石油工程采油工程设计说明

采油工程课程设计

：健星

班级： 1班

学号： 915463

中国石油大学（）

二O一二年四月

目录

1、设计基础数据： (1)

2、具体设计及计算步骤 (2)

（1）油井流入动态计算 (2)

（2）流体物性参数计算方法 (4)

（3）井筒温度场的计算 (6)

（4）井筒多相流的计算 (7)

（5）悬点载荷和抽油杆柱设计计算 (16)

（6）抽油机校核 (21)

(7) 泵效计算 (21)

(8) 举升效率计算 (24)

3、设计计算总结果 (26)

有杆抽油系统包括油层，井筒流体、油管、抽油杆、泵、抽油机、电动机、地面出油管线直到油气分离器。有杆抽油系统设计就是选择合理的机，杆，泵，管以及相应的抽汲参数，目的是挖掘油井潜力，使生产压力差合理，抽油设备工作安全、高效及达到较好的经济效益。

本次采油工程课程设计的主要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、设计基础数据：

井深：2000+学号末两位63×10m=2630m

套管径：0.124m

油层静压：给定地层压力系数为 1.2MPa/100m，即油层静压为井深2630m/100m×1.2MPa=31.56MPa

油层温度：90℃

恒温层温度：16℃

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：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（根据测试液面计算得到）

抽油机型号：CYJ10353HB

配产量：50t/d

泵径：44mm(如果产量低泵径可改为56mm，70mm)

冲程：3m

冲次：6rpm

沉没压力：3MPa

电机额定功率：37kw

2、具体设计及计算步骤

（1）油井流入动态计算

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，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求平均值。

采液指数计算

已知一个测试点：wftest P 、txest q 和饱和压力b P 及油藏压力P 。 ① 因为wftest P ≥b P ，1j =

wfest

txwst P P q -1=

)

124.26(30

-=2.083t/(d.MPa)

某一产量t q

下的流压Pwf

b q =j(b P P -1)=2.083 x （26.4－10）=34.161t/d m o zx q =b q +

8.1b jP =34.161+8

.110083.2⨯=45.733t/d omzx q -油IPR 曲线的最大产油量。

① 当0〈q t 〈b q 时，令q 1t =10 t/d ，则p 1wf =j q P t -

1=083

.210

4.26-=21.599MPa 同理，q 2t =20 t/d ，P 2wf =16.798MPa q 3t =30 t/d ，P 3wf =11.998 MPa

② 当q b 〈q t 〈omzx q 时，令q 4t =40 t/d,则按流压加权平均进行推导得： P 4wf =f )(1j q P t w -

+0.125(1-f w )P b

=0.4)083

.240

4.26(-

⨯+0.125×(1-0.4)×10×[-1+])161

.34733.45161

.3440(8081---

=6.910MPa

当q omzx 〈q t 时，1()(89)

()omzx t omzx w wf w q q q f p f p J J

--=-

-

令q 6t =46t/d

P

wf =0.4)

083

.2

733

.

45

4.

26

(-

⨯－

083

.2

)9

4.0

8(

)

733

.

45

46

(-

⨯

⨯

-

=2.521MPa

综上，井底流压与产量的关系列表如下：

得到油井的流入动态曲线如下图：

图1 油井IPR曲线

（2）流体物性参数计算方法

在地层的压力26.4Mpa和温度90℃时。

①原油的API度

y API =

5.1315.1410-y =5.13184

.05

.141-= 36.95 o y —地面条件下的原油相对密度：0.84。

② 溶解油气比的计算

因为15〈y API =36.95，使用Lastater 的相关式

236501ng

o

S o ng

y R m y γ=⨯

⨯

- （12）

式中，o m —地面脱气原油的有效分子量；

ng y —天然气的摩尔分数。 o m 的计算

y API <38时 0943

.0933.61API

o y m -=

=264.93

ng y 的计算：

首先计算泡点压力系数：5

8.055810(273.15)

g g p x t γ⨯⨯=

⨯+=1.69

由448.37.0<

g ng x y ln

=⨯ =0.4398

所以： R S =23650*ng

ng y y m y -1*00

=58.8733m m

③ 原油的体积系数的计算

5.615 2.2540F R t =+=55

6.92 B 0=0.972+0.000147*F 175.1=1.22 m 3/ m 3 ④ 原油密度计算

P 0=0

30)10*206.1(1000B y R y S S -+=732.75kg/m 3