有杆抽油系统能耗问题的思考与优化设计
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提升有杆泵采油系统效率的方法提升有杆泵采油系统效率的方法摘要:有杆泵采油是国内外广泛采用的一种采油方法,但是,目前国内的系统效率已不能满足当代社会发展的需求。
本文主要对影响有杆泵采油系统效率的因素进行了简要的分析,通过全方位、高层次的探讨,阐述了如何去提高有杆泵采油系统效率,什么样的途径才能使系统的效率达到最大化。
关键词:系统效率分析因素有杆泵采油占国内外采油方式的比重比较大,大多数是抽油机井。
所以,目前增加有杆泵井产油量、降低采油的成本,努力创新研发新型的有杆泵等采油装置,才能使得有杆泵采油的经济效益达到最大化。
最近这些年,通过对系统的研究,做了很多的改进,同时也取得了很好的效果。
以我国的油田为例,我国的机械采油系统的运行效率提升了7%左右,但是还是很难达到我国的节能期望值,相对于国外的油田系统效率,还有很长的路程要走。
究其原因,主要有以下几点:(1)一些井口的设施没有做到位导致产液量一直不高。
(2)一些机械设备工作效率不高,导致系统的压力问题没有得到很好的平衡,使得效率也不明显。
如果以上的问题得到了很好的解决,那对于采油系统的效率也会明显提高。
1 影响机械采油有杆泵系统效率的主要因素据调查,近年来我国的油田的系统效率要远远小于系统理论的百分比,且平均效率最高的也不会超过平均系统效率的一半,以下是影响油机井系统效率的因素:(1)电机的负载率过低。
一般来说电机的运行效率都在0.7-1.1之间,但是目前我们的电机的负载率都没有达到这个要求,这是造成电机运行效率较低的主要因素。
实践证明,如果电机的负载率提高5%-10%,系统的效率也会提高2%-4%,且节电率可以达到10%。
(2)传动皮带的失误。
它采用的原理是采用三角皮带传动,但是因为弹性的影响,很难保证它的张紧程度,所以,在使用过程中,很容易出现相互错动、打滑等想象,这样会使浪费能量的耗损。
(3)抽油机的工作。
对于大多数的抽油机都是采用对称循环的工作方法,其运行方式与周期性波动的幅度都很大,它的这种工作状态对于电动机来说是不适合的,因为,它在运行的过程中,会造成大量能量的损耗,且系统的效率不会提高。
有杆泵抽油井系统效率因素分析与提效降耗对策本文从有杆泵抽油机井的井下工具、地面设备、配套设施等各个环节,对影响有杆泵机采系统效率的因素进行了细致地分析,并针对各影响因素提出了有效的对策,对于提高有杆泵抽油机井的系统效率,降低油井运行成本,实现油井节能降耗,具有一定的指导意义。
全面提高抽油机井系统效率是不断降低油井运行费用,改善油井生产工况,提高抽油机井开发效益的有效技术手段,是提高油田工作水平的一个重要方面,也是实现油田可持续发展的重要保证。
1 抽油机井系统效率定义抽油机井系统效率是指将液体举升至地面的有效做功能量与系统输入的能量之比,即系统的有效功率与输入功率的比值。
其中,输入功率由现场测试取得,有效功率由下式计算:(1)式中:Pe有效功率,Kw;Q一一油井日产液量,m3/d;2 抽油机井系统效率影响因素分析影响有杆泵抽油机井系统效率的因素较多,它不仅受抽油设备和抽油参数的影响,而且还受油井管理水平和井况的影响。
由于能量在转换和传递过程中,总会发生能量损失,用Pi表示输入功率,用Pe 表示有效功率,用△P表示损失功率,则有:Pi=Pe+△P 根据抽油机井系统的组成情况,可以把损失功率△P分解为8个部分,即:(1)电动机损失部分功率△P1:当电动机输出功率为额定输出功率的60-100%时,电动机的工作效率与额定效率接近或相等,否则将低于额定效率;而在抽油机工作时,负荷变化极大,所以其电动机的工作效率低于其额定效率。
据资料显示,电动机的额定效率约为90%,而应用于抽油机上的工作效率只有70%左右,这部分功率损失对系统效率的影响很大。
(2)带传动部分的损失△P2:油田应用较为普遍的普通V帶、窄V带和同步带的效率一般在在95%左右,即这部分的损失功率为5%。
(3)减速器部分的损失△P3:减速器损失分轴承损失和齿轮损失两部分,一副轴承的功率损失约为1%,共三副合计为3%,一副齿轮功率损失为2%,三副为6%,故减速器的损失功效率9%。
有杆抽油机井节电降耗措施与效果分析[摘要]随着油田开发时间的延长,抽油机井含水和产液量增加,导致用电成本成本的逐年增加,结合生产实际降低油井运行电费成为基层采油队降本增效的主要手段,笔者结合基层工作经验,全面分析有杆抽油井的耗电因素,制定合理的节电降耗措施,取得良好的经济和社会效益。
[关键词]有杆抽油机井降耗措施效果中图分类号:tg333. 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)08-034-011 引言胜利油田河口采油厂采油四矿采油一队2011年度全年成本消耗为408.5万元,电费占192.1万元,其中有杆抽油井电费成本为161.2万元,占全队总成本的39.2%。
有效地降低有杆抽油井耗电量,是降本增效、增强企业竞争力的有效途径。
全面分析有杆抽油井的耗电因素,制定合理的节电措施,是降低有杆抽油井电量成本的关键。
2 有杆抽油机井耗能高因素分析2.1 泵容积损失大一般来说,造成容积损失大的原因主要有两方面:一是当抽油泵严重漏失时,柱塞和衬套间径向间隙偏大,使泵的容积损失增大,造成无效功率损失相对增加,导致单耗偏高;二是当筛管堵塞严重时,造成泵的供液能力不足,柱塞两端压差大,导致柱塞与衬套摩擦损失和漏失量增加,无效功率损失增大,导致单耗高。
根据生产数据统计这类井共有22口,对这部分抽油井,应采取换泵作业措施,开抽后及时优化调整抽汲参数,达到降低单耗的目的。
2.2地面无效摩擦损失功率大当“五率”、盘根和皮带松紧度等调整不及时,会造成摩擦损失的增加,使无效功率损失增大,造成单耗高。
这类井有12口。
这些抽油井生产运行参数比较合理,但是单耗却达到12.8kwh/t以上。
综合分析认为,这是由于地面设备摩擦损失消耗功率偏大造成的。
针对这部分井,现场可通过加强调整“五率”、盘根和皮带松紧度等措施,减少地面传动、相对运动摩擦等无效、低效功消耗,实现降低单耗的目。
2.3 抽油井抽汲参数不合理依据理论分析,在泵径、冲程和冲次中,对单耗影响最大的是冲次,单耗与冲次的平方呈正相关关系。
河南油田有杆抽油系统优化设计研究摘要:河南油田经过30多年的开发,取得了良好的勘探开发效益,常规有杆抽油一直是最为广泛应用的一种统机械采油方式,但由于有杆抽油系统能耗严重,效率普遍偏低,因此需要提高抽油系统效率,降低石油开采成本,以实现高效经济采油。
关键词:抽油杆抽油系统效率高效采油前言目前我国大部分油田已进入注水开发时期,油井的含水量逐年上升,要提高原油产量,必须加大提升井液的能力。
而机采的优化与节能成为亟待解决的问题之一。
若单井系统效率提高10%以上,对降低原油成本和提高企业经济效益具有重要意义。
1有杆抽油系统优化目的及意义1.1 目前国内机械采油现状常规有杆抽油一直是最为广泛应用的一种统机械采油方式,也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式,按最新资料统计,国内有杆抽油的系统效率以大庆油田为最高达30%,胜利油田为24%,也就是说整个系统工作过程中有70%以上的能量做了无用功,造成了大量的浪费。
根据实验井测试数据一般常规抽油机的理论系统效率可达到50%~65%,但把油井实测效率与理论效率相比,一般差一倍以上,有很大的节能增效潜力。
因此国内外的技术专家在游梁式抽油机改造、设计新型节能抽油机方面进行了大量的研究工作,设计制造出了一批节能型抽油机也都取得了不错的效益。
现在有杆抽油系统优化设计方面还是依然存在许多问题,例如,杆杆设计不合理、电动机不匹配、供采不平衡、抽汲参数不合理。
这些都将影响了抽油系统的高效运行。
1.2 有杆抽油系统优化意义以l口井为例,系统效率为20%,油井抽油实际用功率10KW,系统效率提高1个百分点,一天节约电约220kw·h,全年节约8×104KW·h。
所以,对有杆抽油系统优化的意义是不言而喻的,通过对有杆抽油系统进行优化,可以有效降低采油用电单耗,延长油井的检泵周期,缓解目前国内能源形势日趋紧张的状况。
2 河南油田有杆抽油系统优化设计分析2.1 河南油田有杆抽油系统现状河南油田经过30多年的开发,通过精雕细刻,在提高有杆抽油系统效率方面,推广和应用新技术、新设备,使稀油机采系统效率从1990年的27.6%提高到2006年的32.73%,系统效率居于集团公司领先水平。
目前,某采油厂共有10230口井,其中系统效率低于30%的井有3069口,占比48.76%,这一部分井由于传动效率低、供采关系不完善、大马拉小车等原因导致系统效率低于30%。
进行技术改造后,抽油机井系统效率提高2%,年可节电2000×104kWh 以上,提高机采系统效率是目前亟待解决的问题。
对于节约生产成本投入,缓解电力紧张具有重要意义。
通过分析现有机采技术应用现状及能耗,研究节能潜力并设计节能技术改造方案,提高电动机及传动效率并优化供排关系,对节能改造技术的应用效果和经济效益进行评价,从系统效率入手,以节能降耗为目标,通过科学管理,达到控本增效的目的[1-3]。
抽油机采油节能潜力分析及节能方案设计张董磊闫静(大庆油田有限责任公司第二采油厂)摘要:抽油机井机械举升是目前常规采油的主要方法,常规抽油机举升能耗高、系统效率低是节能技术改造的重点。
针对电动机和传动系统效率低及供排关系调整问题进行分析,应用双速双功率电动机提高电动机效率,采用永磁半直驱拖动装置提高传动效率,运用多功能调速配电箱优化供排关系。
评价节能改造技术的应用效果和经济效益,共改造1268口井,年节电约1828.6×104kWh,直接经济效益1191.6万元,系统效率提高2.71%。
现场应用为节能降耗、控本增效提供有效技术指导。
关键词:抽油机采油;节能改造;方案设计;经济评价DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2022.07.018Analysis of energy -saving potential of pumping unit and design of energy-saving schemeZHANG Donglei,YAN JingNo.2Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co.,Ltd.Abstract:Though mechanical lifting of pumping wells is the main method of conventional oil pro-duction,the energy consumption and efficiency of mechanical oil production have always been the prominent contradiction in the process of energy-saving technical transformation.In this paper,the low efficiency of motor and transmission system and the adjustment of supply and discharge relationship are analyzed.The double speed and double power motor is used to improve the motor efficiency and the permanent magnet semi-direct drive driving device is used to improve the transmission efficiency.The multi-functional speed regulation distribution box is used to optimize the supply and discharge re-lationship.The application effect and economic benefit of energy-saving transformation technology are evaluated,which saves about 1828.6×104kWh in the annual power,directly gets 11.916million yu-an in economic benefit and increases by 2.71%in the system efficiency.Field application provides effec-tive technical guidance in saving energy,reducing resource consumption,controlling cost and raising efficiency.Keywords:pumping unit production;energy-saving transformation;schematic design;economic evaluation第一作者简介:张董磊,工程师,2007年毕业于黑龙江科技学院(信息与计算科学专业),从事采油工程工作,181****8958,****************,黑龙江省大庆市红岗区第二采油厂第三作业区,163414。
有杆抽油机节能技术探析摘要:抽油机是油田生产的必要组成部分。
在原油开采过程中,抽油机设备的投入是保障采油产能状况的必要措施。
采油开发至中后期,油井自产能力会逐步递减,利用抽油机的作用能够继续进行生产。
这样抽油机的工作效率就直接决定了原油的产能,而其中抽油机的成本投入也决定了企业效益,在世界经济的大环境作用下,效益是各大企业的追逐目标。
因此降低抽油机能耗成本从另一方面来说就是为企业赢得更多利益。
因此,本文主要通过探讨抽油机节能技术,针对目前的抽油机能耗现状,同时进一步探讨如何改进抽油机促使达到更优的节能水平。
关键词:有杆抽油机;能耗;节能;抽油机的工作主要是通过机械力量促使抽油杆做往复直线运动,完成抽吸作用。
但是抽油机存在能耗大的问题,油田电力消耗成本主要来自于抽油机部分。
能耗问题是采油生产成本投入的主要问题。
目前所采用的抽油开采方式是我国油藏地质条件所决定的,低产、低渗的情况造就必须采取这样的开采模式。
随着世界能源发展及人们对石油能源需求量逐步增大,针对石油生产的效率问题应该提出新的要求。
因此提升抽油机设备经济性、效率显得尤为重要,一方面通过改善抽油机效率促进了开采能力的提升,另一方面高效率作用下降低了成本投入。
通过节能改造进一步保障采油效益。
一、抽油机能耗因素分析(一)地上因素地上因素主要是指地面设备的能耗影响,一般包括电动机、皮带、减速器等因素。
其中电机因素主要是电动能耗,电动机是提供抽油机运动的能源,一般电动机工作过程中所需要的启动转矩较大,且电机载荷率波动较大,因此电机存在寿命短、负载率低、电流波动大等问题,造成了大量的能量损耗。
根据电动机铜损与相电流的平方及绕组电阻关系比较计算,目前油田抽油机的电动机普遍效率较低;而传动因素的能耗主要表象为皮带与转轮之间的能量损失,皮带工作时的能量损失有两种:一种载荷无关,如皮带与轮槽的摩擦损失及风阻损失等;第二种与载荷成正比,如皮带与轮槽间纵向及径向的滑动损失等;减速箱是有杆抽油系统中将高速运动转化为低速运动的主要部件,减速箱中齿轮啮合及摩擦损失是主要能耗损失因素。
有杆泵抽油作业中影响泵效因素及采取的措施班级:采油10302班学号:201024160238 姓名:王敏一.泵的工作原理1.泵的分类抽油泵是抽油的井下设备。
它所抽汲的液体中含有砂、蜡、气、水及腐蚀性物质,又在数百米到上千米的井下工作,有些油井的泵内压力会高达20M p a以上。
所以,它的工作环境复杂,条件恶劣,而泵工作的好坏又直接影响到油井产量。
抽油泵主要由工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀(吸入阀)组成。
按照抽油泵在油管中的固定方式,抽油泵可分为管式泵和杆式泵。
二.泵的抽汲原理泵的工作原理图(a)上冲程(b)下冲程1-排出阀 2-柱塞 3-衬套 4-吸入阀(1)上冲程抽油杆柱带着柱塞向上运动,如图(a)所示。
活塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。
此时,泵内(柱塞下面的)压力降低。
固定阀在环形空间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。
(2)下冲程抽油杆柱带着柱塞向下运动,如图2-1(b)所示。
固定阀一开始就关闭,泵内压力增高到大于柱塞以上液柱压力时,游动阀被顶开,柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部,使泵排出液体。
三.影响泵效因素分析3.1 地质因素3.1.1 出砂对泵效的影响油井出砂的主要原因是油藏储层为疏松胶结砂岩。
另外,在油田开发中后期,由于长期注水或注气开采也会极大的破坏储层架,造成油井出砂。
砂子磨损凡尔球、凡尔座、活塞及衬套等部件,导致泵效降低。
固定凡尔或游动凡尔砂卡或砂埋也影响泵效。
3.1.2 气体对泵效的影响油层能量低,供液不足或含气体的井,当泵入口处的压力低于饱和压力时,进入泵内的将是油气混合物,进入泵内油的体积减少,使泵效降低。
另外,活塞在下死点时固定凡尔和游动凡尔之间的余隙中存在着高压油气混合物,在活塞上行时,油气混合物膨胀,固定凡尔不能立即打开,使泵效降低。
3.1.3 漏失对泵效的影响当油井中含有游离气体时,对泵的工作效率有很大的影响,严重时将发生气锁现象,有时还可能发生气蚀现象,泵筒中的缩气体刺伤凡尔球和座,引起漏失,降低泵效。
技术与信息4.1船舶管路防腐方法防蚀油漆:管路之外表面,施以适当的防蚀油漆。
装置电蚀防止导板:在管子与橡皮伸缩接头的连接处,管与阀的连接处,以及法兰的相互连接处,可装设铜质的电蚀防止导板。
装置防蚀板:防蚀板如锌板,纯铁法兰,可装设在主冷却海水管路中的大型泵。
铸铁制的海水阀与铜管、青铜制泵浦与钢管等的接连处,以及海底门内。
镀锌管:船舶的清水管,压载舱海水管、消防管、海水冷却器等,可采用镀锌管,以防止管子本身金属发生腐蚀。
涂层与内衬:200mm以上的大型海水管,其钢管内表面可使用天然橡胶或合成橡胶的涂层或内衬隔离海水,以保护管子金属不致发生腐蚀。
4.2船舶压载漆通用技术条件附着力/MPa≧3;耐冲击性:3J落锤冲击后,无裂痕、剥落;耐盐份性:600小时后,按GB1740进行评定,1级;4耐盐水性:25℃±1℃盐水,连续浸泡21天,漆膜无起泡、龟裂,剥落、锈斑等;耐热盐水性:80℃±2℃热盐水,浸泡2小时,漆膜无起泡、剥落、龟裂、起皱。
4.3对涂装要求涂料种类:环氧基系统(采经过认证的原物料),其它涂料系统(经认证的特别种类)。
2涂层施工:至少两道刷涂及两道喷涂,刷涂使用刷子或滚筒;初次面处理:Sa21/2级,粗糙度介于30~75μm,在某些情况下不应进行喷砂(相对湿度超过85%或钢材的面温度与露点温度在3℃)。
二次面处理:边角处理,边缘要处理成半径至少为2mm的圆角或经过3次打磨,或至少等效的处理。
二次面处理:底漆被破坏的地方和焊道达到Sa21/2等级。
经过认证且完好的底漆可以保留漆可以保留。
未经认证的底漆70%需经过扫砂、高压水洗达到Sa2。
组装后的面处理:建造St3或Sa212,低于总面积2%的小损伤St3,超过总面积2%或相邻接的损伤区域超过25㎡、Sa212,重复覆盖处打粗磨顺面粗度30-75μm。
环境条件:在控制温度和面条件下进行涂装下列情况下不应进行涂装相对湿度超过85%或钢材面温度与露点温度差距少于3℃。
有杆抽油系统能耗问题的思考与优化设计一、有杆抽油系统应用现状目前,有杆抽油系统能耗严重,效率普遍偏低,而且有杆抽油在机械采油中又占有很大比例。
全面系统地分析影响有杆抽油系统效率的因素及能量在传递过程中消耗的原因,开展提高抽油系统效率研究,已成为降低石油开采成本,实现高效经济采油的重点研究课题之一。
有杆泵抽油系统由抽油机、抽油泵和抽油杆三大部分组成。
有杆泵抽抽是我国主要的机械采油方式,抽油机井数量多、耗电量大,因此提高抽油机并的系统效率,降低其能耗,对抽油机井节能具有重要意义。
作为低压油藏中有效的人工举升方式,有杆泵抽油已经得到了广泛应用,其中最常用的是游梁式有杆抽油系统,这种系统结构简单、耐用且经济。
游梁式抽油机-深井泵抽油装置:用油管把深井泵下入到井内液面以下,在泵筒下部装有只能向上打开的吸入阀,用抽油杆把柱塞下入泵筒内,柱塞上装有只能向上打开的排出阀,通过抽油杆柱把抽油机驴头悬点产生的上下往复运动传递给抽油泵向上抽油。
然而研究表明,有杆抽油系统的效率只有50%左右(即如果原动力是电动机,则只有50%的电能被转化为水力功率),通过精心设计和革新, 其效率还能大大提高。
有杆抽油系统存在“反传”现象,即下冲程中抽油机反而带着电动机运转,从而造成功率的浪费。
抽油机井的系统运行效率一直处于比较低的水平,这使得生产能耗大,采油可变成本高。
有杆泵往复抽汲方式具有设备装置简单、操作方便、综合成本低的特点。
我国约有90%的油井、全世界约有80%的油井采用这种方式进行生产。
但是,在采用有杆泵抽油方式的油井中,其机械采油系统的效率一般较低,而机械采油能耗费用在采油变动成本中所占比例最大,现已达到12%以上。
在国内抽油机井整个系统工作过程中,70%以上的能耗作了无用功,造成了大量的能源浪费,同时加剧了机械损耗。
抽油机载荷变化、泵效偏低、油井供液不足、抽油机机械性能变差以及抽油机不平衡等都是影响系统效率的主要因素。
抽油机系统工作时,是一个能量不断传递和转化的过程,而能量的每次传递都有一定的损失。
由地面供入系统的能量减去系统的各种损失,就是系统供给液体的有效能量 ,将液体举升至地面的有效作功能量与系统输入能量的比值即为抽油机系统效率。
在实际开采作业过程中,抽油机受油井的井深、油质、杂质、含沙量、含水量等诸多客观因素的影响,须调整作业冲次、冲程,甚至更换电机、改变电机的功率;同时,由于油田所处地理位置、纬度的不同,以及所处地区的气候等自然因素,也会对开采作业产生影响,要求抽油机根据实际工况进行相应的速度调整。
有杆泵抽油系统能耗问题日趋严重,直接影响原油的开采成本。
深入开展提高有杆泵抽油系统效率的技术研究,对提高油田的采油工程技术水平和经济效益具有重要意义。
因此,有必要开展油田有杆泵采油系统优化设计分析方法的研究,以满足油田生产的需要。
二、有杆系统优化设计方法。
1、有杆泵抽油系统设计是依据:基础数据(井深、地层压力、油藏温度、饱和压力、套管内径、油管内径、油管外径、地面原油相对密度、地面产出水相对密度、标况下天然气相对密度)、生产动态数据(体积含水、井底流压、产油量)和设计数据(体积含水、产油量、生产气油比、油压、套压),计算各种载荷,确定系统中机械设备的型号和规格,确定泵效最大的机杆泵及其工作参数,通过进一步完善确定机杆泵及其工作参数,使抽油系统的效率达到最大值。
2设计步骤2.1根据给定的地层压力、饱和压力以及生产动态数据用综合IPR 曲线计算采液指数 因为:223(1){()[10.2()0.8()]}()1.812 6.26 6.26(120%){(1712)[10.2()0.8()]}20%(17 6.26)1.812129.764(/)wf wf l b t w l r b w l r wf b bl l l l p p J p Q f J p p f J p p p p J J J J m d =--+--+-=--+--+⨯-=(1) 又因为:0.856(1)0.856(10.2)0.6856(/)o w t t t W f Q Q Q t d =-=-==(2)联立(1)(2)得采液指数:360.897/()9.7649.7640.6859.7640.685t o l Q W J m d Mpa ====⨯⨯ 2.2由设计基础数据计算井底流压并绘制含水25%时IPR 曲线 因为:3()0.897(1712)4.485(/)b l r b Q J p p m d =-=⨯-=(3) 又因为:0max 31.8() 1.80.897120.897(1712) 1.810.465(/)l b b l b l r b J p Q Q J q J p p m d =+=-+⨯=⨯-+=(5)由此绘制含水率25%时的IPR 曲线:(1) 当0t b Q Q <<170.897twf r l t Q p p J Q =-=-(2) 当max b t Q Q Q <<()()(1)()0.125(1)[10.25(17)0.125(10.25)12[10.897wf wf wf oil wf wf water t w r w b l t p f p f p Q f p f p J Q =-+=-+--=⨯-+⨯-⨯⨯-+(3) 当max max o t t Q Q Q <<max max ()(89)()(10.94)(80.259)10.940.25(17)0.8970.897o t o w wf w r l l t Q Q Q f p f p J J Q --=-+-⨯-=-+利用编写程序求出 t wf Q p 关系填入下表-1:表-1得含水25%时IPR 的曲线如图-1:图-1 2.3由井底流压估算动液面而因为:3046.231/0.856(1)0.856t w W Q m d f ===-⨯(1-0.25)(4)显然由(3)(4)(5)得:0max b t Q Q Q <<所以求井底流压wf p 应按流压加权平均进行推导,并求的体积含水 25%,产油量 4t/d 时的井底流压为:()()(1)()0.125(1)[16.2310.25(17)0.125(10.25)12[10.8979.930wf wf wf oil wf wf water t w r w b l p f p f p Q f p f p J Mpa=-+=-+--+=⨯-+⨯-⨯⨯-+=井筒中混合物密度:2(1)0.251(10.25)0.8560.892/ml w w w of fg cm ρρρ=⨯+-=⨯+-⨯= 动液面深度为:66()10(9.930.2)2146108929.811034wf c f ml p p L D gmρ-=-⨯-=-⨯⨯=2.4做充满程度与沉没度关系曲线,假设下泵深度 (摘自《采油工程手册上》P448) 充满系数η与沉没度的关系式:9.81(1)(1)0.25()1i go i i K p F R p p δηα++=-++(1) 其中:η——充满系数,小数;K ——弹性变形影响,小数;δ——余隙体积分数,用小数表示;α——天然气溶解系数,33/()m m Mpa ;i p ——沉没压力(即吸入口压力),Mpa ; go R ——生产汽油比,33/m m ;0.25F——天然气进泵系数;在这里:p p cc tA A F A A A =+-;p A ——泵径面积,2mm ; c A ——套管内径面积,2mm ; t A ——油管外圆面积,2mm ;由已知数据可得:2215393.8()4c cd A mm π==;224185.4()4t t d A mm π==;假定初选泵径43mm Φ=,则:221452.2()4pp d A mm π==;所以:1452.21452.215393.815393.84185.40.224p p cc tA A F A A A =+-=+-= (2)由井底流压与沉没度的关系得:含水井正常抽油时,泵吸入口以上的油套环形空间流体不会发生流动。
因此,油水由于密度差而发生重力分异,使泵吸入口以上的环形空间的液柱中不含水,而在吸入口以下为油水混合物。
故正常抽吸时油水界面稳定在泵的吸入口处,此时,流动压力可近似的表示为:()610f ml s o c p H L g h g p ρρ⎡⎤=-+⨯+⎣⎦ 式中:f p ——流压,MpaH——油层中部深度,m ;L ——泵挂深度,m ;s h ——沉没度,m ;g ——重力加速度,2/m s ;ml ρ——井内液气混合物平均密度,3/kg m ;o ρ —— 吸入口以上环形空间油柱平均密度,3/kg m ;c p ——套压,MPa ;如图所示,将f p 等效到泵口吸入压力时:610f s o c p h g p ρ-=⨯+(3)取δ(余隙体积百分数)为0.1; 考虑弹性变形影响0.1K =; 生产汽油比为:870.85674.47go R =⨯=;溶解汽油比为:()7.6988 1.41012.0485.615gAs R p ρ⎡⎤=+⨯⨯⎣⎦(4)式中: 0.01250.00091A θ=Ω-p ——油藏压力,Mpa ;g ρ——天然气的相对密度;0ρ——原油的相对密度;0.01250.00091A θ=Ω-;θ——华式温度(F ),1.8(273.15)21.87032158T θ=-+=⨯+=;Ω——原油的API 度,141.5141.5131131.533.80.856oρΩ=-=-=; α——天然气溶解系数,33/()m m Mpa ,sR pα=; (5)联立(1)(2)(3)(4)(5)代入数据计算得:0.7g ρ=0.000911580.012533.80.28A =⨯-⨯=-()()0.287.6988 1.41012.0485.6150.77.9688 1.41012.0485.6156.28 1.10gAs R p p p ρ-⎡⎤=+⨯⨯⎣⎦⎡⎤=+⨯⨯⎣⎦=+ 6.28sR pα== 9.81(1)(1)0.25()19.810.1(0.009810.8560.21)(10.1)0.250.224(74.47 6.28(0.8560.009810.2))0.009810.8560.219.0612955.435200i go i i s s s s s K p F R p p h h h h h δηα++=-++⨯⨯⨯⨯++⨯+=⨯⨯-⨯⨯⨯++⨯⨯+++=+利用编写程序求出 s h η 关系填入下表-2: 表-2得充满度与沉没度关系曲线如图-2图-2选择下泵深度为800s h m =,其泵的充满系数为0.88η=。