采油工程课程设计报告2.doc

资料与结果： 过程： 基础数据 设计结果 班级 2 配产量 50t/d 班级内序号 7 采油指数 5.068 井深 2000m 井底流压 12MPa 静压 17.922MPa 下泵深度 960 油层温度 90度 泵排出口压力 8.94 含水率 0.4 悬点最大载荷 套压 0.5MPa 悬点最小载荷 油压 1MPa 液柱载荷 20.79KN 生产气油比 50m3/m3 泵效 29.32% 抽油机型号 CYJ10353HB 最大扭矩 5kN·m 泵径 44mm 冲程 3m 冲次 6rpm 油井流入动态计算 （1）采油指数计算： 测试点：，，饱和压力,油藏压力， 现：>，则： （2）某一产量下的流压 <<,则按流压加权平均进行推导： ； （） (MPa) 0 17.922 15 14.527 35 11.009 40.093 10.000 45 8.123 55 6.721 60 5.362 68.132 0 已知：配产量： 此时该井底流压小于泡点压力，故该井内为油气水三相混合。 图1：三相流IPR曲线 原油物理性质计算 原油的API度： 由于原油的API度大于15，则使用Lastater的相关计算公式计算溶解油气比： 其中： 的计算： 当原油API度<38.3时， 地面脱气原油的有效分子量 的计算： 泡点压力系数 ，其中, 而当时 则溶解油气比 原油体积系数： 原油密度： 油水混合物的密度 井筒温度、压力场及下泵深度计算 1. 井筒温度场的计算 井筒温度场以线性关系计算，深度为L，计算式为： T = 16℃+74℃×L/2000 2. 井筒压力场的计算 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： 式中，井斜因素因为没有数据不予考虑，多相混合物流动的摩擦阻力系数需要考虑流型进行考虑，多相混合物的流速根据流型不同而变化很大，计算困难；简化压力场的计算，采用线性方法。 因此简化的压力梯度 = 实际情况因为有抽油泵的增压作用而是压力梯度不同，此公式不适用于该后续下泵深度的计算，不符合有抽油机井的井筒压力梯度。 3. 下泵深度及泵排出口压力的计算 根据题意可知，井底流压Pwf = 8.70MPa，井口回压（油压）Ph = 1.0MPa，油管的沉没压力Pn = 3.0MPa，套压Pt = 0.5MPa，井深2000米。 根据以上数据可以计算出油管下端至井底的距离Lm =（Pwf—Pn）/ ρmg=689.14m，因此油管总长度L = 2000 – 689.14=1310.86m。 根据沉没压力可知，套管与油管的环形空间内，上部为气体，套压Pt = 0.5MPa，由此可以求得动液面的深度： 油管下端入口距离动液面的距离Ln =（Pn – Pt）/ρmg = 302.25m， 环形空间动液面的深度Ll1 = 2000-302.25-689.14=1008.61m. 同理可求得不下泵情况下油管内动液面深度Ll2 = 948.16m. 由此可以假设下泵深度为Lp=960m，根据油管内液柱压力和油管的井口回压Ph，在忽略井内摩擦的情况下，可以计算泵的排出口压力Pz = Ph +ρmgh = 1.0MPa+7.94MPa =8.94MPa. 抽油杆柱设计 抽油机型号为：CYJ10353HB，悬点最大载荷为10kN，光杆最大冲程为3m，减速箱曲柄轴最大允许扭矩为5kN*m。 由于杆柱长度设计较为复杂，当已知井底压力和沉没压力时按线性关系计算沉没度，由井底流压，，则，得 抽油杆的长度 为了减小计算工作量，在本次课程设计中杆柱设计简化处理，采用单级杆设计19mm，则令单级抽油杆的长度为1382.2m 直径d/mm 截面积fr/cm 空气中每米抽油杆质量qr/(kg./m) 19 2.85 2.30 悬点最大载荷 其中 ， 其中：泵径为0.044cm， 代入数据得到 最小悬点载荷 ，代入数据得到 则最大应力，最小应力 在抽油杆的选取时，由于未给出油井有硫化氢等气体，则仅考虑有矿化水的情况 抽油杆的使用系数 使用介质 D级杆 C级杆 矿化水 0.9 0.65 对于C级杆：，其中 应力范围比 对于D级杆：，其中 应力范围比 由于C级杆应力范围比大于1，D级杆应力范围比小于1，则选取D级杆作为本系统的抽油杆。 泵效计算 泵效及其影响因素在抽油井生产过程中，实际产量Q一般都比理论产量Qt要低，两者的比值叫泵效，表示为： 产量计算 实际产量计算公式： ， 泵的理论产量： ， 冲程损失系数：， ， 充满系数： ， ， 。 光杆功率： 水利功率： 井下效率： 地面效率： 系统效率： 采油工程课程设计报告 - 1 - 姓 名