專利名稱：：低滲透油田抽油機選型的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及采油領(lǐng)域中確定抽油機選型的一種方法，具體地說是涉及低滲透油田采油領(lǐng)域中確定抽油機選型的一種方法。
背景技術(shù)：
：外圍低滲透油田由于儲量豐度低、滲透率低、產(chǎn)量低，而導致油井產(chǎn)液量變化規(guī)律異常。但由于這種異常變化的產(chǎn)液量變化規(guī)律在現(xiàn)有的技術(shù)中沒有一種行之有效的判斷方法，而使得技術(shù)人員仍按照常規(guī)抽油機選型的方法進行，結(jié)果是導致大量低滲透油田區(qū)塊抽油機選型偏大，致使所選的抽油設(shè)備負載率低。導致投資高、運行費用高，影響油田開發(fā)效益。
發(fā)明內(nèi)容-為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的低滲透油田中對產(chǎn)液量變化規(guī)律異常的區(qū)塊仍舊按照常規(guī)抽油機選型方法進行選型而導致的設(shè)備負載率低、投資高、運行費用高的問題，本發(fā)明提供一種低滲透油田抽油機選型的確定方法，該方法實施后，可以避免出現(xiàn)抽油機選型過大的問題，提高抽油設(shè)備負載率、降低了運行費用，最終達到節(jié)約能源的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是該種低滲透油田抽油機選型的確定方法，主要由如下步驟組成:首先，根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率作出相滲透率曲線；其次，根據(jù)相滲透率曲線繪制出無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線；再次，考察無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線比較含水0時的采液指數(shù)A與含水1時采液指數(shù)B的大小，如果A〉B則應用生產(chǎn)參數(shù)按照載荷利用率《95。/。、扭矩利用率《90%的規(guī)則來校核、選擇抽油機型號；如果A〈B則按照常規(guī)抽油機選型方式確定選型。圖1是新肇油田相滲透率曲線圖。圖2是新肇油田無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線圖。圖3是新肇油田2000年2005年實際產(chǎn)液油量變化趨勢圖。圖4是龍南油田相滲透率曲線圖。圖5是龍南油田無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線圖。圖6是龍南油田1998-2005年實際產(chǎn)液油量變化趨勢圖。圖7是敖南油田相滲透率曲線圖。圖8是敖南油田無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明本發(fā)明中所述方法主要由如下步驟組成首先，根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率作出相滲透率曲線；其次，再根據(jù)相滲透率曲線繪制出無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線；再次，考察無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線，比較含水0時的采液指數(shù)A與含水1時采液指數(shù)B的大??；最后，如果A〉B則應用生產(chǎn)參數(shù)按照載荷利用率《95y。、扭矩利用率《90%的規(guī)則來校核、選擇抽油機型號，如果A〈B則按照常規(guī)抽油機選型方式確定選型。顯然，本方法能夠發(fā)揮實際作用的關(guān)鍵在于對油井產(chǎn)液量變化規(guī)律異常的判斷是否準確，下面通過幾個實例先對其進行證明實例l:新肇油田。首先，根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率繪制相滲透率曲線，表l為新肇油田巖芯測試數(shù)據(jù)表，圖l為新肇油田相滲透率曲線。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表l其次，根據(jù)相滲透率曲線繪制無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線。圖2為新肇油田無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線圖。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>再次，根據(jù)無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線，比較含水0的采液指數(shù)A與含水1時采液指數(shù)B的大小。從圖2可以看出，含水是0時的采液指數(shù)A二1，含水l時采液指數(shù)B^.284。按照，我們在本發(fā)明中所列出的判斷方法，當A〉B時，產(chǎn)液量不隨開發(fā)時間延長而增加，初期產(chǎn)液量即為最大產(chǎn)液量，因此可以應用生產(chǎn)參數(shù)按照載荷利用率《95%、扭矩利用率《90%的規(guī)則來校核、選擇抽油機型號。為了證明此種方法的正確性，我們對新肇油田2000-2005年抽油機井產(chǎn)液、產(chǎn)油情況進行了調(diào)查分析。結(jié)果表明日產(chǎn)液由4.2t下降到2.4t，日產(chǎn)油由3.5t下降到1.4t，圖3為新肇油田2000年2005年實際產(chǎn)液油變化趨勢，該結(jié)果表明初期產(chǎn)液量最大，說明本發(fā)明中所指出的確定油井產(chǎn)液量變化規(guī)律異常的方法是正確的，與實際相吻合。實例2:龍南油田。(1)、根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率繪制相滲透率曲線圖，表3為龍南油田巖芯測試數(shù)據(jù)表，圖4為龍南油田相<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)、根據(jù)相滲透率曲線繪制無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線，表4為龍南油田無因次采液(油)指數(shù)、含水數(shù)據(jù)表，圖5為龍南油田無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線圖。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4(3)、根據(jù)無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線比較含水O的采液指數(shù)A與含水1時采液指數(shù)B的大小。從圖5可以看出，含水是0時的采液指數(shù)A=0.857，含水1時采液指數(shù)B二O.607。A=0.857〉B=0.607，所以按照本方法的判斷結(jié)論是產(chǎn)液量不隨開發(fā)時間延長而增加，初期產(chǎn)液量即為最大產(chǎn)液量。龍南油田1998年開發(fā)投產(chǎn)，對龍南油田1998-2005年抽油機井產(chǎn)液、產(chǎn)油變化進行了調(diào)査分析。結(jié)果表明日產(chǎn)液由5.05t下降到2.12t，日產(chǎn)油由3.45t下降到1.18t，如圖6所示，結(jié)果表明初期產(chǎn)液量最大，說明我們的判斷方法與實際相吻合。下面是一個在敖南油田進行試驗，以展示實際利用本發(fā)明中所述方法完成確定抽油機選型的例子，敖南油田是已投入開發(fā)的大油田，含油面積131.2km2，物性差，滲透率O.73-184.4X10—3um2;油層埋深變化大，從1260m到1776m;有直井，又有定向井。首先，根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率繪制相滲透率曲線。表5為敖南油田巖芯測試數(shù)據(jù)表，圖7為敖南油田相滲透率曲線圖。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6從圖8可以看出，含水是0時的采液指數(shù)1大于含水1時采液指數(shù)0.854，所以產(chǎn)液量不隨開發(fā)時間延長而增加，初期產(chǎn)液量即為最大產(chǎn)液量。在滿足下泵深度和產(chǎn)液量的前提下，要充分發(fā)揮抽油機的能力，由于已經(jīng)確定該區(qū)塊油田產(chǎn)液量不隨開發(fā)時間延長而增加，初期產(chǎn)液量即為最大產(chǎn)液量，所以抽油機載荷利用率取上限95%、扭矩利用率取上限90%，應用生產(chǎn)參數(shù)來校核、選擇抽油機型號，用高強度重量小的H級抽油桿替代強度低重量大的D級抽油桿，降低抽油機懸點載荷。其中，敖南油田空氣滲透率在0.73-184.4X10—3ym2，屬中孔、中低滲儲層。其中敖112區(qū)塊平均有效孔隙度19.5%，平均空氣滲透率31.4Xl(T3um2;茂733區(qū)塊平均有效孔隙度18.0%，平均空氣滲透率9.6Xl(Tum2，相滲曲線同樣表現(xiàn)為油相滲透率下降很快，而水相滲透率上升很慢；無因次采液指數(shù)在含水90%時小于初期采液指數(shù)。因此，確定初期載荷利用率上限為95%，扭矩利用率上限為90%是正確的。下面是應用生產(chǎn)參數(shù)來校核、選擇抽油機型號的具體過程。①泵徑、沖程、沖次選擇。根據(jù)單井產(chǎn)能預測平均產(chǎn)液1.3-3.lt/d,在不考慮氣影響的情況下，泵理論排量計算公式為V^440^D2811，不同參數(shù)下泵的排量見表7。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表7從上表可以看出在選擇432mm泵，按我廠泵效30%計算，沖程2.5m，沖次4min—'可滿足生產(chǎn)需要，統(tǒng)計敖南油田已經(jīng)壓裂投產(chǎn)的IO口井，平均日產(chǎn)液2.6t，最高4.5t，也能滿足生產(chǎn)需要。②下泵深度選擇。根據(jù)油田開發(fā)方案合理流壓2-3MPa，泵吸入口壓力1.9-2.4MPa，由此計算泵下入最淺深度應在油層頂界以上110m，敖南油田不同區(qū)塊油層頂界及17泵深度見表8。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根據(jù)泵下入最淺深度應在油層頂界以上iio米計算，該油田各區(qū)塊下泵深度11501676m。③載荷及扭矩的計算。考慮壓裂和洗井時為全水，混合液密度取1.0t/m3，選用016mmXcD19mm抽油桿，①32mm泵，沖程1.7-2.5m，沖次4-6min—\計算抽油^的最大載荷、最小載荷、最大扭矩、抽油桿折算應力，如表9所示。下泵深度(m)沖程(m)《，泵徑桿柱(咖)最大載荷(kN)最小載荷(kN)扭矩(kN.m)折算應力(N/mm2)11501.743219*1630.0120.594.2941.952.143219*1630.0820.525.3742.332.563219*1630.7419.867.1745.6412001.743219*1631.3121.494.4543.772.143219*1631.3921.415.5844.172.563219*1632.0820.727.4547,6312501.743219*1632.6222.384.6245.592.143219*1632.7022.305.7846.012,563219*1633.4221.597.7349,6113501.743219*1635.2324.174.9549.242.143219*1635.3224.096.2049.692.563219*1636.0923.318.2953.5814001.743219*1636.5325.075.1151.072.143219*1636.6224.986.4051.532.563219*1637.4324.188.5755.5714501.743219*1637.8425.965.2752.892.143219*1637.9325.876.6153.372.563219*1638.7625.048.8557.5517001.743219*1644.3630.446.1062.012.143219*1644.4730.337.6462.582.563219*1645.4529.3610.2467.47表9敖南油田各區(qū)塊斜井最大載荷按照直井的1.2倍計算、最小載荷按照直井的0.8倍計算，斜井的最大載荷、最小載荷、最大扭矩、折算應力如表IO所示下泵深度沖程沖次泵徑桿柱最大載荷最小載荷扭矩折算應力(m)(m)n)(腿)(mm)(kN)(kN)(kN.m)(N/咖2)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表10④桿柱的選擇表11為抽油桿的許用應力統(tǒng)計表。通過計算對于折算應力41.95-106.18N/腿2,選擇H級4)19X16腿桿柱組合。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表11⑤抽油機機型選擇直井下泵深度在1150-1400m，根據(jù)預測產(chǎn)能及泵效，選擇cj)32泵、沖程2.5m、沖次4-6次可滿足生產(chǎn)需要，此時最大載荷為30.01-37.43kN，扭矩4.29-8.57kN.m，抽油機可選擇CYJW5-2.5-13HF型機，載荷利用率為60.0-74.9%，扭矩載荷利用率為33.0-65.9%;下泵深度在1450-1700m時，此時最大載荷為37.84-45.45kN，扭矩5.27-10.24kN.m，抽油機選擇CYJW5-2.5-18HF型機，此時載荷利用率為75.7-90.9%，扭矩載荷利用率為29.3-56.9%。斜井下泵深度1150-1700m，根據(jù)預測產(chǎn)能及泵效，選擇4)32mm泵、沖程2.5m、沖次4-6次可滿足生產(chǎn)需要，此時最大載荷為36.63-54.32kN，扭矩10.14-18.53kNm選擇CYJS6-2.5-26HB型抽油機，載荷利用率為61.1-90.5%，扭矩利用率為39.0-71.3%。⑥電機機型選擇直井下泵深度在1150_1400m，沖次4-6次，扭矩4.29-8.57kNto，計算所需電機功率為1.35-4.04kW，因此，選擇永磁llkW電機和雙速雙功率型8.5/17kW電機；下泵深度在1450-1700m時，扭矩5.27-10.24kNm，計算所需電機功率為1.66-4.82kW，因此，選擇永磁llkW電機和雙速雙功率型8.5/17kW電機。斜井下泵深度1150-1700m，沖次4-6次，扭矩10.14-18.53kNto，計算所需電機功率為3.19-8.73kW，因此，選擇永磁15kW電機和雙速雙功率型13/22kW電機。從本例中所體現(xiàn)出來的應用效果利用本發(fā)明所述方法對敖南油田抽油機機型進行了優(yōu)化，懸點載荷由88kN下降為54kN，下降了34kN;裝機功率由19.9kW下降為12.6kW，下降了7.3kW。節(jié)省采油工程投資3174.48萬元。目前投產(chǎn)的622口井，平均單井日耗電68kW.h，日節(jié)電71kW.h，功率利用率23.04%，系統(tǒng)效率7.29%。按日節(jié)點71kW.h，每度電O.5124元，年生產(chǎn)天數(shù)330d計算，622口油井年節(jié)約電費746.74萬元。兩項合計創(chuàng)經(jīng)濟效益3921.22萬元。權(quán)利要求1、一種低滲透油田抽油機選型的確定方法，其特征在于根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率作出相滲透率曲線，再根據(jù)相滲透率曲線繪制出無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線，根據(jù)無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線比較含水0時的采液指數(shù)A與含水1時采液指數(shù)B的大小，如果A＞B則應用生產(chǎn)參數(shù)按照載荷利用率≤95％、扭矩利用率≤90％的規(guī)則來校核、選擇抽油機型號；如果A＜B則按照常規(guī)抽油機選型方式確定選型。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用高強度重量小的H級抽油桿替代強度低重量大的D級抽油桿，降低抽油機懸點載荷。全文摘要一種低滲透油田抽油機選型的確定方法。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的低滲透油田中對產(chǎn)液量變化規(guī)律異常的區(qū)塊按照常規(guī)抽油機選型方法進行選型而導致的設(shè)備負載率低的問題。其特征在于根據(jù)巖芯測試數(shù)據(jù)含水飽和度、油相滲透率及水相滲透率作出相滲透率曲線，再根據(jù)相滲透率曲線繪制出無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線，根據(jù)無因次采液(油)指數(shù)與含水關(guān)系曲線比較含水0時的采液指數(shù)A與含水1時采液指數(shù)B的大小，如果A＞B則應用生產(chǎn)參數(shù)按照載荷利用率≤95％、扭矩利用率≤90％的規(guī)則來校核、選擇抽油機型號；如果A＜B則按照常規(guī)抽油機選型方式確定選型?？梢员苊獬霈F(xiàn)抽油機選型過大的問題，提高抽油設(shè)備負載率、降低了運行費用。文檔編號E21B43/00GK101245698SQ20081000806公開日2008年8月20日申請日期2008年3月6日優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日發(fā)明者于永波,劉崇峰,尹喜永,張傳緒,高永蓮申請人:大慶油田有限責任公司