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1、采油工程课程设计姓名： 李健星 班级： 1班学号： 915463中国石油大学（北京）二O一二年四月目 录1、设计基础数据：12、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243、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
2、及达到较好的经济效益。本次采油工程课程设计的主要内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6310m=2630m 套管内径：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/100m1.2MPa=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(
3、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：37kw2、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
4、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：、和饱和压力及油藏压力。 因为，= =2.083t/(d.MPa)某一产量下的流压Pwf=j()=2.083 x（26.410）=34.161t/d=+=34.161+=45.733t/d-油IPR曲线的最大产油量。 当0q时，令q=10 t/d，则p=21.599MPa同理，q=20 t/d，P=16.798MPa q=30 t/d，P=11.998 MPa 当qq时，令q=40 t/d,则按流压加权平均进行推导得：P=f+0.125(1-f)P-1
5、+=0.4+0.125(1-0.4)10-1+=6.910MPa 当qq时，令q=46t/dP=0.4=2.521MPa综上，井底流压与产量的关系列表如下：Pwf/ MPa21.59916.79811.9986.9102.521Q/(t/d)1020304046得到油井的流入动态曲线如下图：图1 油井IPR曲线Pwf（MPa）Q/(t/d)（2） 流体物性参数计算方法在地层的压力26.4Mpa和温度90时。 原油的API度 y= 36.95地面条件下的原油相对密度：0.84。 溶解油气比的计算因为15y=36.95，使用Lastater的相关式 （12）式中，地面脱气原油的有效分子量； 天然气
6、的摩尔分数。 的计算y0.13（如果0.13，则取=0.13）； =50+36 ； =75+84 （）。由计算得到，由于该段的压力大于饱和压力的值，所以该段的流型为纯液流。 计算该段的压力梯度。由压力梯度的计算公式： =843.40；摩擦损失系数可由图二查得。可据此计算对应于的该段管长(深度差)。 将第步计算得的与第步估计的进行比较，两者之差超过允许范围，则以新的作为估算值，重复的计算，使计算的与估计的之差在允许范围内为止。该过程之中只迭代一次。2）由井口向下计算至泵出口处，计算泵排出口压力PZ。采用压力增量迭代方法，首先估算迭代压力。同样为了减小工作量，也采用只迭代一次的方法。计算井筒多相管
7、流时，首先计算井筒温度场、流体物性参数，然后利用Orkiszewski方法判断流型，进行压力梯度计算，最后计算出压力增量和泵排出口压力PZ。按压力增量迭代的步骤已知任一点(井底或井口)的压力，选取合适的深度间隔(可将管等分为n段)。估计一个对应于计算间隔的压力增量。计算该段的和 ，以及、下的流体性质参数。计算该段压力梯度计算对应于的压力增量比较压力增量的估计量与计算值 ，若二者之差不在允许范围内，则以计算值作为新的估计值，重复第步，使两者之差在允许范围之内为止。计算该段下端对应的深度和压力 以处的压力为起点压力重复第步，计算下一段的深度和压力 ，直到各段累加深度等于或大于管长时为止。1.5.3
8、计算气-液两相垂直管流的Orkiszewski方法本设计井筒多相流计算采用Orkiszewski方法。Orkiszewski法提出的四种流动型态是泡流、段塞流、过渡流及环雾流。如图1所示。在处理过渡性流型时，采用内插法。在计算段塞流压力梯度时要考虑气相与液体的分布关系。针对每种流动型态提出了存容比及摩擦损失的计算方法。图1 气液混合物流动型态(Orkiszewski) 1.压力降公式及流动型态划分界限由前面垂直管流能量方程可知，其压力降是摩擦能量损失、势能变化和动能变化之和。由式(2-36)可直接写出多项垂直管流的压力降公式： (26)式中 压力，Pa； 摩擦损失梯度，Pa/m； 深度，m； 重力加速度，m/s2； 混合物密度，kg/m3； 混
