采油工程课程设计姓名：魏征编号：19班级：石工11-14班指导老师：张黎明日期：2014年12月25号目录3.1完井工程设计 (2)3.1.1油层及油井数据 (2)3.1.2射孔参数设计优化 (2)3.1.3计算油井产量 (3)3.1.4生产管柱尺寸选择 (3)3.1.5射孔负压设计 (3)3.1.6射孔投资成本计算 (4)3.2有杆泵抽油系统设计 (5)3.2.1基础数据 (5)3.2.2绘制IPR曲线 (5)3.2.3根据配产量确定井底流压 (7)3.2.4井筒压力分布计算 (7)3.2.5确定动液面的深度 (21)3.2.6抽油杆柱设计 (24)3.2.7校核抽油机 (25)3.2.8计算泵效，产量以及举升效率 (26)3.3防砂工艺设计 (30)3.3.1防砂工艺选择 (31)3.3.2地层砂粒度分析方法 (31)3.3.3 砾石尺寸选择方法 (32)3.3.4支持砾石层的机械筛管规格及缝宽设计。

(32)3.3.5管外地层充填砾石量估算。

(33)3.3.6管内充填砾石量估算 (33)3.3.7携砂液用量及施工时间估算 (33)3.3.8防砂工艺方案施工参数设计表 (34)3.4总结 (34)3.1完井工程设计3.1.1油层及油井数据其它相关参数：渗透率0.027 2m μ ，有效孔隙度0.13，泥岩声波时差为3.30/s m μ，原油粘度8.7Mpa/s,原油相对密度为0.8，体积系数为1.15。

3.1.2射孔参数设计优化（1）计算射孔表皮系数pS 和产能比Rp根据《石油工程综合设计》书中图3-1-10和图3-1-11得36.8t =18.38min 2V Q ==注注=2.1，t S =22，R p =0.34。

（2）计算1S ，1R p ，dpS ，dSa) PR1=-0.1+0.0008213PA+0.0093DEN+0.01994PD+0.00428PHA-0.001427+0.20232z/rK K -0.1147CZH+0.5592ZC-0.0000214PHA2=0.59248 b) PR1=1(/)/[(/)]E W E W Ln R R Ln R R S +,得1S =5.03018c) 因为S1=Sdp+Sp,所以Sdp=S1-Sp=5.03018-2.1=2.93018d) 因为St=Sdp+Sp+Sd,所以Sd=St-Sdp-Sp=22-2.93018-2.1=16.969823.1.3计算油井产量q 理论=002()ln(/)e wf e w kh p p B R R πμ-=2 3.140.02710100(16565)8.7 1.15ln(150/0.1)⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=231.73cm3/s =20.02m3/dq 实际=q 理论*PR=20.02*0.34 =6.81m3/d3.1.4生产管柱尺寸选择(1)高含水期的日产液量QL QL=q 实际/(1-fw) =6.81/(1-85%) =45.37m3/d(2)泵的理论排量及泵类型的选择 QtL=QL/η=45.37/0.6 =75.62m3/d采用常规管式泵，选择理论排量，按照冲次10每分钟，冲程为2米，充满系数为1进行计算。

QtL=1440fp*s*n=214402104D π⨯⨯⨯得D=0.057m=57.82mm查表3-1-1.所以选用70mm 管式泵，油管外径88.9mm,套管尺寸为152in 。

3.1.5射孔负压设计（1）利用美国conoco 公司计算方法a) 最小有效负压差值的确定0.3min 17.24/p k ∆=0.317.24/27==6.414Mpab) 最大有效压值的确定max 24.1320.03994p DT∆=-24.1320.03994330=-⨯ =10.952Mpac) 射孔有校负压差的确定 因为max minp p ∆>∆，同时不考虑产层出砂，所以max min0.20.8rec p p p ∆=∆+∆=0.2*6.414+0.8*10.952 =10.00Mpa3.1.6射孔投资成本计算Y=1700*10+13*24*10 =20120元将计算结果汇总，如下表3-4所示3.2有杆泵抽油系统设计3.2.1基础数据A. 地层中深：2800m ，油层温度：95℃，油层压力：28Mpa;B. 油管外径：139mm,套管内径：124mm ，油管外径：89mm ，油管内径：76mm;C. 地表恒温层温度：16℃，原油密度：850kg/m ，水密度：1g/cm3,气体相对密度：0.65;D. 原油饱和压力：3Mpa,体积含水率：40%;E. 井口套压：1.2Mpa ，井口油压：1Mpa ，生产气油比：20m3/m3;F. 原产液量：30t/d ，原生产压差：6Mpa;G. 抽油机型号：CYJ12-4.8-70HB ，可造冲程：4.8m 、4.2m 、3.6m ，可造冲次：2/min 、3/min 、4/min 、5/min 、6/min;H. 可选泵径：44mm 、56mm ，可选杆：19mm 、22mm 、25mm; I. 杆级别：D 级，杆强度：810Mpa;J. 电机额定功率：37kw,最小沉没压力：2.5Mpa 。

3.2.2绘制IPR 曲线1) 已知测绘点井底流压28622wftest r p p p Mpa=-∆=-=，Pb=3Mpa,fw=40%,qtest=30t/d. a. 采油指数J1的计算 因为Pwftest>Pb 所以1305/(*)2822test r wftest q J t d Mpa p p ===--b. 最大总产量qtmax1()5(283)125/b r b q J p p t d =-=⨯-=1max 53125133.33/1.8 1.8b b J p q q t d ⨯=+=+= max 0.0010.1333G C q =⨯=f ,0.4, 1.5W O w w O W WQ Qf Q Q Q ===+由可得则质量含水率w 11w W o ow W o o w WQ F Q Q Q Q ρρρρρ==++∙=0.44所以CD=max w w 10.001()0.125(1)[1b q F F p J +--=0.001133.330.44()0.125(10.44)3[15⨯⨯+-⨯⨯-+=0.11886 0.13333tan 1.12170.11886CG CD α===maxmax max 1()tan t w r q q q F p J α=+-133.33133.330.44(28) 1.125=+-⨯=133.998t/d2）已知产量qt,计算井底流压 取qt=130t/d,则qb<qt<qmax1302825t wfw r q p p Mpa J =-=-=00.125[1wf b p p =-0.1253[1=⨯⨯-=1.892Mpa 所以(1) 1.8920.442wf w p f =-⨯+⨯(10.44) 1.8920.442=-⨯+⨯=1.9395Mpa利用四点法绘制IPR 曲线，四点分别为（0,28）、（125,3）（130,1.9395）、（133.998,0）IPR 曲线如下图所示图3-1IPR 曲线3.2.3根据配产量确定井底流压配产量50t/d<qb=125t/d 则15028185t wf r q p p Mpa J =-=-= 3.2.4井筒压力分布计算（1）第一段由井底流压Pwf 向上计算到熔点压力处（按深度增量迭代） 地面混合液的密度：-f l w w w o f ρρρ=地面（1）+850-0.40.4=⨯⨯（1）+1000 =910kg/m3估计井底至泡点压力深度H ∆:6183101682.00909.81wf b l H m g ρρρ--∆==⨯=⨯ 泡点压力处井的深度L=2800-1682=1118m1） 井筒温度场计算10002083.3324L Q G ⨯== 103.610.54561.1573 2.46p GK e -==+220.54560.0011(1)2033.33(10.44)p A A w k B T G F ππ⨯===++()011180[1]A A B T H L r A A A A t t t t B T L e B T H ---=+⨯+-=69.16℃所以该井段平均温度为111869.169582.0822r t t t C++===︒ 该井段的平均压力为18310.522wf bp p p Mpa ++===2） 计算此段流体的物性参数a. 原油体积系数的计算该段井筒中的压力高于泡点压力，所以没有气体析出，则溶解气油比为3320//s p R R m m ==，g r =0.65，o r =0.85。

5.615 2.25t+40F R =5.615 2.2582.08+40=⨯⨯ =322.881.175o =0.972+0.000147F B1.175=0.972+0.000147322.88⨯=1.1024b. 原油密度0.0011(28001118)951616[0.001111181]0.00112800e ---=+⨯⨯+-⨯3o 1000r =o s g oB ρ-⨯⨯（+1.20610R r ）31000= 1.1024-⨯⨯⨯⨯（0.85+1.20610200.65）=785.27kg/m3c.油水混合物密度 (1)l o w w w f f ρρρ=-+785.27(10.4)10000.4=⨯-+⨯=871.16kg/m3 d.粘度计算i.原油粘度：1 1.51 1.5131.5131.50.85API oνν++=-=- =34.971pa*s Z=3.0324-0.02023API ν =3.0324-0.02023*34.471 =2.3252.3251010211.3Z Y === 1.863(32 1.8)X Y t -=+⨯=0.5044死油的粘度：0.50443101101 2.1910.10001000x oopa s ν---===⨯ 活油的粘度：0.51510.7151(5.615*100)s A r -=+0.51510.7151(5.615*20100)-=+=0.67860.3185.44(5.615*150)s B r -=⨯+=0.828ii.水的粘度1.0032521.47910(32 1.8) 1.48210(32 1.8)1000w e t t ---⨯++⨯+=43.6210.pa s -=⨯iii.混合液的粘度o -f L w w w f μμμ=（1）+49.249610.pa s -=⨯3） 计算压力梯度 液体的质量流量[(1)]86400[(1)]L o w w w L o w w w q B f B f Q r f r f -+=-+436.7510/L Q m s -=⨯426.75100.0559/(0.174)4L L Q V m s A π-⨯===雷诺数：4871.160.1240.05399.244610L L RE L DV N ρμ-⨯⨯==⨯ =6527.7绝对粗糙度：427.51710Dε-∆==⨯8/7200059.7/226957RE N ε<<=则摩擦阻力系数：0.250.250.31640.31640.03526527.7RE f N === 所以垂直管段的压力梯度：22p L L L hd v g f d Dρρ=+2871.160.0554871.169.80.035220.154⨯=⨯+⨯⨯=8528pa/m 所以6p (183)=101578.98578p hH m d d ∆-∆=⨯=计算。