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1、OPRS系统功能及适应性简介,技术交流第三讲,1,系统功能简介,系统功能介绍,BeamDiag抽油机井工况诊断,BeamAnal 抽油机井参数敏感性分析,BeamDesign系统仿真优化设计,Well DataManage采油工程数据管理,PumpingUnitType 机型优选,系统功能介绍,等值扭矩、扭矩利用率、上、下冲程最大扭矩、最小扭矩、地面系统效率等。 4、抽油杆柱分析：通过分析得出抽油杆的最大应力、最小应力、古德曼应力、应力范围比等结果。 5、根据抽油机上下冲程的平均有功功率的对比，计算抽油机井的功率平衡指数。 6、最后分析出油井工况和当前系统效率。,系统功能介绍,BeamAnal
2、 抽油机井参数敏感性分析,敏感性分析（Sensitivity Analysis）也称灵敏度分析，是技术、经济决策中常用的一种不确定性分析方法。敏感性分析就是研究工程项目中的主要因素发生变化时对项目经济效果指标有何影响，影响程度如何，从中找出敏感因素，预测项目承担的风险，并制定相应的对策加以防范。 敏感性分析的主要目的有：研究不确定因素的变化将引起技术效果指标变化的范围。,系统功能介绍,找出影响效果指标的最关键因素、即最敏感因素，并进一步分析产生不确定因素的原因。对敏感性大小的比较，区别敏感性强或敏感性弱的方案或结果。通过可能出现的最有利与最不利的技术效果分析，寻找最佳方案。根据感性分析中每次变
3、动不确定因素数目的多少，可将敏感性分析为单因素敏感性分析和多因素敏感性分析。,系统功能介绍,将上述敏感性分析的理论用于抽油机系统的敏感性分析。可以对抽油参数：泵挂深度、泵径、冲程、冲次、杆柱组合、电机装机功率；油井参数：生产油气比、原油粘度、含水率、油压、套压；部分油井管理参数：抽油机平衡度、抽油机井盘根压力、抽油机传动效率、抽油机换向效率等参数进行敏感性分析；可计算出不同泵挂深度、泵径、冲程、冲次等工作制度参数时的产量、有效冲程、有效功率、光杆功率、泵效、井下效率、地面效率，系统效率。,系统功能介绍,本技术利用油井参数影响系统效率的敏感性程度：依次作为优化、参数调整的依据。,系统功能介绍,B
4、eamDesign系统仿真优化设计,何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，八十年代开展的动态预测只体现结果。 具体就是由常微分方程组与偏微分方程组所组成的高度耦合的混合数学模型。由积分法建立曲柄运动规律仿真模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，计算出油井生产时的示功图、扭矩曲功率曲线等等。,系统功能介绍,BeamDesign系统仿真优化设计,何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，八十年代开展的动态预测只体现结果。 具体就是由常微分方程组与偏微分方程组所组成的高度耦合的混合数学模型。由积分法建立曲柄运动规律仿真模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，计算出油井生产时的示功图、扭矩曲功率曲线
5、等等。,系统功能介绍,BeamDesign系统仿真优化设计,何谓仿真：注重体现油井生产的过程及结果，八十年代开展的动态预测只体现结果。 具体就是由常微分方程组与偏微分方程组所组成的高度耦合的混合数学模型。由积分法建立曲柄运动规律仿真模型，由差分法建立抽油杆柱振动仿真模型，计算出油井生产时的示功图、扭矩曲功率曲线等等。,系统功能介绍,BeamDesign系统仿真优化设计,敏感性仿真优化算法的基本思路： 系统效率影响因素的敏感程度能够充分反映各参数对系统效率的影响程度，同时也反映了对系统效率影响的方向性。在寻求最优解时，根据敏感性分析的结果，可以确定各个变量相对于当前值的方向性。例如，对于任意变量
6、xi，如果系统效率对变量xi的敏感度大于零，则在优化寻优时，可以只沿xix0的方向进行搜索；如果系统效率对变量xi的敏感度小于零，则在优化寻优时，可以只沿xix0的方向进行搜索，从而可以节省大量的计算量，提高计算效率。,系统功能介绍,优化设计方法与步骤：,1、油井参数影响系统效率的敏感性程度计算：油井优化前后的参数敏感程度分析，依次作为优化、参数调整的依据。 2、预测产量：油井产量是我们设计有杆泵抽油系统的基础。只有准确确定油井的产能（IPR流入特性曲线），才能实现油井的最优化设计。针对不同油田的生产特点，选择下列油井产量预测方法：采油指数（PI）公式；沃格尔（Vogel）方法； VogelD
7、arcy结合法；综合含水IPR公式。,系统功能介绍,优化设计方法与步骤：,3、多种多项管流计算：多相管流压力计算公式很多，如Hagedorn-Brown法、Beggs-Brill法、Orkiszewski法、Aziz法、Duns-Ros法和Cornish法等，这些方法各具有一定的适用条件，如Hagedorn-Brown法适用于低气油比的高产井，Orkiszewski法适用于高气油比的中低产井，Beggs-Brill法可用于计算垂直、水平及任何倾斜角度的多相流。为便于对比优选，软件中采用了Hagedorn-Brown法、Beggs-Brill法和Orkiszewski法。现场验证情况证明，这三种
8、方法可以满足各种情况下的多相流计算需要。,系统功能介绍,优化设计方法与步骤：,4、有杆泵抽油供排协调：油井流入曲线与油井排出结合在一起，就构成了油井的“供排协调”。准确绘制油井的供排协调图，分析引起供排协调点变动的原因，可用于合理选择抽油设备型号，优化举升设计方案。,系统功能介绍,5、泵效计算：泵效计算精度直接影响油井产液量与系统效率的仿真精度。目前教科书与有关专著所介绍的排量系数的计算公式基本相同，所做的假设也基本相同，都没有考虑泵筒内工作压力不同对气液比的影响，即假设了泵筒内气液比为常量，并且等于沉没压力条件下的气液比。本研究根据抽油泵的工作理论，建立了计算抽油泵排量系数的新公式： =SF
9、LV 式中：S柱塞有效冲程系数； F充满系数； L泵的漏失系数； V沉没压力条件下溶气原油的体积系数。,优化设计方法与步骤：,系统功能介绍,优化设计方法与步骤：,6、抽油机抽汲参数优化设计：以产量、效率、寿命的三者协调统一为目标的参数优化设计。主要依据是利用敏感性分析的结果，计算出各种参数敏感性程度的斜率，根据斜率的大、小再次将需要调整的参数进行计算（滤除不变参数），根据斜率大、小的参数进行参数自动调整，然后再进行一次仿真优化设计，从而实现参数敏感性、动态仿真和参数优化的自动结合。,系统功能介绍,优化设计方法与步骤：,7、抽油杆柱及附件设计：可以设计合理的杆柱组合、加重杆、防脱器、扶正器；并可
10、显示各级杆柱的应力范围比、杆使用系数、最大应力、最小应力、许用应力、最大载荷、最小载荷、折算应力等参数。,系统功能介绍,采油一厂W119-17井,系统功能介绍,结果吻合,系统功能介绍,设备优选,系统功能介绍,采油工程数据管理,该软件平台基本实现了抽油机井数据管理的系统化、专业化、规范化、科学化。该系统适合采油厂的采油工程体系特点，是容数据库建立、数据输入、修改、添加、删除、保存、查询、数据导入、数据上传等功能为一体的综合数据管理系统。,OPRS系统适应性,OPRS系统可以方便采油工程师和管理人员，利用油田开发数据、现有动力、举升设备的数据、生产动态数据和现场测试数据等，进行抽油机井工况诊断、系
11、统效率的测试数据处理、参数敏感性分析、参数仿真和举升参数优化设计，通过上述分析与计算、提出潜力节点对应的设备配置、系统运行参数针体优化。使用的方法有经典方法、经验方法和现代方法。但是，到目前为止对下列几种情况适应性较差： 1、超深井，泵深超过3500米时； 2、稠油油藏，粘度超过1000厘泊； 3、聚驱油藏。,2,现场应用模式,华北油田分公司,2004-2005年华北油田普及推广提高抽油机井系统效率工作,总协调: 油田公司副总工程师 组 长：开发部领导 副组长：主管生产的厂长 主管科研院长 成 员：工程所、工区、院项目组,多级组织结构,华北油田的推广应用情况,五 、现场应用模式,厂院结合 采油
12、厂：实施、数据录取、分析、设立联系人 采油院：技术支持、设立联系人,开发部按季度检查、落实及执行情况，每季度进行小结，年底总结评比。,运行方式,效果检查,华北油田的推广应用情况,五 、现场应用模式,油田公司,OPRS系统,采油厂,采油厂,工区,工区,工区,工区,五 、现场应用模式,实施原则,先易后难,吨液耗电,敏感性分析,宏观分析,现场测试,现场实施,实施综合性,检泵修井,编制方案,效率提高,调整措施,效果统计,优化设计,系统评价,实施流程,系统分析,华北油田的推广应用情况,五 、现场应用模式,正常井,低效井,测试井,维持生产,管理参数,设备参数,敏感程度分析,仿真优化设计,现场实施,正常井,SysEff 系统,工作参数,五 、现场应用模式,汇报完毕！请各位专家提出宝贵意见！,
