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高气液比有杆泵井高效举升技术研究

作　者: 王延生
导　师: 李明忠
学　校: 中国石油大学
专　业: 油气田开发工程
关键词: 高气液比 沉没压力 气锚 助流举升 系统效率
分类号: TE355.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


抽油系统效率偏低是高气液比油井有杆泵抽油过程中存在的主要问题,导致系统效率偏低的主要因素是气体影响。如何减小气体影响,提高机采系统效率对高气液比油井的生产是至关重要的。本文在文献调研的基础上,针对高气液比油井抽油系统效率的各种影响因素,探讨了各种适于高气液比条件下提高系统效率的工艺技术;对常用多相管流压降计算方法进行评价优选,在高气液比条件下推荐运用Kaya计算方法,并引入修正因子对计算结果进行了修正,进一步提高了计算精度;在建立机采系统效率数学模型的基础上,以系统效率最高为目标,编制沉没压力优化程序,通过动态模拟,确定出泵合理沉没压力;开展了不同类型气锚的分气机理研究,运用流体动力学知识,推导出气锚内油气分离模型,借助数值模拟软件,开展气锚分气效率的模拟计算,并对生产参数对气锚分气效率的影响进行了敏感性分析;对套管气助流举升技术工作原理进行探讨研究,并在理论分析的基础上,得出助流举升技术的设计计算方法;利用VB程序设计语言,编制高气液比油井举升技术优选评价程序,并结合实例计算,对各种工艺技术进行优选,得出具体高气液比生产井的最优举升方案组合。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 前言  8-14
  1.1 研究的目的与意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 举升技术现状  9-11
    1.2.2 多相流研究现状  11-12
    1.2.3 存在的问题  12
  1.3 本文的研究内容  12-14
第二章 井筒多相流计算方法的优选  14-29
  2.1 高压物性参数计算公式的评价优选  14-15
  2.2 井筒多相流计算方法优选评价  15-27
    2.2.1 井筒多相流计算方法  15-25
    2.2.2 计算方法评价优选  25-27
  2.3 本章小结  27-29
第三章 合理沉没压力的确定  29-42
  3.1 沉没压力的影响  29-31
  3.2 油井流入动态计算  31-32
  3.3 抽油杆柱设计  32-33
  3.4 抽油机校核  33-34
    3.4.1 最大扭矩计算  34
    3.4.2 电动机功率计算  34
  3.5 泵效计算数学模型  34-36
    3.5.1 泵效影响因素  34-35
    3.5.2 泵效分析  35-36
  3.6 供采平衡数学模型  36-37
  3.7 系统效率数学模型  37-41
    3.7.1 系统效率定义  37
    3.7.2 系统效率分析  37-39
    3.7.3 目标函数  39-40
    3.7.4 约束条件  40
    3.7.5 数学模型的求解  40-41
  3.8 本章小结  41-42
第四章 气锚筛选及评价  42-61
  4.1 常见气锚及其工作原理  42-49
  4.2 气锚的分离效率计算  49
  4.3 油气分离模型的建立  49-57
    4.3.1 基本假设  49-50
    4.3.2 湍流模型  50-52
    4.3.3 多相流模型  52-53
    4.3.4 边界条件  53
    4.3.5 实例模拟计算  53-57
  4.4 螺旋式气锚分气效果  57-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 套管气助流举升技术  61-71
  5.1 助流举升技术  61-63
    5.1.1 管柱结构  61
    5.1.2 工作原理  61-62
    5.1.3 提高泵效的机理  62
    5.1.4 技术特点  62-63
  5.2 设计计算  63-65
    5.2.1 油套环空压力合理范围的确定  63
    5.2.2 注气阀下入位置的确定  63
    5.2.3 注气阀打开压力的确定  63-65
  5.3 数值仿真模拟  65-67
    5.3.1 压力场模拟  65
    5.3.2 速度场模拟  65-66
    5.3.3 液气分布情况模拟  66-67
  5.4 套管气助流举升技术计算  67-70
    5.4.1 管段压降计算  67-68
    5.4.2 泵效计算  68-69
    5.4.3 系统效率计算  69-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章 举升技术评价优选  71-77
  6.1 软件编制  71-72
  6.2 实例计算  72-77
    6.2.1 数据输入  72
    6.2.2 沉没压力的优化  72-74
    6.2.3 气锚设计筛选  74
    6.2.4 助流举升设计  74-75
    6.2.5 举升方案优选  75-77
结论  77-78
参考文献  78-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 油气田开发与开采 > 采油工程 > 采油技术 > 机械采油
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