采油课程设计2012年

1、石油生产工程课程设计名称：类：学号：中国石油大学(北京)2012年xx月xx日列表I .设计基本数据.1二.具体设计和计算阶段.2(2.1)根据测试点数据计算IPR曲线.2(2.2) wellbore多相管道流量计算. 4(2.3)悬挂点载荷和抽油杆设计计算.12(2.4)抽油机校核计算.17(2.5)泵效率计算.17(2.6)提升效率计算.20三.设计计算总结果表格.21四。课程设计摘要.22首先，给定设计基础数据：井深度：2000 9210=2920m套管内径：0.124m油层静压：2750/1001.2=35.04MPa油层温度：90恒温层温度：16地面脱气油粘度：30mPa.s油相对密

2、度：0.84气体相对密度：0.76水相对密度：1.0油饱和压力：10MPa含水量：0.4压缩：0.5MPa液压：1 MPa气油比生产：50m3/m3产地(测试点):30t/d原始井底流压(测试点):12Mpa抽油机型号：CYJ10353HB分配生产：50t/d泵直径：44mm(生产低，泵直径变更为56mm，38mm)笔划：3m冲洗：6rpm柱塞和套筒径向间隙：0.3mm沉没压力：3MPa马达额定功率：37千瓦二、设计计算阶段2.1油井流入动态计算油井流入动力学表明了油井产量与井底流动压力的关系，反映了底水为该井提供油的能力。在单个井中，IPR曲线表示油层的工作特性。因此，它是确定油井合理工作方

3、式的依据，也是分析油井动态的基础。设计油井流入动态计算是利用Petro bras方法Petro bras方法计算集成IPR曲线的本质基于含水量的纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。计算测试地点的生产指数时的生产加权平均值。预测产量时流动压力引起的加权平均数。(1)液体指数计算、和饱和压力和存储压力等测试点是已知的。=30/(35.04-12)=1.3/(d.Mpa)(2)特定生产下的流动压力Pwf=j()=1.3 x(35.04-10)=32.55t/d=32.55 1.3*10/1.8=39.77t/d-油IPR曲线的最大油产量。在0q到q=10 t/d的情况下，p=15.754ma同

4、样，q=20 t/d，P=13.877 MpaQ=30 t/d，P=12.0 Mpa在Qq中，q=50 t/d由流动压力加权平均值导出。P=f 0.125(1-f)P-1=8.166Mpa同样，q=60t/d，P=5.860 Mpa在Qq中，Q=71t/d，P=2.233 Mpa摘要井底流动压力与产量的关系列表如下。Pwf/Mpa15.74713.87312.010.08.1665.8602.233Q/(t/d)10203040.653506071油井流入的动态曲线如下图所示。图1油井IPR曲线2.2井筒多相流动计算井筒多相流动压力梯度方程Wellbore多相管道流的压力梯度包括克服重力所需的

5、压力势能、加速度引起的流体增加动能以及管路上的流体摩擦损失。数学表达式如下：gsin v/d*是多相混合物的密度。v是多相混合物的流速。f是多相混合物的摩擦阻力系数。d是管道直径。p是压力。h是深度。g是重力加速度。是倾角的余角。井筒多相管道流量计算包括两部分：(1)从井到泵入口向上计算。(2)油管从井到泵出口向下计算。1)底部向上计算到泵入口，泵深度Lp计算。使用深度增量迭代方法首先估计迭代深度。此设计使用重复一次的方法，以减少工作量。计算井筒多相管道流时，首先计算井筒温度场、流体物理参数，然后使用Orkiszewski方法确定流型，执行压力梯度计算，最后计算深度增加和底泵深度Lp。以深度增

6、量重复的步骤：假设井底流压为12Mpa，压力减小为0.2mpa估计其深度增量=40米，即深度为1960米。井温关系可以计算89.96 的井温。平均压力和温度：=(90 89.96)/2=89.98。平均压力=11.9 Mpa。按平均压力和平均温度计算的流体的物理参数是溶解油-气体比率r=71.31。原油体积系数B=1.25原油密度p=739.00油水混合物的密度P=843.40；死油粘度=6.537 * 10；活性油粘度=3.318 * 10；水的粘度=3.263 * 10；液体的粘度=3.296 * 10；天然气的压缩系数z=0.9567天然气密度90.70。上述单位是世界单位。流动模式由上

7、述流体物性参数确定。不同流类型下的总和计算方法不同，因此，要实现此目的，必须首先在计算中确定流样式。此方法的四种流类型的拆分限制见表1。表1流动模式限制流类型边界限制泡沫类分段塞流越过渡船雾流动其中=1.071-0.7277和0.13(对于0.13，=0.13)；=50 36；=75 84()。该段的压力大于饱和压力的值，因此该段的流型是纯流。计算该段的压力梯度。压力梯度计算公式：=843.40；=计算该段的管道长度(深度差值)。比较一步计算和步估计。如果差异超过允许范围，则使用新值作为估计值，重复 计算，使计算和估计值之间的差异在允许范围内。此过程仅重复一次。2)向上和向下计算到泵出口，以计

8、算泵出口压力PZ。压力增量迭代方法首先用于估算迭代压力。同样，也可以只重复一次以减少工作量。计算井筒多相管道流时，首先计算井筒温度场、流体物理参数，然后使用Orkiszewski方法确定流型，执行压力梯度计算，然后计算压力增量和泵出风口压力PZ。以压力增量重复的步骤知道所有点(地板或顶部)的压力，然后选择适当的深度间隙(管道可以分为n段)。估计与计算间隔相对应的压力增加。计算部分的总和和流体特性参数。压力梯度计算相应的压力增量计算比较压力增加的估计值和计算值，如果两者之间的差异不在允许范围内，则将计算值用作新的估计值，并重复步骤 ，使两者之间的差异在允许范围内。计算与段落底部相对应的深度和压力

9、在开始压力下重复步骤 ，直到每个段的累积深度等于或大于管道长度，计算下一段的深度和压力。1.5.3气液两相垂直管流计算的Orkiszewski方法采用Orkiszewski方法设计井筒多相流动计算。Orkiszewski方法建议的四种流类型为气泡流、分段塞流、过渡流和环形雾流。如图1所示。处理过渡流图案时使用插值方法。计算浆液压力梯度时，必须考虑气体相对液体分布关系。给出了各流动类型的存储容量和摩擦损失计算方法。图1气液混合物流动类型(Orkiszewski)1.压降公式和流动类型分隔限制正如前面的垂直管道流动能量方程所示，压降是摩擦能量损失、势能变化和动能变化的总和。可以直接在样式(2-36

10、)中创建多个垂直管道流的压力降公式。(26)样式-压力，pa；-摩擦损失梯度，pa/m；-深度，m；-重力加速度，m/S2；-混合物密度，kg/m3；-混合物速度m/s动能项目只有在雾流情况下才有明显的意义。发生雾流时，气体体积流比液体体积流大得多。根据气体定律，动能变化可以表示为：(27)中-管道循环横截面积，m2；-流体的总质量流量，kg/s；-气体体积流量，m3/s可以将格式(27)替换为格式(26)，清理后，可以使用：(28)型式-管段压降计算，pa；-计算管路段的深度差异，m；-计算管路段的平均压力，Pa。每个流类型的总和计算方法不同，下面对每个流类型进行了说明。(1)气泡流动平均密

11、度中-气存储容量比率(气体含量)，计算管段的气体体积与管段体积之比；-计算管段液体体积与管段体积之比的液体存储容量比率(保留率；-气体、液体和混合物的密度，kg/m3。气象存储容量是通过滑动速度计算的。滑动速度定义为气象流速和液体流速之间的差异。可解决：中-滑速度，通过实验确定，m/s；，-气相和液体的表面流速，m/s通过液体计算气泡摩擦损失梯度：中摩擦阻力；-液体实际流速，m/s摩擦阻力系数根据管道壁的相对粗糙度和液体雷诺数确定图2。液体雷诺数：中液体粘度、油、水混合物未乳化时，建议体积加权平均值，Pa.s。图2(2)浆液混合物的平均密度(34)中液分布系数；-滑动速度，m/s滑动速度可以使

12、用Griffith和Wallis建议的公式计算。(35)(3)过渡流过渡流的混合物平均密度和摩擦梯度首先由分段塞流和雾流分别计算，然后使用插值方法确定其值。(36)(37)按样式的、和、分段塞和雾流计算的混合物密度和摩擦渐变。(4)雾流雾流混合物密度计算公式与气泡流相同。因为没有雾流的气液相对运动速度，所以滑动速度接近雾，基本上不滑动。所以(38)摩擦梯度是连续的气象，即(39)中-气体表观流速，m/s雾流摩擦系数可在图2中确定，具体取决于气体雷诺数和液膜的相对粗糙度。使用其他流类型计算压力斜度的步骤与前面介绍的摩擦损失系数方法基本相同，不同之处在于在计算混合密度和摩擦之前，必须根据流类型限制确定流类型。图3是Orkiszewski方法的计算流程图。图3 Orkiszewski方法计算流框图2.3悬点载荷和抽油杆的设计计算有关抽油杆设计的一般方法，请参阅采油工程设计与原理。设计方法更复杂的原因之一是杆柱的最大、最小荷载和杆长度不是线性关系。例如，在考虑抽油杆弹性时，悬挂点载荷、杆柱摩擦时，悬挂点载荷公式和杆长度不是线性关系。第二是因为杆、管环空气压力分布取决于杆直径，而杆柱设计为使用杆、管环空气压力分布。由于综合课程设计时间较短，这里提供了简化柱设计的方法。如果暂时指定了杆、管环的压力分布，而不管油水两相、摩擦时的压力分布，杆柱的最大和最小载荷公式使用以下与杆增