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1、 目 录第一章 前言1第一节 设计概要1第二节 采油优化目标和基本原则2 第三节 工艺设计步骤3第二章 油井基本情况3第一节 油井基础数据3第二节 油井假设条件4第三章 采油工艺选择过程4 第一节 各单元流体物性4第二节 流出动态曲线11第三节 流入动态曲线19第四节 协调点的求取及采油方式的选择21第四章 所选采油方法的方案设计22第五章 方案设计结果展示23第一章 前言第一节 设计概要一、采油工程方案设计编制的目的和意义油田开发是一项庞大而复杂的系统工程，因此，在油田投入正式开发之前，必须编制油田开发总体方案，作为油田开发工作的指导性文件。采油工程方案是总体方案的重要组成部份和总体方案实施
2、的核心。二、采油工程方案设计在油田开发总体方案中的地位采油工程设计是依据油藏地质研究成果和油藏工程方案，制定应采取的一系列工程措施方案。其中也包括根据油藏地质条件和当前工艺技术水平对实现油藏工程方案的开发指标(主要是产量、注入量及压力保持水平)的可行性进行评价。由于油田产能建成之后，油田开发指标和原油生产计划，必须通过采油工程措施的实施来实现。所以，采油工程方案在总体方案的实施中处于十分重要的位置。三、采油工程方案设计编制的原则和要求采油工程方案编制的原则有：1、符合本油田开发的总体布署和技术政策；2、适合油藏地质和环境特点；3、采用先进而适用的工艺技术，具有良好的可操作性；4、体现少投入多产
3、出的经济原则。采油工程方案编制的原要求有：1、充分应用油藏地质研究和油藏工程提供的基本资料，并作为主要的设计依据；2、重点论证本油田(设计对象)开发的主要问题、基本工艺和关键技术；3、结合油藏特点开展必要的室内和现场工艺试验，并充分借鉴同类油田的经验；4、采用先进的理论和设计方法，进行科学论证和方案的优选；5、具有科学性、完整性、适用性、可操作性和经济性。只有满足采油方式优选及工艺设计的要求，才能最大程度的减少油田在管理方面和 工艺设备方面的投入，从而最大程度的增加油田的收入。采油方式优选是每个油田在开发阶段必须完成的方案设计，要求设计人员在充分掌握油田相关数据的基础之上，设计油田开发各个阶段
4、的采油优选方案，供基层工作人员在采油过程中参考和应用。四、采油工程方案设计编制的前期准备采油工程方案设计编制的前期准备有：1、早期介入，熟悉和掌握油藏特点，参与油田开发的总体布署工作；2、收集和分析油藏地质和试油、试采及钻井完井资料；3、结合油藏特点和总体布署的要求进行技术调研；4、拟订采油工程方案编制大纲，确定重点，提出试采工艺要求和方案编制过程中需要开展的研究课题；5、针对油田的某些特殊问题开展专题研究或现场工艺试验，为方案编制进行必要的技术准备。五、采油工程方案设计的基本构成采油工程方案设计的基本构成有：1、完井工程与投产2、注水工艺3、采油方式选择4、油层改造5、配套工艺6、动态监测五
5、、采油工程方案设计的内容课程设计内容选择的是采油方式优选及工艺设计。采油方式选择的基本内容：确定举升方式选择的原则、依据及要求、油井产能预测及分析。包括预测不同含水阶段的油井产液、产油指数；油井产能分布研究：按油井产能进行油井分类，并确定不同含水阶段各类井井数的变化；分析各类油井在油藏上的分布情况。采油方式是贯穿油田开发全过程的基本技术。因此，确定采油方式便成为采油工程方案的主要组成部分，而油井供液能力是采油方式选择的主要依据。优选实质上是根据油藏工程及油田生产的地面条件，选择能够发挥油井潜在产能的经济有效的举升手段。由于在油田开发过程中，油田生产动态和油井生产条件的变化，以及单井生产能力的差
6、异及分布的变化，因此构成了采油方式选择具有系统性、预测性、综合性的特点，既要考虑不同开发阶段油井的供液能力变化，又要考虑单井生产能力的分布状况及其变化。 目前，在现场应用最广泛的采油方式有：自喷、气举、电潜泵、有杆泵和水力泵。在各种采油方式总，自喷是管理最简单，也是最为经济高效的举升方式。凡是能够自喷完成配产的井，均应采用自喷采油。不能自喷或自喷产量达不到陪产要求的井才考虑机械采油。目前，应用最为广泛的机械采油方式是有杆泵，其次是气举、电潜泵和水力泵。由于油田投入开发以后，机采设备和管理维护费用是主要投入，不同采油方式的投入产出比差别较大。因此必须在技术经济综合评价的基础上选择采油方式。第二节
7、 采油优化目标和基本原则一、采油方式选择的目标采油方式择的目标是：少井、高产、经济、实用。因此，必须在充分研究油田开发阶段动态变化，分析最大潜能的基础上，进行综合经济评价优选采油方式。二、采油方式优选的基本原则：采油方式优选的基本原则：1、能够充分发挥油井的生产能力，满足开发方案规定的配产任务。2、所选择的举升设备工作效率较高。3、所选择的采油方式可靠，对油井的生产状况具有较强的适应性。4、立足于减少井下作业工作量，选择的采油方式油井维修与管理方便。5、适合油田野外工作环境和动力供应条件。6、所选择的采油方式投入少、效益高。第三节 工艺设计步骤一、采油方式的选择及工艺设计的步骤：1、按单井产量
8、高低将油井分类，选出代表井，根据各种机采方式的特点初选几种机才方式作为预备案，准备所需要的基本数据。2、用计算机模拟各种备选采油方式在各代表井的生产可能性，即求得各种采油方式在预测开发期间内各生产阶段的最大产油量。3、对各种可行的采油方式进行经济分析对比，求出各种采油方式的相对经济效果。4、与其它影响采油方式适应性的非量化因素一起进行综合分析、选出适用于本油田的最佳采油方式。第二章 油井基本情况第一节 油井基础数据所选井为X井，井别是开发井，井型是垂直井。通过对该井钻完井资料、试井资料、生产测试资料和实验室分析资料，得到了设计所需要的井身数据、井动态数据、流体物性数据见表 2-1。一、 井身数
9、据油管尺寸为27/8（内径62.0mm），套管尺寸为85/8（内径198.8mm），油层中部深度为2000m。 二、井动态数据产液量为60m3/d,对应井口压力为3.3MPa，地层压力为22.0MPa，生产气液比为100m3/m3,油井含水率为20%，井底温度为70，井口温度为14。 三、流体物性数据原油相对密度为0.85，地层水相对密度为1.02，天然气相对密度为0.65，原油泡点压力为12.0Mpa，水的粘度为1mPas，溶解气油比为100m3/m3。表 2-1 设计所需基本数据表参数开采方向 设计油压3.3MPa地层静压22.0MPa原油泡点压力12.0MPa含水率20%天然气原油的界面
10、张力=0.045N/m油管内径62.0mm套管内径198.8mm产层中部2000m井口温度15地层温度70测试产液量60.0m3/d水的粘度1mPas气油比100m3/m3原油相对密度0.85地层水相对密度1.02气体相对密度0.65第二节 油井假设条件在基础数据恒定的情况下，生产井中不同井断的温度和压力却各不相同，从而使各段流体的物性参数不同。计中我们采用Orkiszewski方法来计算井筒内的油压分布曲线。为了适当简化设计，使所测得的数据能够用于理论计算，需要做如下假设：1、油管下到油层中部；2、井筒流体温度分布呈线性分布；3、水中不溶解天然气。第三章 采油工艺选择过程采油工艺选择过程是指
11、在自喷、气举、电潜泵、有杆泵、和水力泵，这五种油田最广泛应用的采油方式中选择其中一种或几种，以满足油田在各个采油阶段的采油需要。一般是以井底为解节点，通过求解此解节点的流入动态IPR曲线和流出动态曲线,把两曲线绘制在同一坐标图中，在坐标图中求解协调点，根据协调点来选择采油方式。在此次设计中，由于已知的是井口的油压，因此需要从井口往井底进行压力梯度的计算，即以井底为解节点的流出动态曲线计算。然后推出井底的压力，以此为测试井底压力，结合数据表中告诉的测试产量，计算出以井底为解节点的流入动态IPR曲线。最后结合两曲线求协调点，然后进行采油方式的选择。第一节 各单元流体物性一、原油粘度0=C表3-1
12、各段原油粘度深度 m平均温度TCD原油粘度00-100289.525112.385-8.160623.5721322100-200292.275108.9891-8.120713.5231068200-300295.025105.7244-8.081163.4751782300-400297.775102.5849-8.041963.4283127400-500300.52599.56457-8.00313.3824778500-600303.27596.65805-7.964573.337642600-700306.02593.86009-7.926373.2937754700-800308
13、.77591.16577-7.888493.2508491800-900311.52588.57042-7.850933.2088351900-1000314.27586.06963-7.813683.16770691000-1100317.02583.65921-7.776743.12743851100-1200319.77581.33519-7.74013.08800511200-1300322.52579.09381-7.703763.0493831300-1400325.27576.9315-7.667713.01154891400-1500328.02574.84486-7.6319
14、52.97448071500-1600330.77572.83068-7.596472.9381571600-1700333.52570.8859-7.561282.90255721700-1800336.27569.00762-7.526352.86766131800-1900339.02567.19306-7.49172.833451900-2000341.77565.43961-7.457312.7999049二、原油溶解汽油比和体积系数Rs=0.02124Bo=式中:Rs-m3/m3 P-Mpa T-表3-2 各段原油溶解气油比和体积系数深度H平均温度T平均压力PRsBo0-10016
15、.3752.76514.042771.023251100-20019.1253.2116.600491.031078200-30021.8753.6819.328631.039423300-40024.6254.1822.255841.048353400-50027.3754.70525.347371.057802500-60030.1255.24528.534091.06762600-70032.8755.80531.843771.077869700-80035.6256.38待添加的隐藏文字内容335.239011.088463800-90038.3756.96538.681821.099
16、314900-100041.1257.56542.20111.1104851000-110043.8758.17545.759241.1218831100-120046.6258.78549.284681.1333341200-130049.3759.452.807341.1449011300-140052.12510.02556.357791.1566521400-150054.87510.6659.933111.1685771500-160057.62511.29563.462821.1804971600-170060.37511.9366.944561.1923991700-180063
17、.12512.5770.410041.2043561800-190065.87513.2173.823661.2162721900-200068.62513.8577.18391.228138三、天然气偏差因子式中：Pr、Tr拟对比压力、温度，P/Ppc、T/Tpc；Ppc、Tpc拟临界压力、温度，MPa、K。表3-3 各段天然气的偏差系数深度 HPpcTpc平均压力P平均温度TPprTpr偏差系数Zg0-1004.603641206.27272.765289.5250.6006121.4036030.921827100-2004.603641206.27273.21292.2750.6972
18、741.4169350.91427200-3004.603641206.27273.68295.0250.7993671.4302670.907502300-4004.603641206.27274.18297.7750.9079771.4435990.901566400-5004.603641206.27274.705300.5251.0220171.456930.896708500-6004.603641206.27275.245303.2751.1393161.4702620.893197600-7004.603641206.27275.805306.0251.2609581.48359
19、40.891048700-8004.603641206.27276.38308.7751.385861.4969260.890409800-9004.603641206.27276.965311.5251.5129331.5102580.891383900-10004.603641206.27277.565314.2751.6432651.523590.8939891000-11004.603641206.27278.175317.0251.7757681.5369220.8983071100-12004.603641206.27278.785319.7751.9082721.5502540.
20、9043641200-13004.603641206.27279.4322.5252.0418621.5635850.9121471300-14004.603641206.272710.025325.2752.1776241.5769170.9216911400-15004.603641206.272710.66328.0252.3155581.5902490.933041500-16004.603641206.272711.295330.7752.4534931.6035810.9461271600-17004.603641206.272711.93333.5252.5914271.6169
21、130.9609241700-18004.603641206.272712.57336.2752.7304471.6302450.9774841800-19004.603641206.272713.21339.0252.8694681.6435770.9957271900-20004.603641206.272713.85341.7753.0084881.6569081.015628四、天然气粘度： 式中：天然气的粘度，mPas ； 天然气的密度，g/m3； Mg天然气的视分子量，取17kg/kmol； Mair空气的分子量，取29kg/kmol； T温度，K； p压力，MPa； 原油的相对密
22、度 g天然气的相对密度，（空气/air=10） 表3-4 各段天然气粘度深度HKXY平均压力P平均温度T天然气密度天然气粘度0-100109.93195.5619881.2876022.765289.5250.0234620.011492100-200110.98075.5441861.2911633.21292.2750.0272050.0117200-300112.02715.5267171.2946573.68295.0250.0311280.011918300-400113.0715.5095691.2980864.18297.7750.0352610.012147400-500114
23、.11255.4927361.3014534.705300.5250.039540.012387500-600115.15165.4762081.3047585.245303.2750.043850.012632600-700116.18835.4599771.3080055.805306.0250.0482110.012885700-800117.22255.4440351.3111936.38308.7750.0525520.013143800-900118.25435.4283751.3143256.965311.5250.0568030.013402900-1000119.28375.
24、4129891.3174027.565314.2750.0609780.0136641000-1100120.31075.3978691.3204268.175317.0250.0650090.0139251100-1200121.33535.383011.3233988.785319.7750.0687950.014181200-1300122.35745.3684041.3263199.4322.5250.0723610.0144291300-1400123.37725.3540451.32919110.025325.2750.0757270.0146731400-1500124.3945
25、5.3399271.33201510.66328.0250.0788780.0149111500-1600125.40955.3260441.33479111.295330.7750.0817350.0151381600-1700126.4225.3123891.33752211.93333.5250.08430.0153541700-1800127.43225.2989581.34020812.57336.2750.0866030.0155591800-1900128.445.2857451.34285113.21339.0250.0886210.0157521900-2000129.445
26、45.2727441.34545113.85341.7750.0903610.015932五、地层水体积系数：表3-5 各段地层水体积系数深度H平均温度T平均压力P0-100289.5252.765-0.06924-0.000230.93055100-200292.2753.21-0.06889-0.000280.930853200-300295.0253.68-0.06851-0.000330.931178300-400297.7754.18-0.06811-0.00040.931523400-500300.5254.705-0.06768-0.000460.931888500-600303
27、.2755.245-0.06722-0.000540.932274600-700306.0255.805-0.06674-0.000620.93268700-800308.7756.38-0.06623-0.000710.933106800-900311.5256.965-0.06569-0.000810.933553900-1000314.2757.565-0.06513-0.000910.9340191000-1100317.0258.175-0.06453-0.001030.9345051100-1200319.7758.785-0.06392-0.001140.9350131200-1
28、300322.5259.4-0.06327-0.001270.9355411300-1400325.27510.025-0.0626-0.00140.9360881400-1500328.02510.66-0.0619-0.001540.9366541500-1600330.77511.295-0.06117-0.001690.9372411600-1700333.52511.93-0.06042-0.001840.9378481700-1800336.27512.57-0.05964-0.002010.9384751800-1900339.02513.21-0.05883-0.002170.
29、9391231900-2000341.77513.85-0.058-0.002350.93979第二节 流出动态曲线一、井筒温度分布曲线由温度假设条件知，井筒流体温度分布呈线性分布。因此用线性关系求解温度分布曲线。已知井口、井底温度如下表 3-6。表 3-6 井口、井底温度表井口温度，15地层温度，70根据表 3-1计算温度梯度，。设每一100m为一个单元，根据温度梯度，求出中每100m处的温度，然后将其绘制在一坐标图上，及得出井筒压力温度分布曲线图见图 3-1.图 3-1 井筒温度分布曲线图二、井筒压力分布曲线用orkiszewski方法计算井筒内的油管压力分布，其Vb编程如下：Privat
30、e Sub Command1_Click()pwh = 3.3 * 10 6: psc = 0.101 * 10 6: twh = 15For i = 1 To 20dp = 0.1 * 10 6: dth = (70 - 15) / 2000: h = 100rg = 0.65: ro = 0.85: mg = 17: tsc = 298: Oo = 0.045: fw = 0.2: Q = 60 / 86400qw = fw * Q: rp = 100: qosc = Q * (1 - fw): wor = qw / qosc: di = 0.062: mdw = 1020: g = 9.
31、81: vs = 0.244: e = 0.01524 * 10 (-3)uw = 1: rp = 100start:p1 = pwh + pscDp1 = p1 + dppav = (p1 + Dp1) / 2tav = (twh + twh + h * dth) / 2pav1 = pav / (10 6)tav1 = tav + 273.15rs = 0.02124 * rg * (pav1 * 10 (1.76875 / ro - 0.001638 * tav) 1.205bo = 0.972 + 1.47 * 10 (-4) * (5.6146 * rs * (rg / ro) 0.
32、5 + 2.25 * tav + 40) 1.175mdo = (1000 * ro + 1.2 * rg * rs) / boc = 205735 * (5.625 * 10 (-2) * tav1 + 1) (-3.444)d = 10.313 * (Log(5.625 * 10 (-2) * tav1 + 1) / Log(10) + 1.5051) - 36.447uo = c * (Log(1.067 / ro - 1) / Log(10) + 2.1189) dppc = 4.8677 - 0.3565 * rg - 0.07653 * rg 2tpc = 103.8889 + 1
33、83.3333 * rg - 39.72222 * rg 2pr = pav1 / ppctr = tav1 / tpczg = 1 - 3.52 * pr / (10 (0.9813 * tr) + 0.274 * (pr 2) / (10 (0.9813 tr)mdg = 3.4841 * 10 (-3) * rg * pav / (zg * tav1)k = 2.6832 * 10 (-2) * (470 + mg) * tav1 1.5 / (116.1111 + 10.5556 * mg + tav1)x = 0.01 * (350 + 54777.78 / tav1 + mg)Y
34、= 0.2 * (12 - x)Ug = 10 (-4) * k * Exp(x * (mdg / 1000) Y)bg = psc * zg * tav1 / (pav * tsc)Vwt = -5.7325 * 10 (-3) + 2.40104 * 10 (-4) * (tav1 - 273.15) + 1.78412 * 10 (-6) * (tav1 - 255.37) 2Vwp = -5.0987 * 10 (-7) * pav1 * (tav1 - 255.37) - 6.54435 * 10 (-9) * pav1 2 * (tav1 - 255.37) - 5.20574 *
35、 10 (-5) * pav1 - 4.74029 * 10 (-6) * pav1 2bw = (1 + Vwt) * (1 + Vwp)qg = bg * qosc * (rp - rs)ql = bo * qosc + bw * qwqm = qg + qlwm = (1000 * ro + 1.2 * rg * rp + 1000 * rw * wor) * qosca = 3.1415926 * di 2 / 4vsg = qg / avsl = ql / avm = vsg + vslmdl = mdo * (1 - fw) + mdw * fwngv = vsg * (mdl /
36、 (g * Oo) 0.25lb = 1.071 - 0.7277 * vm 2 / dils = 50 + 36 * ngv * ql / qglm = 75 + 84 * (ngv * ql / qg) 0.75ul = (uw * fw + uo * (1 - fw) / 1000If (qg / qm) 2300 Then f = (1.14 - 2 * Log(e / di + 21.25 / (re 0.9) / Log(10) (-2) Else f = 64 / re End Iftf = f * mdl * (vsl / (1 - hg) 2 / (2 * di)Dphz =
37、 (mdm * g + tf) / (1 - wm * qg / (a 2 * pav)ElseIf (qg / qm) lb And ngv 3000 And reb 8000 Then vbb = vbc GoTo finish1 End If re1 = vm * di * mdl / ul vbc = (0.546 + 8.74 * 10 (-6) * re1) * (g * di) 0.5 reb = vbc * di * mdl / ulIf reb = 8000 Then vbb = vbc GoTo finish1End Iffinish1:If vm 3.048 Then c
38、o = (0.00236 * Log(10 3 * ul + 1) / Log(10) / (di) 1.415 - 0.14 + 0.167 * Log(vm) / Log(10) + 0.113 * Log(di) / Log(10) If co -0.2132 * vm Then co = -0.2132 * vmElse co = (0.00537 * Log(10 3 * ul + 1) / Log(10) / (di) 1.371 + 0.455 + 0.569 * Log(di) / Log(10) - (Log(vm) / Log(10) + 0.516) * (0.0016 * Log(10 3 * ul + 1) / Log(10) / (di) 1.571 + 0.722 + 0.63 * Log(di) / Log(10) If co 2300 Then f = (1.14 - 2 * Log(e / di + 21.25 / (re1 0.9) / Log(10) (-2) Else f = 64 / re1 End If tf = f * mdl * vm 2 * (ql + vbb * a) / (qm + vbb * a) + co) / (2 * di) Dphz = (mdm * g +
