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1、电潜泵井生产系统优化设计软件简介 “电潜泵井生产系统优化设计”软件是为解决电泵井合理开采这一重大的技术、经济问题而研制开发的。该软件是以油井生产系统的整体为研究对象，以油井供液能力为依据，以供、排协调理论为基础，以提高油井开采的整体效果为目的，采用节点系统分析的方法，在充分研究油层、井筒、排出系统的工作规律、相互作用和其对油井生产动态影响的基础上研制开发的，一方面体现了潜油电泵采油技术的最新理论研究成果，同时又充分考虑到矿场中的使用条件，实现了比较完美的统一。 该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长的过程，从1991年自主开发成功以来，在实际应用的过程中不断的进行着改进和完善。倾注了软件
2、开发人员十几年的心血和汗水，同时凝聚了采油工程系统有关专家和广大的现场应用人员的经验和智慧。2007年又经历一次重大的改进过程，融入了众多电泵专家的意见，软件的品质又有新的提高，有比较高的成熟度。目前已经具备了大范围推广应用的条件。以深厚的技术底蕴、丰富的业务内涵、数千井次实际应用的实践检验，表达了软件系统优良的适用性、可靠性、成熟性和巨大的经济收益，为提高电潜泵井方案设计水平、实现油井管理由经验型向科学管理型的转变，提供了一种有效的工具，达到了国内领先水平，受到推广应用油区技术人员的青睐。电潜泵井生产系统优化设计软件编制遵循商业化软件编制规范，按照软件编制结构化、模块化原则，考虑了软件的准确
3、性、实用性以及健壮性要求。该软件运行可靠，操作十分方便，工程化、实用化程度较高；具有简洁的汉化提示功能，具有目前盛行的Windows软件风格，用户界面友好。优化设计的目的就是要择与油井特性相适应的抽汲设备和参数，按选定方案施工，以便充分发挥油层和抽汲设备的潜力，使油井在高产量、高效益下安全生产。对于电泵井，主要用来选择泵型号、叶导轮级数、电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需的电压等。软件的功能与特点如下：一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，比较适合现场应用一方面，该系统的各部分都采用了较为先进的数学模型与计算方法，保证了较高的计算精度，理论上的具有明显的先进性（油井产能预测
4、是以广义IPR方法为基础，同时充分考虑到现场中的使用条件，根据可录取的资料情况，采用多种方式预测油井的产能；流体在井筒中的流动以及在油管中的流动为多相垂直管流，其压力分布用目前被广泛应用且较为精确的orkiszewki方法进行计算；排出动态的描述与计算，也采用了较为先进的数学模型和计算方法）。另一方面，充分注重与矿场实际相结合，对于经典的计算方法与矿场实际不相符合的部分进行了必要的修正，对于理论与实际相脱节的部分进行了补充和完善。软件不苛求改变现有的管理模式和基础资料现状，而是从自身的角度来考虑适应这种状况，有良好的包容性，比较适合现场应用。设计过程中需输入给计算机的油井的基础数据，现场中都比
5、较容易录取。对现场中难于录设取到的油层静压、井底流压等资料，要求的并不是十分苛刻，如果有准确的测试资料，可以直接参加计算；如果没有这些资料时，可以通过动液面、静液面以及流体物性参数等自动的进行折算。软件甚至对一些没有输入的油井数据设定了默认值（如：油层温度不输入时，按温度梯度和油层中深进行计算，一些流体物性参数（如：饱和压力、气油比等）没有输入时，可以取油田或区块的平均值），大大增强了软件的健壮性。二、该软件采用多种方式预测油井的产能对油井生产系统进行优化设计十分重要，它关系到油井的整体开采效果，所以国内从事这方面的研究以及软件开发的单位和个人也比较多。准确预测油井的产能，是油井生产系统优化设
6、计的前提和基础。长期以来，国内许多各种采油方式的优化设计软件不能大范围的推广应用，原因是多方面的，但问题主要还是出在油井产能预测方面，理论和实际相互脱节。该系统将采油技术理论与矿场实际有机的结合起来，较好的解决了油井产能预测问题，软件可根据录取到油井的基础数据情况，采用多种方式预测油井的产能，同时保留了传统的设计方法（经验预测法，即：人为预测产能，直接对排出系统进行设计），基本上绝大多数井都能够用该软件进行设计。如果设计人员不清楚应该采用哪一种产能预测方式，可选用软件提供的“自动确定产能预测方式”，软件会根据录入的油井基础资料情况，自动确定油井的产能预测方式，并进行产能预测。开辟了优化设计软件
7、有可能大规模推广应用的新局面。下面是几种产能预测方式的计算示例。 1、 广义IPR方法（已知静压及一组生产数据）上图中的黑线为油井产液量与井底流压之间的关系曲线，蓝线为油井产液量与对应动液面之间的关系曲线。在图片上沿黑线或蓝线的位置单击鼠标左键，就可以看出不同产液量对应的井底流压或动液面值。 广义IPR曲线的原型给出的是油井产液量与井底流压之间的关系曲线。不同产液量对应的井底流压对设计人员来说不直观、参考意义不大，而不同产液量对应的动液面值对设计人员才更有意义。这样，有一定经验的设计人员就可以根据油井的产能情况，初步确定适合该井的设计方案。2、 根据两组生产数据（已知两个测试点的生产数据，静压
8、可有可无、不参加计算）3、 根据套压、静液面及一组生产数据4、原始的广义IPR方法（根据油层静压以及一个测试点的产量与对应井底流压）计算过程需要输入一个测试点的产量及对应油压。5、经验预测法 (针对那些前后数据矛盾、新井、改层生产的井、基础数据不全的井)需要特别说明的是，在实际应用过程中，并不是所有井的数据都能够通过计算的方法预测油井的产能。广义IPR的计算，是基于油层能量相对稳定或变化不大的假设情况下，推到出的的油井产能预测的计算模型。如果注采关系发生了明显的变化、油层能量波动比较大或资料不准，预测误差可能就比较大，甚至不能进行计算。如：流压大于静压或产量越大、液面越浅的情况等。这些情况下，
9、只能够采用“经验预测法”预测油井的产能-人为的输入一个设计产液量、对应动液面，直接对排出系统进行设计。实际应用过程中，这样的井为数不少。此外，还有几种产能预测方法，主要是针对自喷井产能预测的。这里就不特意介绍。三、设计方式的多样性电潜泵井生产系统的优化设计可采用三种方式进行（确定级数法、方案预测法、限定条件法），功能完整、方便灵活，预测精度高，能够满足设计人员的各种需求。第一种为常规的设计方式（确定级数法），其核心内容为：设计人员根据油层的供液能力，人为的输入泵型、泵深及油井的产液量，由计算机计算出所需的泵叶轮级数，然后进行电力系统的计算。这是最经典的电潜泵井优化设计的方法。如：某井的基础数据
10、：设计人员会发现：电潜泵井生产系统优化设计软件主窗体上面的一排下拉菜单以及下面的一排按钮，是非常的实用和方便的；对于熟悉电潜泵采油的设计者来说，当油井高含水、油不稠、气不大（这种情况对电泵的特性影响较小）时，比较容易判断设计及预测结果是否正确。从电泵的特性曲线可以看出：潜油电泵采油是一种自适应能力比较强的采油方式。但一旦机组下入井中，地面可调控的手段比较少，一种是采用油嘴控制生产，另一种是采用变频生产。该系统可采用改变电源频率进行设计，频率的改变也在此窗体中进行，由此引起一系列电泵特性的变化。该系统默认的电源频率是中国的工频-50Hz，可针对不同的电源频率进行设计。可将绘制的特性曲线与特性曲线
11、的原图片进行对比，以便检查数据录入的准确性。特性曲线数据维护也十分方便。由于电泵的特性曲线是在以清水为介质做出的，而电泵工作时抽汲的介质与清水有很大的不同，一般为油、气、水的混合物，所以必须根据井液在井下的状况对电泵的特性曲线进行修正。由于不同的导叶轮中的流体温度、压力是不同的，流体物性也不一样，所以必须要分别进行修正，这是一个比较复杂的过程。对电泵特性的修正主要考虑两个因素：气体修正、粘度修正。其它按钮的作用如下：气体对电泵特性的影响很大，气体进泵较多时，有可能引起气锁或气蚀。为减少气体的影响，一般要安装气体分离器。气体进泵的多少，除与分离器的形式、型号有关外，还与套管的生产方式有关。套管产
12、气生产或放套管气生产，气体分离器的分离效率比较高（一般认为：泵口处气液比小于30%时，分离效率能达到90%以上。放套管气生产，虽说能够减少气体对电泵特性的影响，但也会造成天然气资源的浪费，并造成对大气的污染，是一种不值得提倡的生产方式。套管产气（回收）生产是一种可行的生产方式。当采用关闭套管生产时，可近似的看成分离器失效，气体全部进泵，此时气体的影响很大，对于气量小的井应该是可行的。和其它采油方式井优化设计软件一样，软件能够十分方便的做出电潜泵井的“采油工艺设计表”,下面是设计表的电子表格形式：第二种为方案预测法，即：设计人员根据预测的油井产能情况，输给计算机一个完整的设计方案，由计算机预测出
13、这一方案的结果，由此来判断这一方案是否可行。增加这种设计方式的主要原因是为满足现场管理对机组组配的实际需要。1、在实际组配机组时，很难完全做到按设计的要求进行组配，一般总会有一定的偏差。电泵机组货场上可选用的泵型号及其它参数往往是十分有限的。比如：设计预测需要组配的扬程是1600米，而机组货场上有同型号的电泵机组组配的扬程是1700米，这种情况下到井中是否可行，会是一个什么样的结果，需要进行判断。2、完全按设计要求组配机组往往需要一定的时间，而作业现场往往不能长时间的等待。下到井中的机组，不一定是最优化的，基本合适就可以了。在有限的现有的机组中，选出一套相对比较合适的，及时的送到井上，也是一种
14、可行的选择。以同一口井为例：第三种为限定条件法，即：设计人员根据预测的油井产能情况，选择泵型，输入设计油压以及一些限定条件（如：沉没压力、泵吸入口气液比等），软件根据所限定的条件自动确定泵深以及导叶轮级数，并进行电力系统的计算。以同一口井为例：四、该系统为采油设备、工具的技术参数提供了维护功能机组的技术参数，都被录入到特定的数据库中，不需改动源程序就能对采油设备、工具的技术参数进行添加、修改和删除。特性曲线数据的维护、检查也十分方便软件有了上述功能，就能够对各种型号的电泵、电机、电缆、分离器、保护器、控制屏、变压器进行设计，前提是厂商要提供它们的技术参数。这也是电泵厂商必须给用户提供的技术资料
15、。五、该软件提供了较为详细的“帮助”系统设计人员不需要了解太多的计算机知识就能用该系统出设计。但设计人员必须要具有一定的专业技术理论知识和现场经验。对油井生产系统进行优化设计，需要人机联做。从根本上讲，各种采油方式的优化设计软件只不过是一种设计的工具，能为我们提供定量预测的结果，以便我们去分析判断设计是否合理。设计是否是优化的，往往并不取决于设计人员的计算机操作水平的高低，而是取决于设计人员的分析判断能力以及对油井基本情况的了解。设计人员除要具有一定的采油技术知识，掌握一些基本概念外，更重要的是要掌握优化设计所要遵循的基本原则和标准。该软件提供了较为详细的“帮助”系统，特别是将优化设计的原则与矿场实际结合起来，对设计过程中涉及到的一些技术参数进行了界定，便于设计人员对设计的结果进行分析判断。设计人员可以通过软件提供的“帮助”系统来掌握该软件的操作。同时，软件还提供了用于技术培训所需的屏幕录像，很好的解决了技术培训的问题。六、该系统充分经过了实际应用的考验该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长的过程，到目前已有十几年的时间，在实际应用过程中发现问题，不断的进行改进、完善和提高。有比较高的“成熟度”。该系统设计与预测的结果与国内外较为先进的同类软件设计与
