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完整采油工程课程设计

冲程:3m
冲次:6rpm
柱塞与衬套径向间隙:0.3mm
沉没压力:3MPa
二、设计计算步骤
2.1
油井流入动态是指油井产量与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,它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Petro bras方法Petro bras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。当已知测试点计算采液指数时,是按产量加权平均;预测产量时,按流压加权平均。
当0 q 时,令q =10 t/d,则p = =15.754 Mpa
同理,q =20 t/d,P =13.877 Mpa
q =30 t/d,P =12.0 Mpa
当q q 时,令q =50 t/d,则按流压加权平均进行推导得:
P =f +0.125(1-f )P [-1+ =8.166Mpa
同理q =60t/d,P =5.860 Mpa
当q q 时,
令q =71t/d,P =2.233 Mpa
综上,井底流压与产量的关系列表如下:
Pwf/Mpa
15.747
13.873
12.0
10.0
8.166
5.860
2.233
Q/(t/d)
10
20
30
40.653506071得到油井的流入动态曲线如下图:
图1油井IPR曲线
2.2
井筒多相流压力梯度方程
采油工程课程设计
课程设计
姓名:唐建锋
学号:039582
中国石油大学(北京)
石油工程学院
2012年12月10日
一、给定设计基础数据:
井深:2000+82×10=2820m
套管内径:0.124m
油层静压:2820/100×1.2=33.84MPa
油层温度:90℃
恒温层温度:16℃
地面脱气油粘度:30mPa.s
①已知任一点(井底或井口)的压力 ,选取合适的深度间隔 (可将管 等分为n段)。
②估计一个对应于计算间隔 的压力增量 。
③计算该段的 和 ,以及 、 下的流体性质参数。
④计算该段压力梯度
⑤计算对应于 的压力增量
⑥比较压力增量的估计量 与计算值 ,若二者之差不在允许范围内,则以计算值作为新的估计值,重复第②~⑤步,使两者之差在允许范围 之内为止。
(1)采液指数计算
已知一个测试点: 、 和饱和压力 及油藏压力 。
因为 , = =30/(33.84-12)= 1.4/(d.Mpa)
(2)某一产量 下的流压Pwf
=j( )=1.4 x(33.84-10)=33.38t/d
= + =33.38+1.4*10/1.8=41.16t/d
-油IPR曲线的最大产油量。
由计算得到,由于该段的压力大于饱和压力的值,所以该段的流型为纯液流。
计算该段的压力梯度 。由压力梯度的计算公式:
=843.40; =计算对应于 的该段管长(深度差) 。
⑥将第步计算得的 与第②步估计的 进行比较,两者之差超过允许范围,则以新的 作为估算值,重复②~⑤的计算,使计算的与估计的 之差在允许范围 内为止。该过程之中只迭代一次。
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:1 MPa
生产气油比:50m3/m3
原产液量(测试点):30t/d
原井底流压(测试点):12Mpa
抽油机型号:CYJ10353HB
电机额定功率:37kw
配产量:50t/d
泵径:44mm(如果产量低,而泵径改为56mm,38mm)
井筒多相管流的压力梯度包括:因举高液体而克服重力所需的压力势能、流体因加速而增加的动能和流体沿管路的摩阻损失,其数学表达式如下:
ρ gsinθ+ρ v ρ /d*
式中ρ 为多相混合物的密度;v 为多相混合物的流速;f 为多相混合物流动时的摩擦阻力系数;d为管径;p为压力;h为深度;g为重力加速度;θ为井斜角的余角。
由以上的流体物性参数判断流型:
不同流动型态下的 和 的计算方法不同,为此,计算中首先要判断流动形态。该方法的四种流动型态的划分界限如表1所示。
表1流型界限
流动型态
界限
泡流
段塞流
过渡流
雾流
其中 =1.071-0.7277 且 >0.13(如果 <0.13,则取 =0.13);
=50+36 ;
=75+84( ) 。
井筒多相管流计算包括两部分:(1)由井底向上计算至泵入口处;
(2)油管内由井口向下计算至泵出口处。
1)由井底向上计算至泵入口处,计算下泵深度Lp。采用深度增量迭代方法,首先估算迭代深度。在本设计中为了减小工作量,采用只迭代一次的方法。计算井筒多相管流时,首先计算井筒温度场、流体物性参数,然后利用Orkiszewski方法判断流型,进行压力梯度计算,最后计算出深度增量和下泵深度Lp。
按深度增量迭代的步骤:
井底流压12Mpa,假设压力降为0.2Mpa;估计一个对应的深度增量 =40m,即深度为1960m。
由井温关系式可以计算得到该处的井温为:89.96℃。
平均的压力和温度: =(90+89.96)/2=89.98℃。平均压力 =11.9Mpa。由平均压力和平均温度计算的得到流体的物性参数为:溶解油气比R =71.31;原油体积系数B =1.25原油密度P =739.00;油水混合液的密度P =843.40;死油粘度μ =6.537*10 ;活油粘度μ =3.318*10 ;水的粘度μ =3.263*10 ;液体的粘度μ= 3.296*10 ;天然气的压缩因子Z=0.9567;天然气的密度 90.70。以上单位均是标准单位。
⑦计算该段下端对应的深度 和压力
⑧以 处的压力 为起点压力重复第②~⑦步,计算下一段的深度 和压力 ,直到各段累加深度等于或大于管长 时为止。
2.2计算气-液两相垂直管流的Orkiszewski方法
本设计井筒多相流计算采用Orkiszewski方法。
2)由井口向下计算至泵出口处,计算泵排出口压力PZ。采用压力增量迭代方法,首先估算迭代压力。同样为了减小工作量,也采用只迭代一次的方法。计算井筒多相管流时,首先计算井筒温度场、流体物性参数,然后利用Orkiszewski方法判断流型,进行压力梯度计算,最后计算出压力增量和泵排出口压力PZ。
按压力增量迭代的步骤
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