主权项 |
一种利用螺杆泵井动态控制图控制螺杆泵井运行的方法,该方法由如下步骤构成:①将公式2‑30作为反映螺杆泵的容积效率和井底流压关系的数学关系模型; <mrow> <msub> <mi>η</mi> <mi>v</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>f</mi> <mi>w</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>f</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>sp</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mn>273</mn> <mo>+</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>h</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>P</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> <mrow> <mn>288</mn> <mo>·</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>wf</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>ρgh</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>·</mo> <mi>Z</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>f</mi> <mi>w</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>f</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> </mrow> </mfrac> <mo>·</mo> <mo>{</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>K</mi> <mi>v</mi> </msub> <mfrac> <msqrt> <mi>ΔP</mi> </msqrt> <mrow> <msqrt> <mi>ρ</mi> </msqrt> <mi>nT</mi> </mrow> </mfrac> <msqrt> <msup> <mrow> <mo>[</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>A</mi> <mfrac> <mi>ΔP</mi> <mi>E</mi> </mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>δ</mi> <mi>o</mi> </msub> <mi>D</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mi>β</mi> </mrow> </msup> <mo>]</mo> </mrow> <mn>3</mn> </msup> <msup> <mrow> <mo>[</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>δ</mi> <mi>o</mi> </msub> <mi>D</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mi>β</mi> </msup> <mo>]</mo> </mrow> <mn>3</mn> </msup> </msqrt> <mfrac> <mi>D</mi> <mi>e</mi> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mi>T</mi> <mi>L</mi> </mfrac> </msqrt> <mo>}</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mn>30</mn> </mrow>式中:ηv为螺杆泵的容积效率;fw为含水率;Bo为原油的体积系数;Rp为生产油气比;Rsp为校正溶解气油比;Th为泵所在地层温度;P0为地面大气压力;Pwf为井底流压;Z为天然气压缩系数;Kv为容积损失系数;ΔP为泵工作压力;n为转子转速;T为定子导程;A为取决于单螺杆泵衬套橡胶层厚度的一个常数值;E为单螺杆泵衬套用橡胶的弹性模数;β为取决于橡胶的弹性模数的一个常数值;δo为初始过盈量;L为螺杆‑衬套副长度;e为偏心距;D为转子截面直径;ρ为液体密度;g为重力加速度;h为泵入口到油层中部的距离;②设立一个图形坐标系,横坐标为流压,纵坐标为容积效率,此图形坐标系即为螺杆泵井动态控制图,根据步骤①中的数学关系模型,在地层参数和螺杆泵的结构参数都一定的条件下,每给出一个流压值就能计算出一个容积效率值,这些点连在一起就形成了曲线,按照地层条件和螺杆泵结构参数条件取得最大、最小流压值后绘制出动态控制图中的两条曲线,为容积效率上、下边界曲线,即AB曲线和CD曲线;所述地层参数和螺杆泵的结构参数由已有的螺杆泵井数据库中选取;③选择容积效率范围的底限为30%,在所述螺杆泵井动态控制图上绘出容积效率的最低限定直线,即GH直线,此直线与所述容积效率上、下边界曲线相交于2点,即G点和D点;④将公式3‑1作为反映井底流压和沉没度关系的数学关系模型Pwf=Pc+ρg(h+hc) 3‑1式中Pc为套压;h为泵入口到油层中部的距离;hc为沉没度;ρ为混合液的密度,此混合液的密度由公式3‑2计算ρ=fwρw+(1‑fw)ρo 3‑2式中ρw为水的密度;ρo为原油的密度;fw为含水率;根据地层条件确定沉没度的最大合理值后代入公式3‑1,计算出最大合理的井底流压值,在螺杆泵井动态控制图中确定出最大合理井底流压的边界线,即EF线,所述EF线分别与所述AB曲线和所述GH直线相交于E点和F点;⑤根据地层条件确定沉没度的最大值后代入公式3‑1,计算出最大的井底流压值,在螺杆泵井动态控制图中确定出最大井底流压的边界线,即BK线,所述BK线分别与所述AB曲线和所述GH直线相交于B点和H点;⑥在AB曲线的上端做一条切线与所述坐标系的纵轴交于I点,将所述坐标系的原点定义为I点;⑦前述步骤①~⑥将控制图分为五个区域,将这5个区域分别定义为待核实区IBAJ、合理工作区EFG、参数偏小区EBHF、参数偏大区AGDC以及断脱漏失区CDHK,所述合理工作区EFG由上边界曲线AB、最大合理井底流压线EF、合理泵效GF三条曲线围成;⑧应用计算机编程语言编制计算机程序,按照以上①~⑦的步骤绘制出螺杆泵井动态控制图,将待检测井的井底流压和容积效率作为待输入的变量,所述计算机程序能够实现将此2变量在已经建立好的螺杆泵井动态控制图上的定位;⑨按照形成的定位点位于的不同区域,采取下列不同措施控制螺杆泵井,分别为:位于待核实区IBAJ区域中的井资料有误,需要技术人员核实产液量、流压、套压以及动液面;位于合理工作区EFG区域中的油井工作状况合理,只需保持工作状态;位于参数偏小区EBHF区域中的井,需增大螺杆泵容量或提高螺杆泵转速;位于参数偏大区AGDC区域中的井,需要减小螺杆泵容量或降低螺杆泵转速;位于断脱漏失区CDHK区域中的井,需要核实是否发生结蜡严重、泵漏以及油管漏失的情况;⑩按照步骤⑨对螺杆泵的泵况进行调整,直至形成的定位点位于合理工作区EFG区域中。 |