低渗透油田节能型抽油机选型方法研究(最终版)

东北石油大学成人教育学院石油工程毕业论文摘要目前，我国大多数油田已相继进入了开发的中后期，油井逐渐丧失自喷能力，基本上已从自喷转入机采。大庆油田自1981年至2006年底,全油田的抽油机井数达到3万多口，占油田采油井总数的90%，其能耗占油田总能耗的1/3左右,是油田主要耗能设备，对整个油田综合开发效益影响较大。为了实现油田可持续发展的战略目标，降低开采成本，提高油田开发的经济效益，抽油机节能问题已日益引起人们的重视。国内的许多生产厂家正在不断地应用各种新技术，实现抽油机节能的目的，已经有一大批新型的抽油机相继投入油田开采。随着油田的进一步开发，各种新型节能抽油机将会得到更加广泛地推广和应用。本文根据大庆长垣外围油田的地质特点和开发动态实际，基于低渗透油藏的渗流特点，研究了采油井合理的流动压力界限及产量预测模型在低渗透油藏上的应用；系统阐述了双驴头游梁式抽油机的动力学特性、悬点载荷及扭矩的变化规律，并对其进行了悬点载荷和扭矩的预测。根据预测结果表明，符合现场使用要求，在节能方面具有十分显著的优点；将抽油机基本参数与油田实际应用相结合进行研究，以便于满足现场应用的需要。关键词：低渗透油田；节能抽油机；双驴头游梁式抽油机东北石油大学成人教育学院石油工程毕业论文AbstractAtpresent,mostoftheoilfieldsinourcountryhavesuccessivelyenteredthemiddleandlatedevelopmentperiod,andthentheoilwellshavelosttheflowingabilityonebyoneandbasicallyshiftedtothemechanicaloilproductionfromtheflowing.From1981to2006thenumberofrodpumpedwellsoftheDaqingoilfieldamountedtooverthirtythousand,whichheldninetypercentoftotalproductionwellsandonethirdoftotalenergyconsumptionmoreorless,andwasthemaindeviceofenergyconsumptionwithagreaterinfluenceupontheoveralldevelopmentbenefitinoilfield.Inordertoachievethestrategictargetofthesustainabledevelopmentinoilfield,decreaseliftingcostandraisetheeconomicbenefitofoilfielddevelopment,theenergysavingproblemofpumpingunithasalreadyarousedpeople'shighopinionincreasingly.Manyproducersinourcountryarecontinuouslyapplyingvariousnewtechnologiestoachievetheenergysavingaimofpumpingunitandmanynewpumpingunitshavealreadybeenusedsuccessivelyinoilfield'sproduction.Withthefurtherdevelopmentinoilfieldallkindsofnewenergysavingpumpingunitswillbepopularizedandappliedmorewidely.Thepaper,accordingtothegeologicalfeaturesandproductionperformanceoftheDaqingperipherydevelopedoilfields,studiesthereasonableflowingpressureboundaryandtheuseofoutputpredictionmodelsinlowpermeabilityreservoirsbasingonthecharacteristicoflowpermeabilityreservoirs.Italsoelaboratesthekineticpropertiesandthechangedhistoryofthehangerloadandtorqueaboutdualhorseheadpumpingunitsystematicallyandmakesforecastsofthehangerloadandtorque.Accordingtotheforecasts,theyaccordwiththerequirementsoffieldusewiththenotableadvantagesinenergysaving.Thebasicparametersofpumpingunitandthepracticaluseinoilfieldareassociatedlystudiedtosatisfytherequirementsoffielduse.Keywords:lowpermeabilityoilfields；energysavingpumpingunit；dualhorseheadpumpingunit东北石油大学成人教育学院石油工程毕业论文I目录前言.............................................................1第1章低渗透油田产量预测及产液变化规律研究.........................21.1中、高渗透油田油井IPR曲线.................................31.2低渗、特低渗透油田油井IPR曲线.............................81.3考虑启动压力影响的产量预测模型............................13第2章常用节能抽油机悬点载荷及其扭矩变化规律研究..................172.1双驴头游梁式抽油机运动动力学特性分析......................192.2双驴头游梁式抽油机悬点载荷................................232.3双驴头游梁式抽油机扭矩变化规律............................262.4双驴头游梁式抽油机悬点载荷、扭矩变化的预测................29第3章常用节能抽油机基本参数的应用研究............................323.1抽油机悬点载荷、扭矩及电机功率随含水率的变化规律..........323.2初期装机载荷、扭矩利用率上限及装机功率下限研究............353.3悬点载荷的修正............................................403.4定向井抽油机悬点载荷计算问题探讨..........................41第4章低渗透油田节能有杆泵抽油机井参数设计及选型方法..............43结论..........................................................49参考文献..........................................................50致谢..........................................................54东北石油大学成人教育学院石油工程毕业论文1前言游梁式抽油机结构简单，适应性强，维护和操作方便，能够在无人监视和恶劣的环境中工作，数十年来在机械采油中一直占有主要地位。但是由于常规型游梁式抽油机的结构特征，决定了它平衡效果差、曲柄净扭矩波动大、负扭矩存在、载荷效率低、工作效率低和能耗大等缺点。我国油田正在使用的常规型游梁式抽油机系统效率较低，只有16%～23%，先进的地区至今也不到30%。美国的常规型抽油机系统效率较高，但也仅为46%。在采油成本中，抽油机电费占30%左右，年耗电量占油田总耗电量20%～30%为油田电耗的第二位，仅次于注水。抽油机节能是全世界石油工作者关注的问题，对于我国来讲，节能具有重大的意义。我国目前有8万多口抽油机井，其能耗占油田总能耗的三分之一左右。每年机械采油耗电量达40～50×108kw﹒h，这是一个相当大的数字。这在客观上要求我国应该大力发展和推广应用各种节能抽油机，加速开发新型节能抽油机，并且加强对常规抽油机的节能改造[1]。目前,大庆油田已有抽油机井3万多口，占油田机采井总数的90%左右，抽油机井年耗电占油田生产总用电量的1/3左右，年维修费用占总操作成本的2%左右，可见抽油机仍是目前油田的主要举升设备，也是主要的耗能设备，对整个油田综合开发效益影响较大。为了实现油田可持续发展的战略目标，降低开采成本，提高油田开发的经济效益。这就客观上要求我们应大力发展和推广应用各种节能抽油机，加速开发新型节能抽油机，并且加强对常规抽油机的节能改造，降低抽油机型号和装机功率，达到节能增效的目的。近几年，随着稳油控水和节能的要求不断提高，各种型式的节能型抽油机和长冲程抽油机的数量不断增加。节能抽油机在各油田的生产中有着举足轻重的地位，并且随着油田的进一步开发，各种新型节能抽油机将会得到广泛地推广和应用。因此，我们有必要对常用节能抽油机进行研究。东北石油大学成人教育学院石油工程毕业论文2第1章低渗透油田产量预测及产液变化规律研究随着我国经济的快速发展，我国对石油的需求量也越来越大，但我国自己生产的石油并不能满足国民经济发展的需要，中国石油在未来的经济发展中将出现一个无法自给的石油缺口。而在我国近期探明的原油地质储量中，低渗透储量所占的比例明显增大。据初步统计，至2001年底，中国石油集团公司共探明原油地质储量145.4×l08t，其中低渗透储量约44×l08t，约占30.26%；已动用储量110×l08t，其中低渗透储量约21×l08t，约占19.09%；探明未动用储量35.4×l08t，其中低渗透储量约22×l08t，约占62.15%。在探明储量和累积探明未动用储量中，低渗透储量都占主要部分[1]。从目前低渗透油田开发状况看，大量探明的低渗透资源难以动用，已动用的开发状况又不理想。开采速度一般在1%以下，采收率在20%左右。所以，如何动用和开发好低渗透油田，是摆在我们面前一个十分紧迫而重要的任务。产量变化规律在油田开发中具有重要的地位，它是油田开发效果评价、油田开发规划、油田开发方案设计与调整的重要依据。针对不同类型油田和油井生产特点，利用现有的动态资料，应用各种方法从各个角度分析研究已开发油田、油井的产量变化规律，对于指导未来油田的开发具有重要的现实意义[2][3]。大庆外围油田为低渗、低产、低丰度的“三低”油藏，属于注水开发难度大，经济效益较差的边际油田。随着外围油田注水开发的不断深入，外围“三低”油藏一些固有矛盾和问题逐渐暴露出来：剩余油分布零散，含水上升快，产量递减快，注水受效差，采油速度低，不能有效驱动。为了经济、合理、有效地开发好低渗透油田，对其水驱特征和产量变化进行分析是十分必要的。由于低渗透油藏存在启动压力，在进行分析时考虑了启动压力梯度的影响。根据大庆长垣外围油田的地质特点和开发动态实际，以油藏地质为基础，基于低渗透油气藏的渗流特点，比较系统地研究了低渗透油藏产量变化规律，结果表明，预测结果是合理的，为大庆外围油田开发方案的编制、注采系统调整提供了依据[4][5]。近年来，越来越多的稳定试井资料证实，注水保持压力开发的油田，当井底流动压力低于饱和压力以后，由于井底附近油层中渗流条件发生了变化，指示曲东北石油