2005技术_第三讲_长庆

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关于长庆低渗透油田三叠系油井稳产技术的研究

就目前开采结果得出，低渗透油储的产量都相对较低，日产液量只有几十立方米甚至是几立方米。因此只有低成本的对此类油储进行开发，才能保证石油企业能够有一定经济利润。笔者认为以下
１简述长庆低渗透油藏
１．１低渗透油田的概念和特征
几点是降低开发成本的主要技术：第一，车载抽油技术，此技术是近低透性油田只是一个相对的概念，它没有一个固定的衡量标些年开发出的高新技术，对于车载抽油技术，不仅拥有着超高的机准，根据不同的地区和资源状况，其含义也有很大的不同，经过学者动性和灵活性，还有很强的适用性，而且它可以简化井口设备，降低们多年的研究让大家对低透性的油藏也有了很多的认识，低透性油新井的建设费用和维护费用，其原理是通过强大的负压作用提高油藏主要是指油藏的渗透率低下、渗透的阻力大、油气流动的通道狭层的高渗透率第二，小眼钻井技术，这项技术是目前降低开采成本
随着科学的创新和进步，石油的勘探技术也在不断的创新，对井的剖面得到改善，隔层的吸水量逐渐增大，并且油储中个小层的于我国的整体油储量来讲，低透性油储量的比例在逐年上升，由于吸水量也在趋于平均。随着注水量的改变，地层的压力会逐渐趋于长庆油田低透性油藏存在一定的地质特点，其开发难度大，开发效原始压力，这样油层的层间矛盾也会得到缓解，产量也会得到提高，果差，产量低且效率差。因此，若能够研究出有效的低渗透油田三叠并因此取得良好的经济效益［４】。２．３低成本开采技术系油井开发技术将会大大提高石油企业的开采效率，提高经济效益，并对油气企业今后的发展存在着重大的意义。

长庆油田短靶前距水平井钻井关键技术

Citation: XUE Rangping, YANG Guang, XIE Jingang, JIA Pingjun, DING Jiandong, ZHANG Wangning. Key drilling technology of horizontal well with short frontal distance from the target point in Changqing Oilfield［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2016, 38(1): 5-9.
第 38 卷第 1 期 2016 年 1 月
石油钻采工艺 OILHNOLOGY
Vol. 38 No. 1 Jan. 2016
文章编号：1000 – 7393（2016）01 – 0005– 05 DOI:10.13639/j.odpt.2016.01.002
摘要：短靶前距水平井钻井技术在井眼轨道优化设计、下部钻具组合造斜能力预测等方面存在着难以准确预测最大造斜率和恒定曲率等技术难点。针对这些难点进行了分析，明确关键技术攻关方向为井眼轨道设计中靶前距与造斜率对摩阻扭矩的影响分析及下部钻具组合造斜能力预测方法的优选，提出了短靶前距水平井井眼轨道设计的主要思路，即采用单增剖面，考虑稳定器与结构弯角、井眼扩径、钻压等因素建立了基于平恒曲率法的下部钻具组合造斜能力预测方法，结合实例，论证了上述关键技术的可行性，证明所建立的预测方法能够有效地指导实钻条件下对下部钻具组合造斜能力的要求。
Abstract: Drilling technology of horizontal well with short frontal didtance from target point has a lot of technical difficulties in the optimization design of wellbore trajectory and prediction of deflecting force of bottom hole assembly, such as the difficulties in predicting the maximum build-up rate and constant curvature very accurately. Analysis has been made against all these difficulties. The key technical point will be focused on the analysis on the influence of frontal distance from the target and build-up rate in wellbore trajectory design on friction torque and the optimization of the prediction method of deflecting force of bottom hole assembly, and the main ideas on the wellbore trajectory design of horizontal well with short frontal distance from the target have been proposed, which means establishing constant curvature-based prediction method of deflecting force of bottom hole assembly with monotone increasing profile by considering such factors as the stabilizer and structure corner, borehole enlargement and bit pressure. The feasibility of relevant key techniques has been demonstrated by combining cases and the prediction method established can effectively guide the requirements for deflecting force of bottom hole assembly when drilling is really made.

长庆油田陇东超1500水平段油井水平井钻井工艺技术

2017年08月长庆油田陇东超1500水平段油井水平井钻井工艺技术易磊谭学斌李秀明（川庆钻探工程公司长庆钻井总公司，710018）摘要：鄂尔多斯盆地油藏都属于超低渗油藏，长水平段配合体积压裂技术，是提高超低渗油藏单井产量，增加采出程度的主要方案，2016年开始在陇东区块部署长水平段水平井，提高其单井产量和产建效益。

同时为长水平段规模化开发提供依据。

本文分析超长水平段技术难点，通过井身结构优化、钻头优选、钻具组合结构优化、高润滑强抑制钻井液配方改良、新工具应用等技术和工具的应用，解决长水平段轨迹控制、井壁维稳、泥岩防塌等技术难点，顺利完成长水平段施工，并形成长水平段技术集成，为后期同类井施工提供技术支撑。

关键词：水平井；钻井；超长水平段；钻井液；钻具结构1技术难点（1）裸眼井段长，二开后81/2井眼，井壁稳定和井眼润滑难度大。

（2）目的层垂深较浅，位垂比达1.7，水平段后期钻具悬重与摩阻相当，接单根困难。

（3）大位垂比、超长水平段钻头处有效钻压传递难度大，防止单一钻具极易发生“自锁”的复杂情况，无法延伸水平段长度。

（4）水平段长，砂岩发育好，钻遇裂缝几率增大，存在失返性漏失和渗透性漏失风险。

（5）套管下入难度大。

水平段长度大于入窗井深，下套管使用漂浮节箍，下完漂浮节箍，套管内无泥浆重量轻，下行困难；井筒内液柱压力下降存在较大井控风险。

2施工前技术准备2.1井身结构优化最早1500米水平段水平井采用三开井身结构，技术套管下至入窗点。

存在311mm 钻头钻进井段长，机械钻速低，斜井段311mm 钻头滑动困难，大井眼泥岩段坍塌风险大的问题。

随着水平井施工技术的成熟，井身结构优化的新思路，从解决复杂，提高施工速度和降低成本三个方面综合考虑。

井身结构进行优化为二开，并缩短311钻头施工井段。

2.1.1减少311钻头的施工井段，提高施工速度井身结构优化路线，第一步从技术套管入窗到技术套管进入斜井段50°左右井段，第二步从技术套管进入斜井段50°井段到直接表层钻头穿直罗，进入延安30-50米。

长庆油田低渗油藏水平井堵水及工艺技术研究

参考文献：
[1] 杨金峰，张国华，邢志辉. 低渗油藏注采结构调整与挖潜技术[J]. 云南化工，2020, 47(11): 109-111.
[2] 雷传玲. 低渗透油藏改善开发效果技术对策研究[J]. 科学技术创新，2020 (31): 18-19.
2 长庆油田低渗油藏水平井找水工艺
2.1 找水方法
根据水平井的特点来对其进行分析，可以分为定量判断和动态判断定性识别这两种方法，分析见水喷射点的位置，为开展治理提供相关依据。在这其中找水测试定量判断主要是针对水驱较为复杂，一般方法不能够保证测量准确的水平井。而动态判断则是针对裂缝较少的地区进行[2]。
3.2 水平井化学堵水技术
因为水平井和传统的井井眼有着很大不同，井下的油水关系非常复杂。那么在进行堵水过程中，就需要面对非常多的问题，其中堵剂是化学堵水中研究较多的内容，当前用于水平井化学堵水的堵剂主要有：第一，树脂型堵剂。这种堵剂是由低分子物质经过处理后所形成的材料，其中包括酚醛树脂、环氧树脂等，这些材料会在一定温度下固化，而且在固化后的强度非常高，能够及时封堵住孔道。这种方法的优点就在于固化后的强度非常高，但是在应用时需要投入一定的成本，如果错误封堵处理起来非常麻烦，所以这种方法在当前水平井上应用并不多。第二，冻胶型调剖剂。这种方法是将聚合物和交联剂进行结合，形成堵塞物，让其能够具备立体结果。这种方法下所使用的堵剂是由聚丙烯酰胺和交联剂所组成，能够很好地降低渗透率，改善地层吸水不均匀的问题。在这其中封堵的强度主要是受到交接剂的影响。第三，凝胶型堵剂。主要是使用水驱流向改变，这种堵剂具有很好的变形能力，通过封堵骨架的方法，就能够起到粘连、阻挡的作用。而且因为所用到的化学堵剂不会破坏环境，所以受到人们的广泛使用。但缺点就在于不能够应用于高温低层，而且流程也不容易控制，会影响堵控水[5]。

超前注水是低渗透油田开发的重要途径以长庆油田三叠系延长组油藏为例

由于特低渗透油层供油面积小，供油面积内压力消耗大，生产不长时间之后，地层压力降低到饱和压力以下，地层原油开始脱气，脱出气体部分随原油流
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新疆石油地质
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入井底，部分滞留于地层之中，脱气原油在地层中建立新的相态平衡状态。当注水井开始注水之后，地层压力回升，地层中脱气原油在新的相态平衡状态下随着压力的升高建立新的原油物性体系，此时由于脱气的作用即使在相同的压力下地层原油粘度、密度将更大，体积系数减小，从而增大了原油渗流阻力，在相同生产压差下将使原油产量减少。当油田采用先注后采方式时，由于地层压力的保持与恢复，可避免原油物性的变差，有利于提高产量。 !$#$! 先注后采能有效地保证原油渗流通道的畅通
评价方法收益率收益率净现值回收期利润率利税率（!）（!）（万元）（,）（!）（!）
按全部投资 !%&%’ $#&$% !’"&%% (&)$ (&"! *&$) 按扣除研究费 !#&%# $)&$* ("#&%% (&!" +&!$ $%&"" 及其它费用后
由表 $ 可见，考虑全部投资，税后收益率较高，达 $#&$%!，投资回收期短，该试验方案经济效益较好，建议多做这类开发试验工程，为提高低渗透油藏未动用储量动用程度提供经验。
当一个特低渗透油藏采用滞后注水方式时，采油井首先采油，主要是较高渗透层段供液，由于特低渗透油层的渗流阻力大、供液能力差、能量消耗快，使较

钻井井控设备讲义 (现场操作人员)

2、防喷器的型号
单闸板防喷器 FZ公称通径——最大工作压力
双闸板防喷器 2FZ公称通径——最大工作压力
三闸板防喷器 3FZ公称通径——最大工作压力
环形防喷器 FH公称通径——最大工作压力
字头为汉语拼音，公称通径单位为：cm，最大工作压力单位为：MPa
如: FZ23-21 2FZ28-35
环形为：FH23-21
70Mpa 、105Mpa。
2）公称通径—上、下垂直通孔直径。我国分为9种：
180mm 、 230mm 、 280mm 、 346mm 、 426mm 、 476mm 、 528mm、 540mm 、 680mm。现场常用： 230mm （ 9” ） 280mm(11”) 346mm(13”) 540mm(21”)
五、闸板防喷器结构特点
壳体是闸板防喷器的主体，一般由合金刚铸造或锻造而成。
密封 1、闸板防喷器封井时，必须有四处
密封同时起作用才能有效封井。
1)闸板前部与管柱之间的密封。 2)闸板顶部与壳体之间的密封。 3)壳体与侧门之间的密封。 4)闸板轴与侧门之间的密封。
2、节流、压井管汇的所有平板阀，逐个进行试压，节流阀以后的闸阀可降低一个压力级别。
3、试压稳压时间不少于10分钟，密封部件无渗漏为合格。
4、高压、低压分别试压。
➢井场的合理布局决定井控工作的成败
井口距民房500M以上，井场边缘远离铁路、高速公路、高压线及其它地面永久性民用设施。
FH28-35
四、井口防喷器的组合
1、防喷器公称通径的选择：应与其套管头下的套管尺寸相匹配，以便通过相应的钻头与钻具，继续钻井作业。

长庆低渗透油田注水工艺技术分析

长庆低渗透油田注水工艺技术分析摘要：根据长庆油田所具备的低渗透率、低压力以及低产量的三大油藏特点及注水特征，探究出三种既可确保生产安全，又可减少成本的注水工艺技术。

这三种注水工艺技术分别为：单干管小支线活动洗井注水工艺、树枝状干管稳流配注活动洗井注水工艺技术与橇装式注水工艺技术，且概括了三种工艺的基本特征。

实践表明，单干管小支线活动洗井注水工艺技术与树枝状干管稳流配注活动洗井注水工艺技术，不仅使程序变得简单，而且还提升了注水率，用于油田地面建设能够取得非常理想的效果。

关键词：长庆油田低渗透地面建设注水工艺技术一、油田以及注水的基本特征（一）油田的基本特征1、油藏特点：渗透性低、压力低、产量低当前，长庆在鄂尔多斯盆地开采出的主力油田都具备着三大油藏特点，即渗透性低、压力系数低、产量低，储层渗透率低至1.29*10-3至1.8*10-3μm2，许多油层的压力系数处于1MPa以下，而且油田、井区以及油井的分布非常散，尽管油井相当多，但是出油量却非常少，增加了地面建设的费用支出。

2、孔喉过小，非均质性过强由于油藏被岩性与构造二者所控，如果岩性变化较大，将导致储层孔隙呈现复杂构造，此时孔喉半径只有0.47至3.21μm，如此一来，便提升了注水与回注污水的水质要求；同时，由于污水具备着相当高的矿化度，而且还含有丰富的SO2-4、Ca2+、Ba2+、Sr2+等离子，容易导致结垢与腐蚀现象出现，如此一来，将增加地面工程量，增大运行费用支出。

3、地面高差存在着较大起伏，自然环境非常差由于油田处于黄土高原，梁峁纵横，沟壑交错，地形破碎非常严重，湿陷程度极其高，某些地方几乎不存在地下水资源，这些情况对于地面注水系统的优化增加了更多的困难。

（二）注水的基本特征1、由于油田位置差异，导致地下水质存在着相当大的不同白垩系洛河地层水是长庆的注水水源，其大范围地分散在陕甘宁盆地，其中盆地中部区域埋藏较深，四周区域埋藏比较浅，大致深度在200-980m之间，水的矿化程度在0.5-3g/L之间，SRB在0-10之间。

长庆低渗透油田水平井机械堵水工艺

ａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｗｅｌｌｓ，ｔｈｅｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｌａｗｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｗｅｌｌｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｍｏｒｅｏｖｅｒａｓｅｔｏｆｋｅｙ
２０１４年２月
大庆石油地质与开发
ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＯｉｌｆｉｅｌｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＤａｑｉｎｇ
Ｆｅｂ．．２０１４
第３３卷第１期
（Ｏｉｌ＆ＧａｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｈａｎｇｑｉｎｇＯｉｌｉｅｆｌｄＣｏｍｐａｎｙ，ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉ — ｓｔａｇｅｆｒａｃｔｕｒｅｄａｎｄｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｅｄｈｏｉｚｒｏｎｔａｌｗｅｌｌｓｉｎｔｈｅｌｏｗ— ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｏｆＣｈａｎｇｑｉｎｇＯｉｌｉｅｆｌｄ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍ—

长庆油田小井眼修井技术研究与应用PPT课件

油套分注管柱主要由Y341-94封隔器、滑套、球座等工具组成。
长庆油田分公司
一、长庆油田小井眼开发概况
合注井管柱结构
油套分注井管柱结构
长庆油田分公司
二、长庆油田小井眼修井作业特点
（一）小井眼作业的影响因素及难点
1、井径小，配套工具困难长庆油田小井眼以 φ114.3mm 为主，套管内径仅为
φ101.6mm，限制了修井作业配套工具的外径尺寸，大部分常规修井工具不适用。小井眼修井工具品种少，井下工具强度难以满足要求，可靠性差。
不同套管适用的井下工具直径
套管外径 mm
φ139.7 φ114.3
套管内径 mm
φ124.26 φ101.6
套管通径 mm
φ121.08 φ98.43
适用井下工具最大外径 mm φ115 φ95
长庆油田分公司
二、长庆油田小井眼修井作业特点
3、易砂卡由于井眼容积小，加上内有管柱，空
间更小，地层少量出砂，也会在井眼内形成较长砂柱，容易砂卡管柱。
套管外径 mm
φ139.7 φ114.3 φ114.3
不同套管油套环空沉砂对比
套管内径 mm
φ124.26 φ101.6 φ101.6
油管外径 mm
长庆油田分公司
三、小井眼修井作业技术研究与应用
5、磨铣：井下螺杆钻+小直径磨鞋进行磨铣处理鱼顶或落物等。 6、工具配套：根据小井眼作业需要，配套了一些解卡类工具，如XJQ-K95-NC26开式下击器、GXM-PΦ96 高效平底铣磨鞋、XZ-L-φ96高效梨形铣锥等。
φ73 φ73 Φ60.3
1m3砂在环空形成的砂柱高度
m 126

长庆油田气区靖平55—5—2井长水平段钻井技术

长庆油田气区靖平55—5—2井长水平段钻井技术摘要：针对鄂尔多斯盆地长庆气区靖平55-5-2井，在分析该区气井生产情况的基础上，采用152.4mm井眼钻长水平段并下入114.3mm的筛管完井方案来保障采收率；优选长半径水平井剖面，应用先进的随钻地质导向技术跟踪储层并控制水平段井眼全角变化率小于等于4°＼30m，满足了固井下套管对井眼轨迹的质量要求，应用水力振荡器在钻井液流过时产生的压力脉冲带动钻具产生温和振动，将钻具与井眼之间的静摩擦转换为动摩擦，有效地降低了摩阻和扭矩，改善了钻压传递，提高了水平段滑动钻井机械钻速和进尺，采用的羟基铝胺基聚合醇聚磺钻井液体系既能满足保护储层，又能满足长水平段润滑防卡和泥岩防塌的需要，该井的顺利实施为长庆气区产能建设奠定了基础。

关键词：鄂尔多斯盆地随钻地质导向防摩减阻水力振荡器长水平段靖边气田平均储量丰度为0.56×108m3/km2，邻井陕308、靖平55-4、G52-6的马五1平均储量丰度为0.46×108m3/km2，预测靖平55-5-2井储量丰度0.46×108m3/km2，地震、地质综合分析表明，该水平段马五13发育气层，且厚度较大，物性较好。

因此，靖平55-5-2井选择马五13为水平段的主要目的层，通过优化设计及施工方案，采用了先进的随钻地质导向和防摩减阻技术，并选用了合理的钻井液体系，成功完成了该井的现场施工，完钻井深5990m，水平段长2000m，为长水平段井推广应用奠定了基础。

一、地质特征与井身结构靖边气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北侧，区域构造为一宽缓的西倾单斜，坡降3～10m/km，在宽缓的单斜上发育多排北东—南西走向的低缓鼻隆，鼻隆幅度10m左右，南北宽5～15km，长10～20km。

勘探开发实践证实这些低缓的鼻隆构造对气藏的圈闭不起主导作用，但对天然气的相对富集具有一定的贡献。

靖平55-5-2井井口处位于K1构造的鼻凹部位，预测马五14底海拔为-2252.0m，沿水平段方向的坡降梯度为-5.8m/km，地层倾角约-0.3°，该井奥陶系出露层位为马五11，目的层马五13垂深3726～3729.4m，厚度3.4m，测井综合解释马五13含气层1.1m，气层温度113.0℃，投产前地层压力20.8～31.6MPa 之间，压力系数0.9，该区为岩性圈闭气藏，弹性驱动。

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优化设计方法与步骤：优化设计方法与步骤：
4、有杆泵抽油供排协调：油井流入曲线与油井排出有杆泵抽油供排协调：结合在一起，就构成了油井的“供排协调” 结合在一起，就构成了油井的“供排协调”。准确绘制油井的供排协调图，分析引起供排协调点变动的原因，井的供排协调图，分析引起供排协调点变动的原因，可用于合理选择抽油设备型号，优化举升设计方案。于合理选择抽油设备型号，优化举升设计方案。
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将上述敏感性分析的理论用于抽油机系统的敏感性分析。可以对抽油参数：泵挂深度、泵径、冲程、冲次、分析。可以对抽油参数：泵挂深度、泵径、冲程、冲次、杆柱组合、电机装机功率；油井参数：生产油气比、杆柱组合、电机装机功率；油井参数：生产油气比、原油粘度、含水率、油压、套压；部分油井管理参数：油粘度、含水率、油压、套压；部分油井管理参数：抽油机平衡度、抽油机井盘根压力、抽油机传动效率、油机平衡度、抽油机井盘根压力、抽油机传动效率、抽油机换向效率等参数进行敏感性分析；油机换向效率等参数进行敏感性分析；可计算出不同泵挂深度、泵径、冲程、冲次等工作制度参数时的产量、挂深度、泵径、冲程、冲次等工作制度参数时的产量、有效冲程、有效功率、光杆功率、泵效、井下效率、有效冲程、有效功率、光杆功率、泵效、井下效率、地面效率，系统效率。面效率，系统效率。
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优化设计方法与步骤：优化设计方法与步骤：
泵效计算： 5、泵效计算：泵效计算精度直接影响油井产液量与系统效率的仿真精度。统效率的仿真精度。目前教科书与有关专著所介绍的排量系数的计算公式基本相同，所做的假设也基本相同，数的计算公式基本相同，所做的假设也基本相同，都没有考虑泵筒内工作压力不同对气液比的影响，虑泵筒内工作压力不同对气液比的影响，即假设了泵筒内气液比为常量，并且等于沉没压力条件下的气液比。液比为常量，并且等于沉没压力条件下的气液比。本研究根据抽油泵的工作理论，建立了计算抽油泵排量系数的新公式：据抽油泵的工作理论，建立了计算抽油泵排量系数的新公式： α=ηSηFηLηV 式中：柱塞有效冲程系数；式中：ηS——柱塞有效冲程系数； ηF——充满系数；充满系数； ηL——泵的漏失系数；泵的漏失系数； ηV——沉没压力条件下溶气原油的体积系数。沉没压力条件下溶气原油的体积系数。
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BeamDesign系统仿真优化设计 BeamDesign系统仿真优化设计
何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，八十年代开展的动态预测只体现结果。代开展的动态预测只体现结果。具体就是由常微分方程组与偏微分方程组所组成的高度耦合的混合数学模型。由积分法建立曲柄运动规律仿真度耦合的混合数学模型。模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，计算出油井生产时的示功图、扭矩曲功率曲线等等。生产时的示功图、扭矩曲功率曲线等等。
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系统功能介绍优化设计方法与步骤：优化设计方法与步骤：
抽油机抽汲参数优化设计：以产量、效率、 6 、抽油机抽汲参数优化设计：以产量、效率、寿命的三者协调统一为目标的参数优化设计。主要依据是利用敏三者协调统一为目标的参数优化设计。感性分析的结果，计算出各种参数敏感性程度的斜率，感性分析的结果，计算出各种参数敏感性程度的斜率，根据斜率的大、小再次将需要调整的参数进行计算（滤除不据斜率的大、小再次将需要调整的参数进行计算（变参数）根据斜率大、小的参数进行参数自动调整，变参数），根据斜率大、小的参数进行参数自动调整，然后再进行一次仿真优化设计，从而实现参数敏感性、后再进行一次仿真优化设计，从而实现参数敏感性、动态仿真和参数优化的自动结合。仿真和参数优化的自动结合。
技术交流第三讲
华北油田公司采油工艺研究院 OO六年十月二OO六年十月
1
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BeamDiag抽油机井工况诊断 BeamDiag抽油机井工况诊断 BeamAnal 抽油机井参数敏感性分析 BeamDesign系统仿真优化设计 BeamDesign系统仿真优化设计 PumpingUnitType 机型优选 DataManage采油工程数据管理 Well DataManage采油工程数据管理
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BeamDesign系统仿真优化设计 BeamDesign系统仿真优化设计
敏感性仿真优化算法的基本思路：敏感性仿真优化算法的基本思路：系统效率影响因素的敏感程度能够充分反映各参数对系统效率的影响程度，同时也反映了对系统效率影响的方向性。统效率的影响程度，同时也反映了对系统效率影响的方向性。在寻求最优解时，根据敏感性分析的结果，在寻求最优解时，根据敏感性分析的结果，可以确定各个变量相对于当前值的方向性。例如，量相对于当前值的方向性。例如，对于任意变量xi，如果系，的敏感度大于零，统效率对变量xi的敏感度大于零，则在优化寻优时，可以只的敏感度大于零则在优化寻优时，的方向进行搜索；沿xi≥x0的方向进行搜索；如果系统效率对变量xi的敏感度的方向进行搜索的敏感度小于零，则在优化寻优时，的方向进行搜索，小于零，则在优化寻优时，可以只沿xi≤x0的方向进行搜索，的方向进行搜索从而可以节省大量的计算量，提高计算效率。从而可以节省大量的计算量，提高计算效率。。
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优化设计方法与步骤：优化设计方法与步骤：
油井参数影响系统效率的敏感性程度计算： 1 、油井参数影响系统效率的敏感性程度计算：油井优化前后的参数敏感程度分析，依次作为优化、优化前后的参数敏感程度分析，依次作为优化、参数调整的依据。依据。预测产量： 2 、预测产量：油井产量是我们设计有杆泵抽油系统的基础。只有准确确定油井的产能（的基础。只有准确确定油井的产能（ IPR流入特性曲线），才能实现油井的最优化设计。针对不同油田的生产特点，选择下列油井产量预测方法：①采油指数（PI）公式；②沃格采油指数（PI）公式；
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等值扭矩、扭矩利用率、等值扭矩、扭矩利用率、上、下冲程最大扭矩、最小下冲程最大扭矩、扭矩、地面系统效率等。扭矩、地面系统效率等。 4、抽油杆柱分析：通过分析得出抽油杆的最大应抽油杆柱分析：力、最小应力、古德曼应力、应力范围比等结果。最小应力、古德曼应力、应力范围比等结果。 5、根据抽油机上下冲程的平均有功功率的对比，根据抽油机上下冲程的平均有功功率的对比，计算抽油机井的功率平衡指数。计算抽油机井的功率平衡指数。 6、最后分析出油井工况和当前系统效率。最后分析出油井工况和当前系统效率。
尔（ Vogel）方法； ③ Vogel／ Darcy结合法； ④ 综合含水 Vogel ）方法； Vogel ／ Darcy 结合法；结合法 IPR公式。 IPR公式。公式
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优化设计方法与步骤：优化设计方法与步骤：
多种多项管流计算：多相管流压力计算公式很多， 3 、多种多项管流计算：多相管流压力计算公式很多， HagedornBeggs如 Hagedorn-Brown 法、 Beggs-Brill 法、 Orkiszewski 法、 Aziz法 Duns-Ros法和 Cornish法等法和Cornish 法等， Aziz 法、 Duns-Ros 法和 Cornish 法等，这些方法各具有一定的适用条件， Hagedorn-Brown法适用于低气油比的高产井法适用于低气油比的高产井，的适用条件，如Hagedorn-Brown法适用于低气油比的高产井， Orkiszewski法适用于高气油比的中低产井，Beggs-Brill法 Orkiszewski法适用于高气油比的中低产井，Beggs-Brill法法适用于高气油比的中低产井可用于计算垂直、水平及任何倾斜角度的多相流。可用于计算垂直、水平及任何倾斜角度的多相流。为便于对比优选，软件中采用了Hagedorn Brown法 Beggs-Brill法 Hagedorn比优选，软件中采用了 Hagedorn-Brown 法、 Beggs-Brill 法 Orkiszewski法现场验证情况证明，和 Orkiszewski 法。现场验证情况证明，这三种方法可以满足各种情况下的多相流计算需要。足各种情况下的多相流计算需要。
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本技术利用油井参数影响系统效率的敏感性程度：响系统效率的敏感性程度：依次作为优化、依次作为优化、参数调整的依据。依据。
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BeamDesign系统仿真优化设计 BeamDesign系统仿真优化设计
何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，八十年代开展的动态预测只体现结果。代开展的动态预测只体现结果。具体就是由常微分方程组与偏微分方程组所组成的高度耦合的混合数学模型。由积分法建立曲柄运动规律仿真度耦合的混合数学模型。模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，计算出油井生产时的示功图、扭矩曲功率曲线等等。生产时的示功图、扭矩曲功率曲线等等。
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②找出影响效果指标的最关键因素、即最敏感因素，找出影响效果指标的最关键因素、即最敏感因素，并进一步分析产生不确定因素的原因。并进一步分析产生不确定因素的原因。③对敏感性大小的比较，大小的比较，区别敏感性强或敏感性弱的方案或结果。④通过可能出现的最有利与最不利的技术效果分析，寻找最佳方案。分析，寻找最佳方案。根据感性分析中每次变动不确定因素数目的多少，可将敏感性分析为单因素敏确定因素数目的多少，感性分析和多因素敏感性分析。感性分析和多因素敏感性分析。