CN111008775B - 基于矿场不同构成的有用功简化计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，该基于矿场不同构成的有用功简化计算方法包括：步骤1，确定机采有用功的黑箱计算模型；步骤2，确定老区有用功模型计算参数；步骤3，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数；步骤4，确定新区有用功模型计算参数；步骤5，确定不同液量构成下有用功。该基于矿场不同构成的有用功简化计算方法解决了笼统进行能耗测算中无法进行有用功测算的问题，充分考虑了不同液量构成条件下有用功计算方法的差异，提高了机采系统有用功计算的准确性和简便性，为油田能耗优化管控提供了可靠的依据和简便可行的方法。

Description

基于矿场不同构成的有用功简化计算方法

技术领域

本发明涉及油田生产系统能耗领域，特别是涉及到一种基于矿场不同构成的有用功简化计算方法。

背景技术

石油石化企业作为能量密集的高耗能企业,而机采系统作为油田生产的重点系统，随着油田开发逐步进入特高含水阶段，开发难度不断增加以及耗能设备应用规模不断加大，机采系统耗电量逐年增大，机采能耗在成本中所占比重越来越大，使吨液成本增加。随着生产技术水平的日益提高和发展，石油石化企业需要借助信息化手段实现用能的优化管理，实现节能减排。目前，许多国际石油公司已将能耗优化管控系统逐步应用于能源管控和用能优化，有效提高了能源利用效率和能源管理水平。为了加强能耗的优化管控，需要对机采系统的能耗进行分析测算,而有用功是机采系统中用于液体举升所消耗的能量，是能耗测算环节中最重要的环节。

在机采系统能耗测算方面，目前方法一般是根据油田或采油厂吨液能耗和液量规模进行测算，或者逐井进行测试。前种方法虽然所需参数少、操作简单，但是该方法直接测算机采系统能耗，不能对系统有用功进行测算；如果进行逐井测试，计算有用功并测算能耗，不仅参数获取困难，而且工作量庞大。因此亟需一种简便有效、精度高的有用功计算方法，为此我们发明了一种新的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于油田机采系统能耗测算过程中，有用功的简化计算，促进油田能耗的测算的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，该基于矿场不同构成的有用功简化计算方法包括：步骤1，确定机采有用功的黑箱计算模型；步骤2，确定老区有用功模型计算参数；步骤3，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数；步骤4，确定新区有用功模型计算参数；步骤5，确定不同液量构成下有用功。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，根据单井有用功计算方法，将整个油田的机采系统模拟成一口油井，分别考虑老区、产液结构调整老区和新区不同构成，计算该油田的机采有用功。

在步骤1中，建立的机采有用功的黑箱计算模型为：

P＝C*Q*H′*ρ (1)

其中：P表示油田机采系统有用功,10⁴kWh，C为常数,Q表示产液量，10⁴t/d，H’表示平均扬程,m，ρ表示混合液密度,g/cm³。

在步骤2中，对于老区，在油田未做大规模产液结构调整或变化很小的条件下，假设下一年油田的平均扬程不变，则根据上一年有用功、混合液密度和产液量，计算出平均扬程。

在步骤2中，以上一年有用功测试数据计算油田机采系统平均扬程：

P₁＝C*Q₁*H*ρ (3)

其中：P表示上一年油田机采系统有用功,10⁴kWh，C为常数,Q表示上一年产液量，t/d，H’表示平均扬程,m，ρ表示混合液密度,g/cm³。P₁表示油田老区机采系统有用功,10⁴kWh，Q₁表示老区产液量，10⁴t/d。

在步骤3中，对于进行了产液结构调整的老区，根据产液结构变化的液量规模和扬程，计算平均扬程，需要的参数有老区平均扬程、老区产液量、调整区平均扬程、调整区产液量。

在步骤3中，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数，即：

P₂＝C*Q₂*H′*ρ (5)

其中：H’表示平均扬程,m，P’表示上一年产液结构调整区域机采有用功,10⁴kWh，C为常数,Q’表示上一年产液结构调整区域产液量，10⁴t/d，P₂表示油田产液结构调整区域机采系统有用功,10⁴kWh，Q₂表示产液结构调整区域产液量，10⁴t/d，ρ表示混合液密度,g/cm³。

在步骤4中，对于新建产能区块，根据方案设计的开发参数和生产工艺参数，计算平均扬程，需要的参数有新区油井动液面、泵挂深度、油压、套压、混合液密度、原油密度。

在步骤4中，确定新区有用功模型计算参数，即：

P₃＝C*Q₃*H*ρ (6)

其中：H’表示平均扬程,m，H_d表示动液面,m，p₀表示油压，MPa，p_t表示套压，MPa，ρ表示混合液密度,g/cm³，H_x表示泵挂深度面,m，ρ表示原油密度,P₃表示新区机采有用功,10⁴kWh，C为常数,Q₃表示新区产液量，10⁴t/d。

在步骤5中，根据油田的液量构成，及不同构成下有用功计算参数，确立油田机采系统有用功：

P＝P₁+P₂+P₃ (7)

其中：P表示油田机采系统有用功,10⁴kWh，P₁表示油田未进行产液调整老区有用功,10⁴kWh，P₂表示油田产液调整区域有用功,10⁴kWh，P₃表示油田新区有用功,10⁴kWh。

本发明中的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，按照构成法测算有用功，一方面考虑液量规模、构成及含水等参数对机采系统能耗的有用功进行测算，提高了能耗测算过程的准确性，另一方面，分液量构成能够更加快速简便的测算有用功。本发明解决了笼统进行能耗测算中无法进行有用功测算的问题，充分考虑了不同液量构成条件下有用功计算方法的差异，提高了机采系统有用功计算的准确性和简便性，为油田能耗优化管控提供了可靠的依据和简便可行的方法。

附图说明

图1为本发明的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

本发明的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法包括了以下步骤：

步骤1，确定机采有用功的黑箱计算模型。根据单井有用功计算方法，将整个油田的机采系统模拟成一口油井，分别考虑老区、产液结构调整老区和新区不同构成，计算该油田的机采有用功。

步骤2，确定老区有用功模型计算参数。对于老区，在油田未做大规模产液结构调整或变化很小的条件下，假设下一年油田的平均扬程不变，则根据上一年有用功、混合液密度和产液量，可计算出平均扬程。根据有用功计算公式，需要的参数有上年系统有用功、产液量、含水等。

步骤3，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数。对于进行了产液结构调整的老区，根据产液结构变化的液量规模和扬程，计算平均扬程。需要的参数有老区平均扬程、老区产液量、调整区平均扬程、调整区产液量等。

步骤4，确定新区有用功模型计算参数。对于新建产能区块，根据方案设计的开发参数和生产工艺参数，计算平均扬程。需要的参数有新区油井动液面、泵挂深度、油压、套压、混合液密度、原油密度等参数。

步骤5，确定不同液量构成下有用功。根据油田的液量构成，及不同构成下有用功计算参数，确立油田机采系统有用功。

在应用本发明的一具体实施例中，以某油田的机采系统有用功测算为例说明方法的计算过程。根据该油田2017年机采系统有用功测试数据为基础，对2018年机采系统有用功进行分构成测算。

表1 某油田产能建设项目基本情况

采用原有方法，即吨液单耗法，只根据吨液单耗和产液量，测算总能耗，不对有用功进行计算。

在本发明中，采用基于矿场不同构成的有用功简化计算方法。如图1所示，图1为本发明的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法的结构图。

首先，按照步骤101建立该油田机采系统有用功的黑箱计算模型。即：

P＝C*Q*H′*ρ (1)

其中：P表示油田机采系统有用功,10⁴kWh，C为常数,C＝0.01134，H’表示平均扬程,m，ρ表示混合液密度,g/cm³。

按照步骤103，以2017年有用功测试数据计算油田机采系统平均扬程。即：

P₁-C*Q₁*H′*ρ (3)

按照步骤105，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数。即：

P₂-C*Q₂*H′*ρ (4)

按照步骤107，确定新区有用功模型计算参数。即

P₃-C*Q₃*H′*ρ (6)

按照步骤109，确定不同液量构成下有用功。根据老区、产液调整老区和新区不同液量构成，计算油田机采系统有用功。即：

P＝P₁+P₂+P₃ (7)

其中：其中：P表示油田机采系统有用功,10⁴kWh，P₁表示油田未进行产液调整老区有用功,10⁴kWh，P₂表示油田产液调整区域有用功,10⁴kWh，P₃表示油田新区有用功,10⁴kWh。

按照步骤109，计算不同液量构成机采系统有用功。结果见表3。

表3 基于矿场不同构成的有用功简化计算结果表

从结果来看，按照基于矿场不同构成的有用功简化计算，能够实现对机采系统有用功进行更精确的计算。

Claims (4)

1.基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，其特征在于，该基于矿场不同构成的有用功简化计算方法包括：

步骤1，确定机采有用功的黑箱计算模型；

步骤2，确定老区有用功模型计算参数；

步骤3，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数；

步骤4，确定新区有用功模型计算参数；

步骤5，确定不同液量构成下有用功；

在步骤1中，根据单井有用功计算方法，将整个油田的机采系统模拟成一口油井，分别考虑老区、产液结构调整老区和新区不同构成，计算该油田的机采有用功；建立的机采有用功的黑箱计算模型为：

P＝C*Q*H′*ρ (1)

其中：P表示油田机采系统有用功,10⁴kWh，C为常数,Q表示产液量，10⁴t/d，H’表示平均扬程,m，ρ表示混合液密度,g/cm³；

在步骤2中，对于老区，在油田未做大规模产液结构调整或变化很小的条件下，假设下一年油田的平均扬程不变，则根据上一年有用功、混合液密度和产液量，计算出平均扬程；

在步骤3中，对于进行了产液结构调整的老区，根据产液结构变化的液量规模和扬程，计算平均扬程，需要的参数有老区平均扬程、老区产液量、调整区平均扬程、调整区产液量；

在步骤4中，对于新建产能区块，根据方案设计的开发参数和生产工艺参数，计算平均扬程，需要的参数有新区油井动液面、泵挂深度、油压、套压、混合液密度、原油密度；

在步骤5中，根据油田的液量构成，及不同构成下有用功计算参数，确立油田机采系统有用功：

P＝P₁+P₂+P₃ (7)

其中：P表示油田机采系统有用功,10⁴kWh，P₁表示油田未进行产液调整老区有用功,10⁴kWh，P₂表示油田产液调整区域有用功,10⁴kWh，P₃表示油田新区有用功,10⁴kWh。

2.根据权利要求1所述的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，其特征在于，在步骤2中，以上一年有用功测试数据计算油田机采系统平均扬程：

P₁＝C*Q₁*H'*ρ (3)

其中：P表示上一年油田机采系统有用功,10⁴kWh，C为常数,Q表示上一年产液量，t/d，H’表示平均扬程,m，ρ表示混合液密度,g/cm³,P₁表示油田老区机采系统有用功,10⁴kWh，Q₁表示老区产液量，10⁴t/d。

3.根据权利要求1所述的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，其特征在于，在步骤3中，确定产液结构调整老区有用功模型计算参数，即：

P₂＝C*Q₂*H'*ρ (5)

其中：H’表示平均扬程,m，P’表示上一年产液结构调整区域机采有用功,10⁴kWh，C为常数,Q’表示上一年产液结构调整区域产液量，10⁴t/d，P₂表示油田产液结构调整区域机采系统有用功,10⁴kWh，Q₂表示产液结构调整区域产液量，10⁴t/d，ρ表示混合液密度,g/cm³。

4.根据权利要求1所述的基于矿场不同构成的有用功简化计算方法，其特征在于，在步骤4中，确定新区有用功模型计算参数，即：

P₃＝C*Q₃*H'*ρ (6)

其中：H’表示平均扬程,m，H_d表示动液面,m，p₀表示油压，MPa，p_t表示套压，MPa，ρ表示混合液密度,g/cm³，H_x表示泵挂深度面,m，ρ表示原油密度,P₃表示新区机采有用功,10⁴kWh，C为常数,Q₃表示新区产液量，10⁴t/d。

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