CN107358042B - 用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法 - Google Patents

用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，该方法包括：根据油管压力、油管内混合流体密度、泵挂深度和流体在油管内的摩阻，计算得到抽油泵出口压力；根据套管压力、油套环空内稀油密度、泵挂深度和动液面深度，计算得到抽油泵吸入口压力；依据抽油泵出口压力和抽油泵吸入口压力，计算得到抽油泵出入口压差；利用抽油泵出入口压差和油管内混合流体密度，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效扬程。本发明提供的技术方案充分考虑了油套环空内稀油密度与油管内混合流体密度的不同对系统效率的影响以及流体在油管内的摩阻对系统效率的影响，能够准确地对稠油掺稀抽油机井系统效率进行计算。

Description

用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法。
背景技术
塔河油田为非均质性极强的奥陶系缝洞型碳酸盐岩，由于油稠采用套管掺入稀油的降黏方式进行开采。随着油藏能量下降，抽油机举升方式所占比例逐年上升。由于现有技术中并没有可适用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，因此一般采用行业标准《油田生产系统能耗测试和计算方法》来评价稠油掺稀抽油机井系统效率。然而利用该行业标准对稠油掺稀抽油机井的系统效率进行计算时，既没有考虑到油套环空内稀油密度与油管内混合流体密度的不同对系统效率的影响，也没有考虑到流体在油管内的摩阻对系统效率的影响，导致现有的计算方法存在着系统效率计算不准确的问题，不能有效地反映稠油掺稀抽油机井实际的系统效率。
发明内容
本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，用于解决现有技术中系统效率计算不准确、不能有效地反映稠油掺稀抽油机井实际的系统效率的问题。
本发明提供了一种用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，该方法包括：
根据油管压力、油管内混合流体密度、泵挂深度和流体在油管内的摩阻，计算得到抽油泵出口压力；
根据套管压力、油套环空内稀油密度、泵挂深度和动液面深度，计算得到抽油泵吸入口压力；
依据抽油泵出口压力和抽油泵吸入口压力，计算得到抽油泵出入口压差；
利用抽油泵出入口压差和油管内混合流体密度，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效扬程。
进一步地，利用如下公式计算抽油泵出口压力：
Ppump2＝pt+ρLgLp×10-6+pf
其中，Ppump2为抽油泵出口压力，单位为MPa；pt为油管压力，单位为MPa；ρL为油管内混合流体密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；Lp为泵挂深度，单位为m；pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa。
进一步地，利用如下公式计算流体在油管内的摩阻：
Figure BDA0001345562740000021
其中，pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa；n为油管的段数；μLi为第i段油管内流体的平均黏度，单位为Pa·s；νLi为第i段油管内流体的流速，单位为m/s；Li为第i段油管的长度，单位为m；Di为第i段油管的当量直径，单位为m。
进一步地，利用如下公式计算抽油泵吸入口压力：
Ppump1＝pc+ρXg(Lp-Lf)×10-6
其中，Ppump1为抽油泵吸入口压力，单位为MPa；pc为套管压力，单位为MPa；ρX为油套环空内稀油密度，单位为kg/m3；Lf为动液面深度，单位为m。
进一步地，利用如下公式计算稠油掺稀抽油机井的有效扬程：
Figure BDA0001345562740000022
其中，H为稠油掺稀抽油机井的有效扬程，单位为m；ΔPpump2-1为抽油泵出入口压差，单位为MPa。
进一步地，该方法还包括：
利用泵抽产液量、油管内混合流体密度和有效扬程，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效功率。
进一步地，利用如下公式计算稠油掺稀抽油机井的有效功率：
Figure BDA0001345562740000031
其中，P为稠油掺稀抽油机井的有效功率，单位为kW；Q为泵抽产液量，单位为m3/d；Q1为地层产液量，单位为m3/d；Q2为掺稀量，单位为m3/d。
本发明提供的技术方案充分考虑了油套环空内稀油密度与油管内混合流体密度的不同对系统效率的影响以及流体在油管内的摩阻对系统效率的影响，能够准确地对稠油掺稀抽油机井系统效率进行计算，所得到的计算结果能够有效地反映稠油掺稀抽油机井实际的系统效率；另外，基于利用本方法得到的计算结果，还有助于得到提高系统效率的技术改进措施，节约采油成本。
附图说明
图1示出了本发明提供的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了本发明提供的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法实施例的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S100，根据油管压力、油管内混合流体密度、泵挂深度和流体在油管内的摩阻，计算得到抽油泵出口压力。
具体地，利用如下公式(1)计算抽油泵出口压力：
Ppump2＝pt+ρLgLp×10-6+pf 公式(1)
其中，Ppump2为抽油泵出口压力，单位为MPa；pt为油管压力，单位为MPa；ρL为油管内混合流体密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；Lp为泵挂深度，单位为m；pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa。
具体地，利用如下公式(2)计算流体在油管内的摩阻：
Figure BDA0001345562740000041
其中，pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa；n为油管的段数；μLi为第i段油管内流体的平均黏度，单位为Pa·s；νLi为第i段油管内流体的流速，单位为m/s；Li为第i段油管的长度，单位为m；Di为第i段油管的当量直径，单位为m。
步骤S101，根据套管压力、油套环空内稀油密度、泵挂深度和动液面深度，计算得到抽油泵吸入口压力。
具体地，利用如下公式(3)计算抽油泵吸入口压力：
Ppump1＝pc+ρXg(Lp-Lf)×10-6 公式(3)
其中，Ppump1为抽油泵吸入口压力，单位为MPa；pc为套管压力，单位为MPa；ρX为油套环空内稀油密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；Lp为泵挂深度，单位为m；Lf为动液面深度，单位为m。
步骤S102，依据抽油泵出口压力和抽油泵吸入口压力，计算得到抽油泵出入口压差。
其中，将计算得到的抽油泵出口压力减去抽油泵吸入口压力，所得到的差即为抽油泵出入口压差。
步骤S103，利用抽油泵出入口压差和油管内混合流体密度，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效扬程。
具体地，利用如下公式(4)计算稠油掺稀抽油机井的有效扬程：
Figure BDA0001345562740000042
其中，H为稠油掺稀抽油机井的有效扬程，单位为m；ΔPpump2-1为抽油泵出入口压差，单位为MPa；Ppump2为抽油泵出口压力，单位为MPa；Ppump1为抽油泵吸入口压力，单位为MPa；pt为油管压力，单位为MPa；pc为套管压力，单位为MPa；ρL为油管内混合流体密度，单位为kg/m3；ρX为油套环空内稀油密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；Lp为泵挂深度，单位为m；Lf为动液面深度，单位为m；pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa。
步骤S104，利用泵抽产液量、油管内混合流体密度和有效扬程，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效功率。
具体地，利用如下公式(5)计算稠油掺稀抽油机井的有效功率：
Figure BDA0001345562740000051
其中，P为稠油掺稀抽油机井的有效功率，单位为kW；Q为泵抽产液量，单位为m3/d；Q1为地层产液量，单位为m3/d；Q2为掺稀量，单位为m3/d；ρL为油管内混合流体密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；H为稠油掺稀抽油机井的有效扬程，单位为m；ΔPpump2-1为抽油泵出入口压差，单位为MPa；Ppump2为抽油泵出口压力，单位为MPa；Ppump1为抽油泵吸入口压力，单位为MPa。
在具体应用中，在利用本方法得到的计算结果的基础上，通过节点分析方法能够找出影响稠油掺稀抽油机井系统效率的主要影响因素，有助于得到提高系统效率的技术改进措施，例如，得到将电源接法由Δ接改为Y接、应用变频柜、浅提泵挂、应用螺杆泵等技术改进措施来对系统效率进行优化；另外，还有助于延长油井检泵周期，很大程度上节约了采油成本。
本发明实施例提供的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法在计算系统效率时充分考虑了油套环空内稀油密度与油管内混合流体密度的不同对系统效率的影响以及流体在油管内的摩阻对系统效率的影响。利用本方法能够准确地对稠油掺稀抽油机井系统效率进行计算，所得到的计算结果能够有效地反映稠油掺稀抽油机井实际的系统效率；另外，基于利用本方法得到的计算结果，还有助于得到提高系统效率的技术改进措施，节约采油成本。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，其特征在于，所述方法包括：
根据油管压力、油管内混合流体密度、泵挂深度和流体在油管内的摩阻，计算得到抽油泵出口压力；
根据套管压力、油套环空内稀油密度、泵挂深度和动液面深度，计算得到抽油泵吸入口压力；
依据所述抽油泵出口压力和所述抽油泵吸入口压力，计算得到抽油泵出入口压差；
利用所述抽油泵出入口压差和所述油管内混合流体密度，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效扬程；
其中，利用如下公式计算所述抽油泵出口压力：
Ppump2＝pt+ρLgLp×10-6+pf
其中，Ppump2为抽油泵出口压力，单位为MPa；pt为油管压力，单位为MPa；ρL为油管内混合流体密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；Lp为泵挂深度，单位为m；pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa。
2.根据权利要求1所述的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，其特征在于，利用如下公式计算所述流体在油管内的摩阻：
Figure FDA0002617604410000011
其中，pf为流体在油管内的摩阻，单位为MPa；n为油管的段数；μLi为第i段油管内流体的平均黏度，单位为Pa·s；νLi为第i段油管内流体的流速，单位为m/s；Li为第i段油管的长度，单位为m；Di为第i段油管的当量直径，单位为m。
3.根据权利要求1所述的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，其特征在于，利用如下公式计算所述抽油泵吸入口压力：
Ppump1＝pc+ρXg(Lp-Lf)×10-6
其中，Ppump1为抽油泵吸入口压力，单位为MPa；pc为套管压力，单位为MPa；ρX为油套环空内稀油密度，单位为kg/m3；Lf为动液面深度，单位为m。
4.根据权利要求3所述的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，其特征在于，利用如下公式计算所述稠油掺稀抽油机井的有效扬程：
Figure FDA0002617604410000021
其中，H为稠油掺稀抽油机井的有效扬程，单位为m；ΔPpump2-1为抽油泵出入口压差，单位为MPa。
5.根据权利要求4所述的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用泵抽产液量、所述油管内混合流体密度和所述有效扬程，计算得到稠油掺稀抽油机井的有效功率。
6.根据权利要求5所述的用于稠油掺稀抽油机井系统效率的计算方法，其特征在于，利用如下公式计算所述稠油掺稀抽油机井的有效功率：
Figure FDA0002617604410000022
其中，P为稠油掺稀抽油机井的有效功率，单位为kW；Q为泵抽产液量，单位为m3/d；Q1为地层产液量，单位为m3/d；Q2为掺稀量，单位为m3/d。
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