泵效、动液面、流静压、断脱点.ppt

在油田开发过程中，如油井不能自喷，则必须借助机械的能量进行采油。机械采油是指人为地通过各种机械从地面向油井内补充能量举油出井的生产方式。目前使用的机械采油分为有杆泵采油和无杆泵采油两种方法。在有杆泵采油中,抽油机井采油是咱们油田乃至中石油目前应用最广泛的一种机械采油方式。,抽油机井相关计算(一),尤立红2014年4月,Page3,目录,深井泵效率计算,动液面计算,其他相关计算,抽油装置,其它附件,抽油泵的工作环境在井下，它的工作状态咱们是看不到的，同时，它在工作中还会受到制造质量，安装质量、砂、蜡、水、气、稠油等多种因素的影响。那么，抽油泵就不能实现100%工作。我们用“泵效”来表示泵的工作效率。,Page5,抽油机井,一、泵效,泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值。,：泵效%；Q：实际产液量m3/d；Q理:理论排量m3/d；,抽油杆柱带动活塞向下运动。P2上升，当P2P3时，固定阀就关闭，当P2P1时，游动阀被顶开，排液出泵。抽油杆缩短油管伸长,1、抽油泵的工作过程示意,抽油杆柱带动活塞向上运动。游动阀关闭，P2随之降低，当P3P2时，固定阀打开，吸液进泵而排液出井。抽油杆伸长油管缩短,卸载,加载,P1,P2,P3,这样，柱塞不断上下运动，吸入凡尔及排出凡尔也不断交替关闭的打开，结果使油管内液面不断上升，一直升到井口，排入出油管线。,抽油泵的工作过程是由三个基本环节所组成，即柱塞在泵内让出容积，原油进泵和从泵内排出原油。在理想的情况下，泵活塞上、下一个行程所排出的液量等于活塞在泵中所让出的体积。用公式表式如下：V活FS光D24S光式中V活-一个冲程的排液量F-活塞截面积，2S光-活塞的理论冲程（光杆冲程）长度D-活塞直径m,2、理论排量：,光杆冲程：指抽油机驴头由下死点移动到上死点所走过的距离。（米）冲数：是指抽油机驴头一分钟内上下往返的次数，次分钟泵的每分钟的排量为：V分=D24S光杆n式中：V分-泵的每分钟排量n-冲数，次分,2、理论排量：,泵每日的理论排量V理：V理=D24S光n6024=1440D24S光n(体积排量)Q理=1440D24S光n混(重量排量)为了加速对理论排量的计算，将上式简化为：Q理=KS光n混排量系数K。它是一个和泵径有关的系数。K=1440D24,不同泵径截面积和日排量系数,2、理论排量：,某抽油机井泵径70mm，冲程5m，该井在生产过程中抽油泵泵效为70，要使该井实际产液量达到78m3/d，那么在现有的泵径和冲程组合及泵效前提下，应选择多大的冲次才能满足产液的需要。,3、例题：,1）计算理论排量由=V实/V理100可知V理V实/78/70%111.4（3/）2）计算冲次由V理=1440D24S光杆n可知（4V理）（1440D2S光杆）（4111.4）（1440.2）（次分）答：在现有的泵径和冲程组合下应选择4次每分钟的冲次才能满足预计产液量的需要。,解：已知：D700.070，S5，70%，V实78m3/d求：冲次？,通过理论排量和抽油泵泵效公式不难看出：V理=1440D24S光杆n混合液(重量排量)=V实/V理1001）在泵效、理论排量计算公式涉及的六个参数中，只要知道其中四个参数便可求出任意一个末知数。2）利用理论排量公式可选择抽油井工作制度。3）在计算泵效时，油井的实际产液量和理论排量单位必须统一。4）在计算重量排量时，如题中没给出原油密度，一般情况下均按0.86计算。5）通过泵效的高低还可以判断油层的供液能力；判断油井参数选择是否合理；判断深井泵的工作状况。,4、应用,Page13,目录,深井泵效率计算,动液面计算,其他相关计算,动液面：油井正常生产时，所测油套环形空间内的液面深度。静液面：油井关井后，油套环形空间内液面恢复到静止（与地层压力相平衡）后所测得的液面深度。套压：它表示油套管环形空间内油和气在井口的剩余压力又叫压缩气体压力。流压：油井正常生产时所测得的油层中部压力。静压：油井生产到某一阶段关井后，待压力恢复到稳定时所测得的油层中部的压力。沉没度：深井泵沉没在动液面以下的深度。,1、相关名词,2、液面的识别,波形B是声波脉冲由井口传播至回音标，又反射到井口记录下的脉冲信号。,波形C是声波脉冲由井口传播到液面，再由液面反射到井口记录下的脉冲信号。,波形A是在井口记录下来的声波脉冲发生器发出的脉冲信号。,2、液面的识别,Le表示电磁笔从井口波到液面反射波在记录纸带上所走的距离,单位mm。,Ls表示电磁笔从井口波到音标反射波在记录纸带上所走的距离，单位mm。,2、液面的识别,波形A为井口波，波形B，C分别为回音标、液面反射波形。b、c、d为油管接箍波形。,井口波,液面波,接箍波,2、液面的识别,3、液面计算方法,利用声波在环形空间中的传播速度和测得的反射时间来计算其位置。,（1）利用回音标计算液面深度,3、液面计算方法,上式中：,液面深度，m,音标下入深度，m,声波脉冲自井口至液面、音标后，又返回到井口所需要的时间，s,声波脉冲信号在油套环形空间中的传播速度，m/s,3、液面计算方法,4、液面折算压力,如左图演示：观察小孔越低，水喷得越急。上述实验表明：液体对容器侧壁有压强，压强随深度的增加而增大。液体压强的计算公式是：Pgh式中：为液体密度,单位用kg/m3;g9.8N/kg;h是液体内某处的深度单位用m;P为液体压强,单位用Pa.,1）相关的知识点,例题：,某圆柱形容器内装密度0.83的液体，高度为120米，圆柱半径为2米，求容器底部受到的压强？解：由Pgh0.810009.8120940800（）1M106Pa所以P9408001060.9408（MPa）由上式我们可以看出：我们常取10，所以上式中0.8*1000*9.8*120106可以写成0.8*120100静液柱压力=H液柱深度液体密度100得出结果的单位为M。,120,P流压（H中-H动）混100+P套P静压（H中-H静）混100+P套,2）流、静压的计算公式,某井油层中部深度为1827，动、静液面深度分别为700和400，混合液密度为0.93，套压1.0MP，根据所给数据计算该井流、静压。解：已知混0.93P套1.0MPH中1827H动700，H静400求：P静？P流？,例题：,由P流压（H中-H动）混100+P套（1827-700）0.9100+1.011.14（M）P静压（H中-H静）混100+P套（1827-400）0.9100+1.013.84（M）,1）流压的大小与油井生产有着直接的关系，对于自喷井来说：如果流压低于井筒液注对井底的回压，那么油井就要停喷。对于抽油井来说：正常生产时，如果井底流压高，油井生产能力就旺盛。2）流压的高低与静压有着直接的关系，静压克服渗滤阻力流到井底的压力就叫流压。3）流压的大小可通过井口油嘴调节，放大油嘴流压下降，生产压差增大，产量增加，但不是无限度的。,启示：,4）对易出砂的井来说，生产压差增大将使油井出砂加剧，所以在日常管理中严禁随意放大生产压差采油。5）静压的大小反映了油层能量的大小，如果注水开发油田注采比大于1，此时目前地层压力大于原始地层压力，反之小于原始地层压力。6）在流静压计算公式中因为流静压是靠动液面和静液面折算求出的，所以知道了流压和静压同样可以求出动、静液面深度；根据地饱压差和流饱压差的概念，利用流静压计算公式还可折算出脱气点的位置。,启示：,Page29,目录,深井泵效率计算,动液面计算,其他相关计算,1：某注水井油层中部深度为1200米，关井72小时后测得的井口压力为2.4MPa求地层静压？(注入水密度为1.05t3，重力加速度为10ms2),注水井求静压：,解：P井口=2.4MPap液柱=gh=1.05*1000*10*1200106=1.05*10*1200103=12.6MPaP静=P井口+P液柱=2.4+12.6=15.0MPa,2：某注水井油层中部深度为1000米，该注水井闸门关至水表指针不动时的井口油压为3.7，求注水井启动压力(注入水密度为1.05t3，重力加速度为10ms2),注水井求启动压力：,解：P井口=3.7MPaP液柱=gh=1.05*1000*10*1000106=1.05*10*1000103=10.5MPaP启动=P井口+P液柱=3.7+10.5=14.2MPa,3：如示功图显示，某井抽油杆断脱，该示功图中线距横坐标10mm，动力仪力比为2KNmm，抽油杆柱在液体中的质量为3.624kg/m，试求抽油杆断脱点以上抽油杆的长度？(g=9.8ms2),S,P,10mm,动力仪力比：测出的示功图上每毫米纵坐标高度所代表的负荷值。解：1)示功图测出的抽油杆在液体中的重量：102000=20000N2)每米抽油杆在液体中的重量：g=3.6249.8=35.5152N3)L断=102000g=2000035.5152=563.014m,利用示功图求抽油杆断脱位置：,N原始地质储量，104tA含油面积，km2；h