不同驱油方式下的抽油机井悬点载荷计算方法

18

　　油气田地面工程第28卷第11期(2009111) 　　

doi :1013969/j 1issn [***********]1009

不同驱油方式下的抽油机井悬点载荷计算方法3

韩志慧　曹彦鹏　董康兴

　　摘要:油田开发后期, 由于含水量增加以及驱油方式不同, 井液性质发生变化, 导致油管内液体流动时的阻力变化, 影响悬点载荷。因此, 需要一组针对不同区块油田的悬点载荷计算公式, 以满足节能降耗的要求。本文利用多元非线性回归方法, 得到新的悬点载荷计算公式, 并利用大庆油田采油厂数据库中的油井参数, 通过与其他悬点载荷计算公式比较, 验证了其准确性。

关键词:抽油机; 荷; (大庆石油学院机械科学与工程学院)

井数据库中的生产测试数据, 并应用1stOpt 软件, 通过多元非线性拟合方法, 确定上述公式中待定系数, 从而可以确定悬点载荷的计算公式。

2　抽油机井悬点载荷实用计算公式

400口油井生产, 确定了公式(3) 和(4) 　水驱油井聚驱油井

P min

k 1

k 2

k 3

k 4

k 5

P max 13. 3-26666. 711. 330. [1**********]20. 0000061

8319

12-23166. 70. 133-8452. 2

8. 7

P max 15. 4P min 11. 2

0. [1**********]68

7665

1　抽油机悬点载荷是抽油机选型的主要依据, 其

大小主要由抽油杆柱重量、液柱重量、惯性载荷、振动载荷及摩擦载荷等因素决定[1-4]。为准确计算悬点载荷建立了抽油杆柱力学模型, 并对各种影响因素进行具体分析, 得到悬点最大、最小载荷的公式如下

(1) P 上=P 静上+P 惯上+P 振+P 摩上

(2) P 下=P 静下-P 惯下-P 振-P 摩下

式中P 惯上为上冲程的惯性载荷(N ) ; P 惯下为下冲程的惯性载荷(N ) ; P 振为振动载荷(N ) ; P 摩上为上冲程的摩擦载荷(N ) ; P 摩下为下冲程的摩擦载荷(N ) 。

通过对悬点的力学分析可知, 式(1) 、式(2) 中的P 静上和P 静下计算结果比较准确, 所以拟合的主要对象为惯性载荷、振动载荷以及摩擦载荷。理论分析表明, 悬点惯性载荷主要与sn 2有关; 振动载荷主要与sn 有关; 摩擦载荷主要与ηsnL 和22

ρL s n 有关(其中符号s 为冲程, m ; n 为冲次, min -1; η为井液平均动力黏度, mPa ・s ; L 为泵深, m ; ρ为井液密度, kg/m 3) 。因此建立如下方程

222

P max =P 静上+k 1sn +k 2sn +k 3ηsnL +k 4ρL s n +k 5

(3)

P min =P 静下-k 1sn -k 2sn -k 3ηsnL -k 4ρL s n -k 5

2

2

2

-6702. 60. 01740. 0000052

三元复合驱P max 14. 1-19230. 811. 540. [1**********]5

油井P min 12. 5-13961. 55. 770. [1**********]

对应的计算公式分别为:

P max

水驱油井悬点载荷实用计算公式

η=P 静上+1313sn 2-26666171sn +

22

ηρ11133L s n +95321snL +0100000725

(5)

2

ηP min =P 静下-12sn +23166171sn -22ηρ01133L s n -8319(6) 1snL -010000061

聚驱油井悬点载荷实用计算公式

2

ηP max =P 静上+1514sn -8452122sn +

22

ηρ817L s n +10968(7) 2snL +0100000815

2

ηP min =P 静下-1112sn +6702162sn -22

ηρ010174L s n -76652snL -010000052

(8)

P max

三元复合驱油井悬点载荷实用计算公式

η=P 静上+1411sn 2-19230183sn +

22

ηρ11154L s n +88653snL +0100000748

(9)

2

ηP min =P 静下-1215sn +13961153sn -22ηρ5177L s n -8093(10) 3snL -010000056

3　检验结果与分析

为了检验本文提出的悬点载荷计算公式的准确

性, 现场测试360口井生产数据, 并分别代入以往

(4)

式中k 1, k 2, k 3, k 4, k 5为待定系数。利用抽油机

基金论文:抽油机井抽油杆运动过程中合理力学行为研究(E200633) 部分内容

　　油气田地面工程第28卷第11期(2009111) 　　19

doi :1013969/j 1issn [***********]1010

-4

陆9井区K 1h 3油藏天然能量评价与油藏类型研究2

王杰　范赛华　李彬文　马骥

　　摘要:天然能量的大小及能否进行充足的供给, 是确定油藏开发方式的关键。根据

-4

陆9井区K 1h 3油藏的实际情况, 在研究2

(新疆油田分公司陆梁油田作业区)

油藏静态资料的基础上结合动态资料, 采取多种方法对天然能量进行了评价。研究表明, 本区油藏天然能量属于较充足型, 与充足型接近; 油藏类型属于边水活跃的高渗透、薄层底水、低幅度背斜砂岩油藏。

关键词:陆9井区; 天然能量; 保持较高的注采比对底水锥进有明显的抑制作

-4

用。陆9井区K 1h 3边底水油藏注水开发3年后2

的开采动态表明, 平均月注采比由0130增加到1, 基本保持较高的采油速度, 油藏开采动态较为稳定, 含水上升速度相对稳定, 注水开采取得了明显效果。

(2) 注入水量、水, 薄层状底水油藏物质平N p B o +W p B w =(N o B oi C o +N w B wi C w ) Δp +W i +W e 式中N p 为累积产油量(m 3) ; W p 为累积产水量(m 3) ; W i 为累积注水量(m 3) ; B o 为原油体积系数, 小数; N 为原始地质储量(m 3) ; C o 为油区综合压缩系数(1/M Pa ) ; Δp 为地层总压降(M Pa ) ; W e 为累积水侵量(m 3) 。

的油井采用不同的载荷计算公式, 计算结果的准确性明显提高, 其中水驱油井最大载荷的相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的8111%, 最小载荷相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的4314%。由此可以得出, 对于不同的区块, 应该采用更有针对性的悬点载荷计算公式。

1　-4

(1) 陆9K 1h 3油藏平均压力水平。根2

据历年的测压资料进行整理统计, 以半年为单位计算出平均地层压力, 全面投入注水开发后地层压力基本保持在110M Pa 左右的压力数据。

悬点载荷计算公式及式(5) ～(10) , 结果见表2。

表2　不同计算方法计算结果对比

悬点载荷计算

公式类型石油天然气行业标准威尔诺夫斯基—阿道宁史洛尼杰尔美尔斯水驱油井式(5) 、(6) 聚驱油井式(7) 、(8)

P max P min P max P min P max P min P max P min P max P min P max P min

测试计算

总井数

[***********][***********]9109

相对误差小于10%井数

[***********][**************]50

百分比/

%[***********][***********][***********]9

4　结语

(1) 油田开发后期, 井液性质的变化对悬点载

三元复合驱油井P max

(9) 、(10) P min

荷的影响不可忽略, 对于不同区块油田应采用更有

针对性的悬点载荷计算公式。

(2) 通过与以往悬点载荷公式的比较, 证明本文提出的针对水驱、聚驱以及三元驱的悬点载荷公式更准确, 更有实际应用价值。参考文献

[1]姜士湖, 闫相祯1考虑液体惯性的游梁式抽油机悬点载荷计算

[J]1石油机械,2003,31(11) :21-231

[2]吴则中, 李景文1抽油杆[M ]1北京:石油工业出版社,19941[3]张琪. 抽油机悬点最大载荷计算[J].华东石油学院学报,1981,5

(3) :17-311

[4]国家发展和改革委员会. 有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法

[M ].北京:石油工业出版社,20051

(栏目主持　杨　军)

由表2可以看出, 对于同一组数据, 以往悬点

载荷计算公式中, 威尔诺夫斯基—阿道宁的悬点载荷计算结果相对比较准确, 最大载荷相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的6318%, 最小载荷相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的3716%。本文将上述数据按照不同驱油方式, 分为

水驱、聚驱和三元复合驱油井, 对于不同驱油方式

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　　油气田地面工程第28卷第11期(2009111) 　　

doi :1013969/j 1issn [***********]1009

不同驱油方式下的抽油机井悬点载荷计算方法3

韩志慧　曹彦鹏　董康兴

　　摘要:油田开发后期, 由于含水量增加以及驱油方式不同, 井液性质发生变化, 导致油管内液体流动时的阻力变化, 影响悬点载荷。因此, 需要一组针对不同区块油田的悬点载荷计算公式, 以满足节能降耗的要求。本文利用多元非线性回归方法, 得到新的悬点载荷计算公式, 并利用大庆油田采油厂数据库中的油井参数, 通过与其他悬点载荷计算公式比较, 验证了其准确性。

关键词:抽油机; 荷; (大庆石油学院机械科学与工程学院)

井数据库中的生产测试数据, 并应用1stOpt 软件, 通过多元非线性拟合方法, 确定上述公式中待定系数, 从而可以确定悬点载荷的计算公式。

2　抽油机井悬点载荷实用计算公式

400口油井生产, 确定了公式(3) 和(4) 　水驱油井聚驱油井

P min

k 1

k 2

k 3

k 4

k 5

P max 13. 3-26666. 711. 330. [1**********]20. 0000061

8319

12-23166. 70. 133-8452. 2

8. 7

P max 15. 4P min 11. 2

0. [1**********]68

7665

1　抽油机悬点载荷是抽油机选型的主要依据, 其

大小主要由抽油杆柱重量、液柱重量、惯性载荷、振动载荷及摩擦载荷等因素决定[1-4]。为准确计算悬点载荷建立了抽油杆柱力学模型, 并对各种影响因素进行具体分析, 得到悬点最大、最小载荷的公式如下

(1) P 上=P 静上+P 惯上+P 振+P 摩上

(2) P 下=P 静下-P 惯下-P 振-P 摩下

式中P 惯上为上冲程的惯性载荷(N ) ; P 惯下为下冲程的惯性载荷(N ) ; P 振为振动载荷(N ) ; P 摩上为上冲程的摩擦载荷(N ) ; P 摩下为下冲程的摩擦载荷(N ) 。

通过对悬点的力学分析可知, 式(1) 、式(2) 中的P 静上和P 静下计算结果比较准确, 所以拟合的主要对象为惯性载荷、振动载荷以及摩擦载荷。理论分析表明, 悬点惯性载荷主要与sn 2有关; 振动载荷主要与sn 有关; 摩擦载荷主要与ηsnL 和22

ρL s n 有关(其中符号s 为冲程, m ; n 为冲次, min -1; η为井液平均动力黏度, mPa ・s ; L 为泵深, m ; ρ为井液密度, kg/m 3) 。因此建立如下方程

222

P max =P 静上+k 1sn +k 2sn +k 3ηsnL +k 4ρL s n +k 5

(3)

P min =P 静下-k 1sn -k 2sn -k 3ηsnL -k 4ρL s n -k 5

2

2

2

-6702. 60. 01740. 0000052

三元复合驱P max 14. 1-19230. 811. 540. [1**********]5

油井P min 12. 5-13961. 55. 770. [1**********]

对应的计算公式分别为:

P max

水驱油井悬点载荷实用计算公式

η=P 静上+1313sn 2-26666171sn +

22

ηρ11133L s n +95321snL +0100000725

(5)

2

ηP min =P 静下-12sn +23166171sn -22ηρ01133L s n -8319(6) 1snL -010000061

聚驱油井悬点载荷实用计算公式

2

ηP max =P 静上+1514sn -8452122sn +

22

ηρ817L s n +10968(7) 2snL +0100000815

2

ηP min =P 静下-1112sn +6702162sn -22

ηρ010174L s n -76652snL -010000052

(8)

P max

三元复合驱油井悬点载荷实用计算公式

η=P 静上+1411sn 2-19230183sn +

22

ηρ11154L s n +88653snL +0100000748

(9)

2

ηP min =P 静下-1215sn +13961153sn -22ηρ5177L s n -8093(10) 3snL -010000056

3　检验结果与分析

为了检验本文提出的悬点载荷计算公式的准确

性, 现场测试360口井生产数据, 并分别代入以往

(4)

式中k 1, k 2, k 3, k 4, k 5为待定系数。利用抽油机

基金论文:抽油机井抽油杆运动过程中合理力学行为研究(E200633) 部分内容

　　油气田地面工程第28卷第11期(2009111) 　　19

doi :1013969/j 1issn [***********]1010

-4

陆9井区K 1h 3油藏天然能量评价与油藏类型研究2

王杰　范赛华　李彬文　马骥

　　摘要:天然能量的大小及能否进行充足的供给, 是确定油藏开发方式的关键。根据

-4

陆9井区K 1h 3油藏的实际情况, 在研究2

(新疆油田分公司陆梁油田作业区)

油藏静态资料的基础上结合动态资料, 采取多种方法对天然能量进行了评价。研究表明, 本区油藏天然能量属于较充足型, 与充足型接近; 油藏类型属于边水活跃的高渗透、薄层底水、低幅度背斜砂岩油藏。

关键词:陆9井区; 天然能量; 保持较高的注采比对底水锥进有明显的抑制作

-4

用。陆9井区K 1h 3边底水油藏注水开发3年后2

的开采动态表明, 平均月注采比由0130增加到1, 基本保持较高的采油速度, 油藏开采动态较为稳定, 含水上升速度相对稳定, 注水开采取得了明显效果。

(2) 注入水量、水, 薄层状底水油藏物质平N p B o +W p B w =(N o B oi C o +N w B wi C w ) Δp +W i +W e 式中N p 为累积产油量(m 3) ; W p 为累积产水量(m 3) ; W i 为累积注水量(m 3) ; B o 为原油体积系数, 小数; N 为原始地质储量(m 3) ; C o 为油区综合压缩系数(1/M Pa ) ; Δp 为地层总压降(M Pa ) ; W e 为累积水侵量(m 3) 。

的油井采用不同的载荷计算公式, 计算结果的准确性明显提高, 其中水驱油井最大载荷的相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的8111%, 最小载荷相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的4314%。由此可以得出, 对于不同的区块, 应该采用更有针对性的悬点载荷计算公式。

1　-4

(1) 陆9K 1h 3油藏平均压力水平。根2

据历年的测压资料进行整理统计, 以半年为单位计算出平均地层压力, 全面投入注水开发后地层压力基本保持在110M Pa 左右的压力数据。

悬点载荷计算公式及式(5) ～(10) , 结果见表2。

表2　不同计算方法计算结果对比

悬点载荷计算

公式类型石油天然气行业标准威尔诺夫斯基—阿道宁史洛尼杰尔美尔斯水驱油井式(5) 、(6) 聚驱油井式(7) 、(8)

P max P min P max P min P max P min P max P min P max P min P max P min

测试计算

总井数

[***********][***********]9109

相对误差小于10%井数

[***********][**************]50

百分比/

%[***********][***********][***********]9

4　结语

(1) 油田开发后期, 井液性质的变化对悬点载

三元复合驱油井P max

(9) 、(10) P min

荷的影响不可忽略, 对于不同区块油田应采用更有

针对性的悬点载荷计算公式。

(2) 通过与以往悬点载荷公式的比较, 证明本文提出的针对水驱、聚驱以及三元驱的悬点载荷公式更准确, 更有实际应用价值。参考文献

[1]姜士湖, 闫相祯1考虑液体惯性的游梁式抽油机悬点载荷计算

[J]1石油机械,2003,31(11) :21-231

[2]吴则中, 李景文1抽油杆[M ]1北京:石油工业出版社,19941[3]张琪. 抽油机悬点最大载荷计算[J].华东石油学院学报,1981,5

(3) :17-311

[4]国家发展和改革委员会. 有杆泵抽油系统设计、施工推荐作法

[M ].北京:石油工业出版社,20051

(栏目主持　杨　军)

由表2可以看出, 对于同一组数据, 以往悬点

载荷计算公式中, 威尔诺夫斯基—阿道宁的悬点载荷计算结果相对比较准确, 最大载荷相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的6318%, 最小载荷相对误差小于10%的个数占总检验数据个数的3716%。本文将上述数据按照不同驱油方式, 分为

水驱、聚驱和三元复合驱油井, 对于不同驱油方式