采油工程课程设计

1、采油工程课程设计任务要求中国石油大学（北京）远程教育学院、基础数据为了避免雷同，每个同学的基础数据中的几个关键参数是不一样的，课程设计中的计算引用参 数及结果也是不同的，因此，请特别注意计算并使用这几个参数，否则一定不及格。1 、每个同学不同的关键参数井深：2000+学号末两位X 10,单位是 m例如：学号为 ,则井深=2000+12 X 10=2120m油层静压：井深/100 X 1.0，单位是 MPa例如：井深为 2120m,则油层静压=2120/100 X 1.0=21.2MPa测试井底流压：井深X 0.005+2,单位是MPa例如：井深为 2120m，则测试点流压为 2120X 0.0

2、05+2=12.6MPa2、每个同学相同的参数套管内径：0.124m油层温度：90 C恒温层温度：16 C地面脱气油粘度：30mPa.s油相对密度：0.84气相对密度：0.76水相对密度：1.0油饱和压力：10MPa含水率：0.4套压：0.5MPa油压：1MPa生产气油比：50m3/m3测试产液量：30t/d抽油机型号：CYJ10353HB电机额定功率：37KW配产量：50t/d泵径：44mm冲程：3m冲次；6rpm沉没压力：3MPa抽油杆：D级杆，使用系数 SF =0.8，杆径19mm，抽油杆质量2.3kg/m二、计算步骤及评分标准1、基础数据计算和分析（10分）根据学号计算井深和油层静压，

3、根据给定基础数据分析该井采油工程的特点。2、画IPR曲线（10分）1）采油指数计算；2）画出IPR曲线；3）利用IPR曲线，由给定的配产量计算对应的井底流压。3、采油工程参数计算 （20分）若下泵深度为1500米，杆柱设计采用单级杆，其基本参数已给出，计算悬点最大、 最小载荷计算、抽油杆应力范围比，并评价此抽油杆是否能满足生产要求。4、抽油机校核计算（20分）说明给定抽油机型号的参数，计算设计中产生的最大扭矩和理论需要电机功率，并 和给定抽油机型号参数进行对比，判断此抽油机是否满足生产要求。5、增产措施计算（20分）由于油藏渗透率较低，需要对储层进行水力压裂，已知施工排量 2方/分，裂缝高 度

4、15米，压裂液综合滤失系数0.003米/.分，设计的压裂裂缝总长度为 400米，试用 吉尔兹玛公式计算所需的施工时间； 如果平均砂液比为30%（支撑剂体积/压裂液体积）， 计算相应的支撑剂体积和压裂液体积。6、注水措施建议（10分）由于储层能量不足，需要采用注水方式补充地层能量，为了保护储层，请对注水措 施提出建议（包括水质要求、水质处理、注入过程、和地层配伍性、五敏分析等）。7、书写格式（10分）1）要求课程设计报告电子版页面 A4型号，报告为封面、目录、设计详细内容2）封面上写明课程名称、姓名、班级、学号、完成日期3）目录列出正文中的一级标题和二级标题4）正文宋体、小四、1.5倍行距、无段

5、前段后，内容要有主要计算公式，体现数据 代入的计算过程，逻辑性强，具有一定分析和认识三、课程设计相关理论方法本次采油工程课程设计的主要内容是进行有杆抽油生产系统设计，通过设计计算， 让学生了解有杆抽油生产系统的组成、设计原理及设计思路。1、油井流入动态计算油井流入动态是指油井产量和井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力，从单井来讲，IPR曲线表示了油层工作特性。因而，他既是确定油井合理工作方式 的依据，也是分析油井动态的基础。本次设计油井流入动态计算采用Petrobras方法。Petrobras方法计算综合IPR曲线的实质是按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权 平均值。当已知

6、测试点计算采液指数时，是按产量加权平均；当预测产量或流压加权平 均。（1）采液指数计算已知一个测试点；Pwftest、qtxst和饱和压力Pb及油藏压力。 如果Pwftest - Pb则jiqnestPi 一 Pwftest如果 Pwftest - Pb米液指数qtxestj P b(1 - fw)(Pl - Pb 二 A) fw(Pi - Pwfxets)L8PwfxstPwfxets式中，A =1 -0.2() -0.8()PbPbqtxest 对应流压Pwfxets时总产液量；fw 含水率，小树：qomzx 油IPR曲线的最大产油量。(2)某一产量qt下的流压Pwfqt = j(Pt 一

7、 Pb)q omzx=qbJPb18若 0 ：. qi : qt 则qtPwf = Pi -j 若qt < qi : q°mzx则按流压加权平均进行推导得；Pwf 二 fw(6 -纲 0.125(1 - fw)Pb-1 . 81-80( qiqb )J、qomax - qb 若qomzx : qi，则综合IPR曲线的斜率可近似常数。Pwffw(Piq omzx)(qi - qomzx)(8 fw - 9)J2采油工程参数计算抽油杆柱设计的一般方法见采油工程设计和原理。之所以设计方法较复杂，原因之一是因为杆柱的最大、最小载荷和杆长不是线性关系。例如在考虑抽油杆弹性时的 悬点载荷、

8、在考虑杆柱摩擦时的悬点载荷公式和杆长不是线性关系。 原因之二是因为杆、 管环空中的压力分布取决于杆径，而杆柱的设计有用到杆、管环空中的压力分布。由于综合课程设计时间较少，所以这里提供一种简化杆柱设计方法。暂将杆、管环空中的压力分布给定（按油水两相、不考虑摩擦时的压力分布），杆柱的最大、最小载荷公式采用和杆长成线性关系的下面公式。它是针对液体粘度较低、直井、游梁抽油机 的杆柱载荷公式。SN2)1790)悬点最大、最小载荷的计算公式:iPmax =C WrjWl)(1j壬ii' Wrj 八 qrj Lrj gJ壬j mWl = fp(Pz -Pn)式中：qri第i级杆每米杆在空气中的质量，

9、Kg/mLri -i第i级杆杆长，m；抽油杆级数，从下向上计数；Pz-泵排出口压力，Pa,按(油藏压力-套压)/井深*下泵深度计算;Pn-一泵的沉没压力，Pa；N S冲次，rpm;光杆冲程，m；fp活塞截面积，m ；g重力加速度，m/s ；J ” SN2 JP>min 八 WjWjj j1790j4 ji' Wjj 3ii二'Wrj八 P j(frj -fr1j)j 1j =式中：令frO=OPj第j级抽油杆底部断面处压力，Pa：jPj =Ft ?0 (I - fw) wfw g(L -V Lt)t=1Pt井口套压；p, p地面油，水密度，kg/m ;fw 体积含水率，小

10、数；L-抽油杆总长度，m fr抽油杆横截面积，m2;应力范围比pL计算公式：maxminPL 二二all -r minP maxP min max = b min =frfr抽油杆柱的许用最大应力的计算公式：二all =(T 0.5625二min)SF4式中：二all抽油杆许用最大应力，Pa；T抽油杆最小抗张强度，对 C级杆，T=6.3*108Pa对D级杆T=8.1*108Pa;c m i n 抽油杆最小应力，Pa；SF 使用系数，考虑到流体腐蚀性等因素而附加的系数（小于或等于1.0）,使用时可考表2来选值。表 抽油杆的使用系数使用介质API D级杆API C级杆无腐蚀性1.001.00矿化水

11、0.900.65含硫化氢0.700.50若抽油杆的应力范围比小于疋则认为抽油杆满足强度要求，此时杆组长度可根据pL直接推导出杆柱长度的显示公式。对于液体粘度低的油井可不考虑采用加重杆， 抽油杆自下而上依次增粗，所以应先 给定最小杆径（19m m）然后自下而上依次设计。有应力范围比的计算公式即给定的应 力范围比（鼠=0.85）计算第一级杆长L1，若L1大于等于泵深L,贝时由油杆为单级 杆，杆长为L,并计算相应的应力范围比，若 L1小于泵深L,则由应力范围比的计算公 式及给定的应力范围比计算第二级杆长 L2,若L2大于等于（L-L1 ），则第二级杆长为 L2，并计算相应的应力范围比，若 L2小于（

12、L-L1 ），则同理进行设计。在设计中若杆径 为25mm仍不能满足强度要求，则需改变抽汲参数。在设计中若杆径小于或等于25mm并满足强度要求，则杆柱设计结束。此为杆柱非等强度设计方法。若采用等强度设计方 法，则需降低pL重新设计杆的长度。在设计抽油杆的过程中油管直径一般取 2% （内径62mm）。若泵径大于或等于 70mm，贝叶由管全用3"（内径89mm），原因是作业时大柱塞不能下如小直径油管中；若 采用25mm抽油杆，则相应油管直径使用3”,原因是25mm抽油杆节箍为55mm，和62mm 油管间隙太小。当采用多级杆时3袖管长度比25mm杆长多10m。3、抽油机校核1）最大扭矩计算公式M max = 1800 S + 0.202S（ Pma P min）式中：Mmax 最大扭矩，N m；ax悬点最大载荷，N;Pmin 悬点最小载荷，N;S冲程，m。2）电动机功率计算，lOOOMmaxN n