低渗透油田定向井有杆抽油系统效率分析研究

论文摘要

在国内外的机械采油方式中,有杆抽油是一直占绝对主导地位的人工举升方式。由于低渗透油田渗透率低、产液量小,加之定向井井眼轨迹中井斜角和方位角的存在,应用于低渗透油田定向井的有杆抽油系统效率普遍较低,如何提高系统效率是本文研究的重点。本文在对有杆抽油系统各部分效率的数学模型分析研究的基础上,给出了适用于低渗透油田定向井有杆抽油系统的效率分析模型；进行了有杆抽油系统优化设计对效率的改善研究和定向井中抽油杆扶正器分布对系统效率影响研究,得出了以系统效率最大为目标函数的低渗透油田定向井有杆抽油系统优化设计模型；并根据延长低渗透油田定向井有杆抽油系统的实际生产情况,编制了“低渗透油田定向井有杆抽油系统效率分析优化软件”；对延长油田甘谷驿采油厂唐114井区定向井有杆抽油系统进行了优化设计、现场优化调参、试验数据采集、对比分析研究等。应用效果表明,有杆抽油系统总效率优化前后平均提高了4.8%,平均节电率达到44.5%,节电效果非常明显,可在低渗透油田定向井推广使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 有杆抽油系统技术装备的发展现状与趋势
• 1.2.2 有杆抽油系统效率分析优化方法的发展现状与趋势
• 1.3 本文主要研究工作
• 第二章 有杆抽油系统各部分效率分析
• 2.1 有杆抽油系统效率概述
• 2.2 地面部分效率分析
• 2.2.1 电动机效率分析
• 2.2.2 皮带和减速箱效率分析
• 2.2.3 四连杆机构效率分析
• 2.3 井下部分效率分析
• 2.3.1 盘根盒效率分析
• 2.3.2 抽油杆效率分析
• 2.3.3 抽油泵效率分析
• 2.3.4 井下管柱效率分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 有杆抽油系统优化设计对效率的改善研究
• 3.1 优化设计流程
• 3.2 油井基本参数
• 3.3 低渗透油田产能预测
• 3.4 下泵深度设计
• 3.4.1 计算井筒多相管流压力梯度的Beggs-Brill方法
• 3.4.2 确定抽油泵充满系数与沉没压力
• 3.5 抽油机型号和抽汲参数选择
• 3.5.1 初选抽油机型号
• 3.5.2 初选抽汲参数
• 3.5.3 抽汲参数优选
• 3.6 光杆最大最小载荷分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 定向井中抽油杆对系统效率影响研究
• 4.1 定向井井眼轨迹可视化模拟
• 4.1.1 定向井井眼轨迹参数
• 4.1.2 定向井井眼坐标数学模型
• 4.1.3 定向井井眼轨迹可视化模拟实例
• 4.2 抽油杆与油管摩擦的功率损失
• 4.3 杆柱组合设计
• 4.3.1 抽油杆强度计算
• 4.3.2 杆柱组合设计方法
• 4.4 抽油杆扶正器合理布置设计
• 4.4.1 力学模型分析
• 4.4.2 扶正器间距合理布置研究
• 4.4.3 定向井扶正器布置计算机编程方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 软件设计实现及现场应用实例
• 5.1 软件概况
• 5.1.1 软件背景和计算机系统要求
• 5.1.2 软件流程与组成结构
• 5.2 软件运行测试
• 5.3 软件运行结果分析
• 5.4 现场应用实例
• 5.4.1 油井数据读取
• 5.4.2 优化前后系统效率对比分析
• 5.4.3 试验结论
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要