中国石油大学采油工程课程设计.docx

1、中国石油大学采油工程课程设计采油工程课程设计姓名：魏征编号：19班级：石工11-14班指导老师：张黎明日期：2014年12月25号3.1完井工程设计 23.1.1油层及油井数据 23.1.2射孔参数设计优化 23.1.3计算油井产量 33.1.4生产管柱尺寸选择 33.1.5射孔负压设计 33.1.6射孔投资成本计算 43.2有杆泵抽油系统设计 53.2.1基础数据 53.2.2绘制IPR曲线 53.2.3根据配产量确定井底流压 73.2.4井筒压力分布计算 73.2.5确定动液面的深度 213.2.6抽油杆柱设计 243.2.7校核抽油机 253.2.8计算泵效，产量以及举升效率 263.3

2、防砂工艺设计 313.3.1防砂工艺选择 323.3.2地层砂粒度分析方法 323.3.3 砾石尺寸选择方法 333.3.4支持砾石层的机械筛管规格及缝宽设计。 333.3.5管外地层充填砾石量估算。 333.3.6管内充填砾石量估算 333.3.7携砂液用量及施工时间估算 343.3.8防砂工艺方案施工参数设计表 343.4总结 353.1完井工程设计3.1.1油层及油井数据表3-1油层及油井相关系数井筒半径10.0cm边界半径150cm井底压力6.5Mpa边界压力16.5Mpa油层有效厚度10m0.5污染厚度25cm污染程度0.3压实厚度10mm压实度0.1表3-2所对应的相关参数序号射孔

3、枪孔相位角井深地温地层压力19732412028009529Mpa表3-3射孔枪弹的性能参数及成本价格枪型孔径/mm孔深/mm弹价/元每孔枪施工价/元每孔73枪，弹10200131700其它相关参数：渗透率0.027 ，有效孔隙度0.13，泥岩声波时差为3.30 ，原油粘度8.7Mpa/s,原油相对密度为0.8，体积系数为1.15。3.1.2射孔参数设计优化（1）计算射孔表皮系数和产能比根据石油工程综合设计书中图3-1-10和图3-1-11得=2.1，=22，=0.34。（2）计算，a)PR1=-0.1+0.0008213PA+0.0093DEN+0.01994PD+0.00428PHA-0.

4、001427+0.20232-0.1147CZH+0.5592ZC-0.0000214PHA2 =0.59248b)PR1=,得=5.03018c)因为S1=Sdp+Sp,所以Sdp=S1-Sp=5.03018-2.1=2.93018d)因为St=Sdp+Sp+Sd,所以Sd=St-Sdp-Sp=22-2.93018-2.1=16.969823.1.3计算油井产量q理论=231.73cm3/s=20.02m3/d q实际=q理论*PR=20.02*0.34=6.81m3/d3.1.4生产管柱尺寸选择(1)高含水期的日产液量QLQL=q实际/(1-fw)=6.81/(1-85%)=45.37m3

5、/d(2)泵的理论排量及泵类型的选择QtL=QL/=45.37/0.6=75.62m3/d采用常规管式泵，选择理论排量，按照冲次10每分钟，冲程为2米，充满系数为1进行计算。QtL=1440fp*s*n=得D=0.057m=57.82mm查表3-1-1.所以选用70mm管式泵，油管外径88.9mm,套管尺寸为。3.1.5射孔负压设计（1）利用美国conoco公司计算方法a)最小有效负压差值的确定=6.414Mpab)最大有效压值的确定=10.952Mpac)射孔有校负压差的确定因为，同时不考虑产层出砂，所以=0.2*6.414+0.8*10.952=10.00Mpa3.1.6射孔投资成本计算Y

6、=1700*10+13*24*10=20120元将计算结果汇总，如下表3-4所示表3-4完井设计汇总表序号PRStSpPR1S1SdpSdq理论190.34222.10.592485.030182.9301816.9698220.02m3/dq实际fwDpDtDc6.8068m3/d85%60%70mm88.9mm10.9526.41410.0443.2有杆泵抽油系统设计3.2.1基础数据A.地层中深：2800m，油层温度：95，油层压力：28Mpa;B.油管外径：139mm,套管内径：124mm，油管外径：89mm，油管内径：76mm;C.地表恒温层温度：16，原油密度：850kg/m，水密

7、度：1g/cm3,气体相对密度：0.65;D.原油饱和压力：3Mpa,体积含水率：40%;E.井口套压：1.2Mpa，井口油压：1Mpa，生产气油比：20m3/m3;F.原产液量：30t/d，原生产压差：6Mpa;G.抽油机型号：CYJ12-4.8-70HB，可造冲程：4.8m、4.2m、3.6m，可造冲次：2/min、3/min、4/min、5/min、6/min;H.可选泵径：44mm、56mm，可选杆：19mm、22mm、25mm;I.杆级别：D级，杆强度：810Mpa;J.电机额定功率：37kw,最小沉没压力：2.5Mpa。3.2.2绘制IPR曲线1)已知测绘点井底流压，Pb=3Mpa

8、,fw=40%,qtest=30t/d.a.采油指数J1的计算因为PwftestPb所以b.最大总产量qtmax则质量含水率=0.44所以CD= =0.11886=133.998t/d2）已知产量qt,计算井底流压取qt=130t/d,则qbqtqmax=1.892Mpa所以 =1.9395Mpa利用四点法绘制IPR曲线，四点分别为（0,28）、（125,3）（130,1.9395）、（133.998,0）IPR曲线如下图所示图3-1IPR曲线3.2.3根据配产量确定井底流压配产量50t/dqb=125t/d则3.2.4井筒压力分布计算（1）第一段由井底流压Pwf向上计算到熔点压力处（按深度增

9、量迭代）地面混合液的密度： =910kg/m3估计井底至泡点压力深度:泡点压力处井的深度L=2800-1682=1118m1）井筒温度场计算=69.16所以该井段平均温度为该井段的平均压力为2）计算此段流体的物性参数a.原油体积系数的计算该段井筒中的压力高于泡点压力，所以没有气体析出，则溶解气油比为，=0.65，=0.85。=322.88=1.1024b.原油密度 =785.27kg/m3 c.油水混合物密度 =871.16kg/m3d.粘度计算i.原油粘度：=34.971pa*sZ=3.0324-0.02023=3.0324-0.02023*34.471=2.325=0.5044 死油的粘度

10、：活油的粘度：=0.6786=0.828ii.水的粘度iii.混合液的粘度3）计算压力梯度液体的质量流量 雷诺数：=6527.7绝对粗糙度：则摩擦阻力系数：所以垂直管段的压力梯度：=8528pa/m所以。相对误差，符合要求。则泡点压力深度：。（2）第二段从泡点压力Pb=3Mpa到泵吸入压力Pin=2.5Mpa,进行计算由此可以估算下泵深度。泡点压力处井的深度：L=2800-1682=1118m1）井筒温度场计算=62.52所以该井段平均温度为该井段的平均压力为2）计算此段流体的物性参数a.溶解气油比泡点压力系数=0.4250.7=0.15所以所以b.原油体积系数的计算=251.87=1.070

11、2c.原油密度 =807.14kg/m3 d.油水混合物密度 =883.82kg/m3e.粘度计算i.原油粘度：Z=3.0324-0.02023=3.0324-0.02023*34.471=2.325=0.6538 死油的粘度：活油的粘度：=0.7554=0.8765ii.水的粘度iii.混合液的粘度f.表面张力的计算i.油，天然气的表面张力=0.0199N/mii.水，天然气的表面张力=0.0688 N/m=0.0501 N/m=0.062 N/miii.油水混合物和天然气的表面张力g.天然气压缩因子的计算因为Rg0.7.则=207.0355压缩因子的初始值设为1，即z0=1 =0.958所

12、以可以得到所以。h.天然气密度i.天然气的粘度=5.3143=123.8842因此=0.0127mpa.s3）计算压力梯度a.气体的体积流量=28t/db.气体的质量流量C. 液体的体积流量=d.液体的质量流量=0.5826kg/se.总体积流量f.总质量流量=0.5847kg/sg.判断流型所以该段流动型态为泡流。h.有关泡流的计算由实验可得泡状流的滑脱速度的平均值为0.244m/s通常取。气相存容比：=0.0297液相真实速度：=0.0565m/s平均密度：雷诺数：=3998.14相对粗糙度：则摩擦阻力系数：则摩擦压力损失：=0.454pa/m=8674.2pa/m则=57.6m相对误差，符合要求。地下泵深度：（3）第三段由井口油压pt=1Mpa向下计算出泵的排出口压力设，初选油管直径89mm,内径76mm，抽油杆19mm，利用压力增量迭代。1）井筒温度场计算L=983.5m=65.92所以该井段平均温度为该井段的平均压力为2）计算此段流体的物性参数a.溶解气油比泡点压力系数=0.382因为0.73.448所以所以所以取，则该段不出气。b.原油体积系数的计算=257.44=1.0723c.原油密度 =807.34kg/m3 d.油水混合物密度 =884.34kg/m3e.粘度计算i.原油