b c +⎡⎤=--⎢⎥+⎣⎦（3-19） R 1acN b =+ （3-20） 乙型水驱曲线法，首先是由我国著名专家童宪章先生[2]以经验公式的形式，于1978年提出。
它的理论推导由文献[3]完成，其基本关系式为：p p BN A L +=lg （3-21）由（3-21）式对时间t 求导数得：tN Bt L L d d d d p p p =⋅303.21（3-22） 已知：w o p d d Q Q tL +=；o p d d Q tN =；wo owR Q Q = 故由（3-22）式得：)1(303.21wo p R BL +=（3-23）将（3-23）式代入（3-21）式得：B BN A R 303.2lg )1lg(p w o ++=+ （3-24）取经济极限水油比(R wo ) L ，由（24）式得到预测油田可采储量的关系式：[]B B A R N )303.2lg ()(1lg +-+=L wo R （3-25）已知水油比与含水率的关系为：wwwo f f R -=1 （3-26） 将（3-26）式代入（3-24）式得：)303.2lg (101B BN A f ++--=p w （3-27）将（3-19）式代入（3-27）式得：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--++-+-=B c t b ac B A b f 303.2lg )exp(111101w （3-28）当由（3-18）式和（3-28）式得到预测的产油量和含水率之后，可由下面的公式分别预测油田的产水量和产液量：)1(w w o w f fQ Q -= （3-29）)11(wo L f Q Q -= （3-30）最高年产量发生的时间t m 的计算公式如下：11m 1+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=b b bc t最高年产量Q max 为：11max e1+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=b bb bb bca Q3.3模型的求解方法为了确定预测模型的模型常数a 、b 、c 以及可采储量N R 的数值，对（3-18）式可进行如下处理：1303.21lg lg+-=b b t ca t Q o （3-31） 若设：a lg =α （3-32） c303.21=β （3-33） 则得：1lg+-=b b t tQ βαo （3-34） 根据实际的开发数据，首先利用（3-34）式进行线性试差求解，根据最大线性相关系数求出b ，然后利用最小二乘法求得α和β。
