潜油电泵井水力参数优化设计方法.pdf

第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会文集 潜油电泵井水力参数优化设计方法 邵永实- 王倩： 张淑云2 崔海清2 (1，大庆油田力神泵业有限公司，大庆，1633ll； 2．大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室，大庆，163318) 摘要：本研究以潜油电泵井生产系统的协调性为设计前提，以潜油电泵的最高效率为设 计目标，以油井的供液能力和潜油电泵的水力参数(排量、扬程、功率)为设计参数，应用 系统节点分析方法，建立了潜油电泵井水力参数优化设计的数学模型，并给出了通过该数学 模型实现潜油电泵井水力参数优化设计的方法。本研究以大庆油田潜油电泵井B1．4．B118为 例，应用上述方法对该井进行了水力参数优化设计。设计结果表明，使用该方法能够使潜油 电泵井B1．4．B118投入生产后使潜油电泵在高效区运行． 关键词：潜油电泵井；水力参数；优化设计方法；系统节点分析 1前言 潜油电泵具有排量大、自动化程度高等特点，现已成为高含水油、气田的一种主要的机 械采油设备。对于潜油电泵井，为了使整个生产系统保持良好的工作状态，保证油井的平稳 生产，其关键是延长潜油电泵的运转寿命【lJ。合理设计潜油电泵水力参数(扬程、排量、功率) 是延长潜油电泵机组运转寿命的基础保证，也是潜油电泵井高效运行的重要环节。在潜油电 泵井水力参数优化设计中，设计参数过大，会造成能源的浪费：反之则达不到赢效开采油气 的目的，并易造成电机过载或烧坏。本研究以潜油电泵井生产系统的协调性为设计前提，以 潜油电泵的最高效率为设计目标，以油井的供液能力和潜油电泵的水力参数(排量、扬程、 功率)为设计参数，应用系统节点分析方法建立潜油电泵井水力参数优化设计的数学模型， 给出通过该数学模型实现潜油电泵井水力参数优化设计的方法，并将该方法在大庆油田潜油 电泵井的水力参数优化设计中进行应用。 2数学模型 2．1油井产能 产出液为油、气、水三相并存的油井产能Q为【21 Q=／(e一％) (R岛e) ．562． 第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会文集 Q：尘等亚 (‰厶Pb) (2) Q=鲁鲁+‰(O％‰) (3) J 这里 彳：盆二旦：!三皇厶墨二厶墨 (4) o．125五咒 B：——j鱼—一： (5) O．125兀兄J。 c：彳：一璺堕一81 (6) 姨。。一瓯 只vf=只+(厶乙+(日：一H。))19×10一3 (7) 其中 1=兀～+(1一／0)厂o (8) 饱和压力，MPa；以为含油率，数值上等于l一丸，无因次；Qb为饱和压力R下的产液 量，m3·d．1；Q。。。为油井最大产油量，m3·d-l；‰为最大产油量Q。～下对应的井底流压， Ⅷa；氕为含水率，无因次；只为套管压力，MPa；日。为电泵沉没度，m；日：为油层中 部深度，m；H。为泵挂深度，m；1为油井产出液相对密度，无因次；g为重力加速度， m·s～；～为水的相对密度，无因次；％为原油相对密度，无因次。 2．2井简温度 由于油井产出液的物性参数随温度的变化而不断改变，在计算井筒压力梯度时必须考虑 井简温度的变化【3J。考虑电泵在生产过程中电机和泵本身不断地向流经机组的流体提供热量使 流体增温，潜油电泵井从井底到电机、泵机组、泵出口到井口三段井筒的温度分布公式分别