采油工程设计

采油工程设计姓名：

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日期：2013年3月28日

中国石油大学（北京）远程教育学院

目录

1．基础数据计算 3 2．油井流入动态（IPR）曲线 3 2.1．采油指数计算 4 2.2．油井流入动态（IPR）曲线 4 2.3．由给定的配产量计算对应的井底流压 5 3．采油工程参数计算 6 3.1．井筒多相流计算 6 3．2．抽油杆悬点最大、最小载荷计算22 3.3．抽油杆应力范围比23 3.4．抽油杆能否满足生产要求的评价24 4．抽油机校核计算24 4.1.设计中产生的最大扭矩计算24 4.2.理论需要电机功率计算24 4.3．判断抽油机是否满足生产要求24 5．增产措施计算24 5.1.用吉尔兹玛公式计算所需的施工时间24 5.2．支撑剂体积计算25 5.3．压裂液体积计算25 6．注水措施建议25 6.1.注入水水质要求25 6.2.注入水水质处理26 6.3．注入水注入过程28 6.4．注水中的油层保护技术28 7．计算结果总表30

1．基础数据计算

井深：2000+学号末两位×10m。则井深=2000+62×10= 2620m

油层静压：给定地层压力系数为 1.0MPa/100m，即油层静压=2620/100×1.0MPa 26.2MPa

套管内径：0.124m

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：1MPa

生产气油比：50m3/m3

原产液量(测试点)：30t/d

原井底流压(测试点)：15.1MPa

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

2．油井流入动态（IPR）曲线

油井流入动态是指油井产量与井底流动压了的关系，反应了油藏向该井供油

的能力。从单井来讲，IPR 曲线表示了油层工作的特性。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。 2.1采油指数计算 已知条件： 油层静压：

p r=26.2MPa

原产液量(测试点)：txst q =30t/d 原井底流压(测试点)：MPa

p wftest 1.15=

采油指数J 的计算： p wftest =15MPa>p b =10MPa;

)./70(.21

.15-2.2630

MPa d t p p q J wftest

nest r ==

-=

2.2油井流入动态的IPR 曲线 某一产量t q 下的井底流压

wf

p ：

)(b t b p p j q -==2.70×(26.2-10)=43.74d/t 8.1b

b omzx jp q q +

==43.74+错误！未找到引用源。=58.74d/t

①若b t q q <<0

则

j q p p t r wf -

=

②若omzx t b q q q <<

则

])(80811[)1(125.0)(max b

o b

t b w t r w wf q q q q p f j q p f p ---+--+-=

③若max t t om zx q q q 〈<

则

j f q q j q p f p w omzx t omzx r w wf )

98)(()(--+-

=

由此可以计算出不同产量对应的井底流压

qt(t/d) Pwf （MPa ） qt(t/d) Pwf （MPa ） 0 26.2 45 9．52 5 24.34 50 7.5 10

22.50

55

6.01

15

20.64

56

4．39

20 18.79 57 3．69 25 16.94 58 2．99 30 15.09 59 1．22 35 13.24 60 0 40

11.39

2.3利用IPR 曲线，由给定的配产量计算对应的井底流压 配产量50t/d 对应的井底流压: q t =50t/d ；q omax

]

)(80811[)1(125.0)(max b

o b

t b w t r w wf

q q q q p f j q p f p ---+--+-=

])74.4374.5874.4350(80811[10)4.0-1(125.0)7.2502.26(4.0---+-+-=

=7.5MPa

3.采油工程参数计算

3.1井筒多相流计算 1.井筒多相流压力梯度方程

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：

2sin 2

m m m m m m m v d f dh dv v g dh dp

ρρθρ++=

式中：m ρ为多相混合物的密度；m v 为多相混合物的流速；m 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

2．油管内由井口向下设计至泵出口处 (1)计算下泵深度

由采油工程设计参数可知：Lp=1500m (2)流体物性参数计算 1）井筒温度场计算

333.2083241000

50241000=⨯=⨯=

L Q G

0.54563

e

5.42461.15731

e

5.42461.15731

1000

2083.3331000

G

=⨯+=

⨯+=

P K

0.442

)

4

.04.01(184.011

==-⋅+=

W F

0.00114

0.442)(12083.333.054563

2)F (1G K 2W P =+⨯⨯∏=+⨯⋅∏=

ATA B