采油工程課程設(shè)計(jì)-秋季學(xué)期

采油工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求中國(guó)石油學(xué)（北京）程教育學(xué)院一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為避雷，個(gè)學(xué)基數(shù)中幾關(guān)參是一的，程計(jì)的算用數(shù)結(jié)也不的因，特注計(jì)并用幾參，否一不格

33、每同不的鍵數(shù)井深：學(xué)號(hào)末兩位，單位是m例如:學(xué)為214140001512，則井=×油層靜壓：井深/100×1.0，單位是MPa例如：井深為2120m，油層靜=2120/1001.0=21.2MPa測(cè)試井底流壓：井深0.005+2，單位是例如：井深為2120m則測(cè)試點(diǎn)流壓為2120×0.005+2=12.6MPa、個(gè)學(xué)同參套管內(nèi)徑：油層溫度：9℃恒溫層溫度1℃地面脫氣油粘度：油相對(duì)密度氣相對(duì)密度水相對(duì)密度1.0油飽和壓力10MPa含水率：0.4套壓：油壓：1MPa生產(chǎn)氣油比/m測(cè)試產(chǎn)液量抽油機(jī)型號(hào)：CYJ10353HB電機(jī)額定功率：配產(chǎn)量：泵徑：沖程：3m沖次；6rpm沉沒(méi)壓力：抽油桿D級(jí)，使用系數(shù)SF=0.8，桿徑19mm，抽油桿質(zhì)量二、計(jì)算驟及評(píng)分標(biāo)1、礎(chǔ)數(shù)據(jù)算與分析（10）根據(jù)學(xué)號(hào)計(jì)算井深和油層靜壓，根據(jù)給定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析該井采油工程的特點(diǎn)。2、IPR曲線（）

等）等）。1）采油指數(shù)計(jì)算；2）畫出IPR曲線；3）利用IPR曲線，由給定的配產(chǎn)量計(jì)算對(duì)應(yīng)的井底流壓。3、油工程數(shù)計(jì)算（分）若下泵深度為1500M，桿柱設(shè)計(jì)采用單級(jí)桿，其基本參數(shù)已給出，計(jì)算懸點(diǎn)最大、最小載荷計(jì)算、抽油桿應(yīng)力范圍比，并評(píng)價(jià)此抽油桿是否能滿足生產(chǎn)要求。4、油機(jī)校計(jì)算（分）

說(shuō)明給定抽油機(jī)型號(hào)的參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的最大扭矩和理論需要電機(jī)功率，并與給定抽油機(jī)型號(hào)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷此抽油機(jī)是否滿足生產(chǎn)要求。5、產(chǎn)措施算（20）

由于油藏滲透率較低，需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行水力壓裂，已知施工排量2方/，裂縫高度15M壓裂液綜合濾失系數(shù)米/分，設(shè)計(jì)的壓裂裂縫總長(zhǎng)度為400M，試用吉爾茲瑪公式計(jì)算所需的施工時(shí)間；如果平均砂液比為30%（支撐劑體/壓裂液體積），計(jì)算相應(yīng)的支撐劑體積和壓裂液體積。6、水措施議（10）

由于儲(chǔ)層能量不足，需要采用注水方式補(bǔ)充地層能量，為了保護(hù)儲(chǔ)層，請(qǐng)對(duì)注水措施提出建議（包括水質(zhì)要求、水質(zhì)處理、注入過(guò)程、與地層配伍性、五敏分析7、寫格式10分）1）要求課程設(shè)計(jì)報(bào)告電子版頁(yè)面號(hào)，報(bào)告為封面、目錄、設(shè)計(jì)詳細(xì)內(nèi)容2）封面上寫明課程名稱、姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)、完成日期3）目錄列出正文中的一級(jí)標(biāo)題和二級(jí)標(biāo)題4）正文宋體、小四倍行距、無(wú)段前段后，內(nèi)容要有主要計(jì)算公式，體現(xiàn)數(shù)據(jù)代入的計(jì)算過(guò)程，邏輯性強(qiáng)，具有一定分析和認(rèn)識(shí)。

三、課程計(jì)相關(guān)理論法

壓加權(quán)平均。壓加權(quán)平均。本次采油工程課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，讓學(xué)生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)思路。1、油流入動(dòng)計(jì)算

油井流入動(dòng)態(tài)是指油井產(chǎn)量與井底流動(dòng)壓力的關(guān)系，它反映了油藏向該井供油的能力，從單井來(lái)講，IPR線表示了油層工作特性。因而，他既是確定油井合理工作方式的依據(jù)，也是分析油井動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算采用

方法。方法計(jì)算綜合曲線的實(shí)質(zhì)是按含水率取純油IPR曲線和水曲線的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測(cè)試點(diǎn)計(jì)算采液指數(shù)時(shí)，是按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測(cè)產(chǎn)量或流（1）液指數(shù)計(jì)算已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)；p

和飽和壓力

及油藏壓力b

。①如果

p則jb

qnestp②如果

p

b采液指數(shù)j

(1f)(p1

txestbAf(p)1式中，A

b

)0.8(

b

)

txest

—對(duì)應(yīng)流壓

時(shí)總產(chǎn)液量；f—含水率，小樹：

omzx

—油IPR曲線的最大產(chǎn)油量。（2）某一產(chǎn)量q下的流壓pwftqjpp)t

omzx

b

jpb1.8

jwwbiijwwbii①0qq則1tp

qpt1②qt

omzx

則按流壓加權(quán)平均進(jìn)行推導(dǎo)得；p

qq(1)0.125(1f)[bjq

)]③

omzx

，則綜合IPR曲線的斜率可近似常數(shù)。1p

f(pw

q

(q)(8f9)omzx)omzxwjj2油工程參數(shù)算抽油桿柱設(shè)計(jì)的一般方法見(jiàn)《采油工程設(shè)計(jì)與原理》。之所以設(shè)計(jì)方法較復(fù)雜，原因之一是因?yàn)闂U柱的最大、最小載荷與桿長(zhǎng)不是線性關(guān)系。例如在考慮抽油桿彈性時(shí)的懸點(diǎn)載荷、在考慮桿柱摩擦?xí)r的懸點(diǎn)載荷公式與桿長(zhǎng)不是線性關(guān)系。原因之二是因?yàn)闂U、管環(huán)空中的壓力分布取決于桿徑，而桿柱的設(shè)計(jì)有用到桿、管環(huán)空中的壓力分布。

由于綜合課程設(shè)計(jì)時(shí)間較少，所以這里提供一種簡(jiǎn)化桿柱設(shè)計(jì)方法。暫將桿、管環(huán)空中的壓力分布給定（按油水兩相、不考慮摩擦?xí)r的壓力分布），桿柱的最大、最小載荷公式采用與桿長(zhǎng)成線性關(guān)系的下面公式。它是針對(duì)液體粘度較低、直井、游梁抽油機(jī)的桿柱載荷公式。

懸點(diǎn)最大、最小載荷的計(jì)算公式：Pmax

irjLj

)j

WLrjrjrjj(P)Lp式中——第i級(jí)桿每M桿在空氣中的質(zhì)量，Kg/mriL——第i級(jí)桿桿長(zhǎng)，；rii——抽油桿級(jí)數(shù)，從下向上計(jì)數(shù)；

2rjiiij3882rjiiij388——泵排出口壓力，，按（油藏壓力-套壓）/井深*泵深度計(jì)算；Z——泵的沉沒(méi)壓力，；NN——沖次，rpm。—光桿沖程，；f——活塞截面積，；——重力加速度，

2

；Pmin

i2ijj

rj

Wrj

W

rj

jrj

rj

)jj式中：令f=0Pj—第j級(jí)抽油桿底部斷面處壓力,：

jjt

f)f](L)0wtt——井口套壓。ρρ——地面油水密度，kg/m。wfw——體積含水率，小數(shù)；L----抽油桿總長(zhǎng)度，fr——抽油桿橫截面積，

2

；應(yīng)力范圍比計(jì)算公式：PL

maxminmin

PmaxPminminfrfr抽油桿柱的許用最大應(yīng)力的計(jì)算公式0.5625min)4式中

all——抽油桿許用最大應(yīng)力，；T——抽油桿最小張強(qiáng)度，對(duì)級(jí)桿，T=6.3*10Pa,對(duì)桿T=8.1*10Pa。

min

——抽油桿最小應(yīng)力，Pa；SF

——使用系數(shù)，考慮到流體腐蝕性等因素而附加的系數(shù)（小于或等于1.0），使用

時(shí)可考表2來(lái)選值。使用介質(zhì)無(wú)腐蝕性礦化水含硫化氫

表抽油桿的使用系數(shù)APID級(jí)桿1.000.900.70

API級(jí)桿1.000.650.50若抽油桿的應(yīng)力范圍比小于[pL]則認(rèn)為抽油桿滿足強(qiáng)度要求，此桿組長(zhǎng)度可根據(jù)[]直接推導(dǎo)出桿柱長(zhǎng)度的顯示公式。

對(duì)于液體粘度低的油井可不考慮采用加重桿，抽油桿自下而上依次增粗，所以應(yīng)先給定最小桿徑（19mm）然后自下而上依次設(shè)。有應(yīng)力范圍比的計(jì)算公式即給定的應(yīng)力范圍比（[]＝計(jì)算第一級(jí)桿長(zhǎng)L1，若L1于等于泵深L則抽油桿為單級(jí)桿，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若L1小于泵深則由應(yīng)力范圍比的計(jì)算公式及給定的應(yīng)力范圍比計(jì)算第二級(jí)桿長(zhǎng)L2，若L2大于等于（L-L1）則第二級(jí)桿長(zhǎng)為L(zhǎng)2并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若小于（）,同理進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中若桿徑為25mm仍不能滿足強(qiáng)度要求，則需改變抽汲參數(shù)。在設(shè)計(jì)中若桿徑小于或等于并滿足強(qiáng)度要求，則桿柱設(shè)計(jì)結(jié)束。此為桿柱非等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法。若采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，則需降低[]新設(shè)計(jì)桿的長(zhǎng)度。

在設(shè)計(jì)抽油桿的過(guò)程中油管直徑一般2

（內(nèi)徑。若泵徑大于或等于則油管全3

（內(nèi)徑，原因是作業(yè)時(shí)大柱塞不能下如小直徑油管中；若采用25mm抽油桿，則相應(yīng)油管直徑應(yīng)325mm抽油桿節(jié)箍為與油管間隙太小。當(dāng)采用多級(jí)桿25mm桿長(zhǎng)多10m。

3、油機(jī)校1）最大扭計(jì)算公式式中：M

m

18000.202(Pmaxmax——最大扭矩，N·。

min)Pax

——懸點(diǎn)最大載荷，N。

P——懸點(diǎn)最小載荷，N?！獩_程，m。2）電動(dòng)機(jī)率計(jì)算，t

M式中：