采油方式综合评价决策与单井优化设计软件

采油方式综合评价决策与单井优化设计软件该系统软件包是应用于油田新区块举升方式评价与优化、老区块举升方式适应性评价、各种举升方式单井优化设计等领域的大型计算软件包。该软件的目标是在进行各种采油方式对某油田(或区块)适应性和完成油田开发总体方案中油藏工程设计产量指标的可行性分析的基础上，选择技术上可行、经济上合理的采油方式，并确定举升设备、操作参数和预测工况指标。一、主要功能单井优化设计举升方式优化不同采油方式的油井生产动态模拟输出:选定的采油方式、设备操作参数、工况指标模糊综合评价法动态指标处理分析经济指标分析经济评价法抽油机井单井优化设计软件电潜泵井单井优化设计软件螺杆泵井单井优化设计软件射流泵井单井优化设计软件气举井单井优化设计软件系统效率目标IPR曲线、多相流最大产量设计定产量设计最大产量目标IPR曲线、多相流最大产量设计定产量设计IPR曲线、多相流最大产量设计定产量设计IPR曲线、多相流最大产量设计定产量设计IPR曲线、多相流最大产量设计定产量设计变频调速设计不可变频设计变频调速设计不可变频设计注气量优化气举阀配置举升方式综合评价与决策软件最大产量设计地质配产设计抽汲参数、杆柱组合、杆柱附件、工况指标泵型、级数、电机、电缆、油嘴、变频、工况指标泵型、级数、电机、杆柱、变频、工况指标注气量、注气压力、气举阀配置、工况指标喉管、喷嘴、动力液注入量、动力液注入压力、工况指标二、具体功能采油方式综合评价系统主要包括以下内容：油井产能研究、不同采油方式生产模型建立及最优方案设计研究、不同采油方式经济评价模型建立及综合评价。在本研究中主要应用系统节点分析法对游梁机有杆泵、螺杆泵、电潜泵等多种抽油进行了优化设计, 得出了各种方式的优化后工况参数,仅仅是实现了单项目标的优化还不够, 还将就每种采油方式对该油藏的适应性进行了综合评价。采油方式综合评价的主要任务是：在应用油井生产动态模拟器确定出不同采油方式在各含水阶段的生产技术指标基础上，综合考虑经济、管理、现场适应性、生产条件等各种因素后对不同采油方法作出评价。2.1井位图建立井位图，对油井建立各个区块，根据各个区块进行分别模拟设计，也可对区块中的某个单独的井型进行设计。 软件中的操作都可以在井位图上进行，方便数据的录入与查询。2.2采油方式评价2.2.1产能预测对区块进行整体产能预测和对单井进行产能预测。2.2.2采油方式模拟对各种采油方式在区块的适应性分别作出模拟。2.2.3综合评价采用模糊数学的方法，对整个区块的采油方式作出评价，按照决策系数选出最适应的采油方式。2.3单井优化设计2.3.1产能预测2.3.2自喷井预测判断单井能否自喷，计算最大自喷产量，确定停喷时间。2.3.3优化设计对新井或者老井的各种采油方式进行分析，进行参数优化设计。2.3.4井筒温度压力计算三、软件设计思路3.1 游梁机有杆泵抽油游梁机有杆泵抽油模拟器以抽油井的供排协调为原则，首先绘制油井供液能力曲线，然后根据游梁式抽油系统可能的泵径(p)、冲程()、冲次()组合共有组，绘制抽油泵排出特性曲线，构成油井的“供排协调图”。在泵的排量满足产量要求的同时,选取适当的泵效、井下效率范围对应的抽汲参数组合作为入选结果，对入选方案进行综合评价后产生最佳方案。基本数据输入一系列下泵深度一系列冲程一系列冲数一系列泵径计算泵的理论排量设定一系列的流压Pwfi根据油井IPR曲线，计算不同流压下的产量根据下泵深度，得到吸入口压力、充满系数等以井口压力为起点，计算泵排出口压力、温度进行杆柱设计，计算最大、最小载荷、冲程损失、杆柱组合根据计算出的冲程损失，计算当前的产量Qzi绘制油井流出曲线绘制油井流入曲线得到协调点及协调点的产量Q计算工况指标、泵效、冲程效率、井下系统效率不同抽汲参数下（泵深、冲数、冲程、泵径）的工况指标多目标综合评判（产量、泵效、冲程效率、井下系统效率）得出最优方案、泵深、冲数、冲程、泵径、杆柱组合图2 游梁机有杆泵抽油模拟器程序框图3.2 电潜泵抽油电潜泵抽油生产系统模拟器是以油井生产系统为对象，以油井供液能力（IPR）为依据，以整个系统的协调为基础，把获得规定产量（或给定设备下）下的最高效率和最低能耗作为设计目标，在设计中采用了系统节点分析的方法。主要计算包括：（1）计算油井供液能力（IPR）；(2)确定合理的下泵深度和排液量；(3)优选电潜泵泵型和确定合理的泵级数；(4)选择符合功率要求的电机；(5)计算井下压力、温度、泵效、功率、效率等工况参数。图3 电潜泵抽油模拟器程序框图3.3 地面驱动螺杆泵抽油地面驱动螺杆杆泵抽油模拟器是在满足由油井供液能力所确定的产量的前提下确定下泵深度、选择泵型和计算工作参数，使效率最高和能耗最小。设计时分别以井口压力和油藏压力为起点计算泵的排出压力和入口压力，根据产量按选定泵型后，根据修正后的特性曲线和设计排量求出泵的实际扬程、功率和效率。利用泵两端的压差和泵的单级扬程可计算出泵的泵排量、泵效率和功率等。计算机优化设计中, 流入动态关系(IPR)曲线采用了油气水三相流动时的广义IPR曲线方法等多种方法；垂直管流的压降计算采用了油气水多相管流计算方法, 把获得规定泵口压力下的最高产量和最低能耗为设计目标，并获得螺杆泵机组工作参数(泵型、泵深、杆柱组合等)和工况指标(载荷、功率、效率、吨油耗电量等)等参数。计算泵口压力温度以及井口到泵口的沿程温度，压力分布输入基本数据和泵的数据计算IPR曲线确定最大产量Qtm确定最大的配产系数KQ确定设计产量Qp=KQ*Qtm计算井底流压井筒温度，压力分布确定下泵深度泵充满系数法确定沉没度法选泵自动选泵人工选泵能否选出泵KQ=KQ-0.05DK0.028杆柱设计与校核KQ=KQ-0.05工况指标计算 图4 地面驱动螺杆泵抽油程序框图3.4 射流泵抽油射流泵抽油生产系统模拟器是以油井生产系统为对象，以油井供液能力（IPR）为依据，以整个系统的协调为基础，把获得规定产量（或给定设备下）下的最高效率和最低能耗作为设计目标，在设计中采油了系统节点分析的方法。主要计算包括：（1）计算油井供液能力（IPR）；（2）确定合理的下泵深度和排液量；（3）优选射流泵泵型和确定合理的喷嘴和喉管直径；（4）选择符合功率要求的地面泵；（5）计算井下压力、温度、泵效、功率、效率等工况参数。根据油层生产情况计算IPR曲线，计算设计产量下的流压、泵挂深度计算泵的沉没压力、吸入口温度以及排出压力根据预设数据计算动力液进入喷嘴前的压力以及举升率根据特性曲线选择喷射率以及泵效泵效15%增大地面压力地面压力额定压力减少产量计算动力液的流量根据流量计算喷嘴与喉管的直径选择标准的喷嘴与喉管以及计算面积比是否气蚀是否是否是否计算地面功率以及井口温度输入原始数据 图5 射流泵抽油模拟器程序流程图3.5 气举采油气举采油模拟器对气举井系统工作进行优化时，一般是从给定的注入高压气体的压力出发，因为注气压力当油田开发设计时已确定。因此，气举井工作的优化就是确定注入高压气体的流量（耗量），保证以一定的最优化准则取出相应数量的原油。气举井系统工作的优化准则有以下3个：（1）当给定注气量时，保证最大的总采油量；（2）当给定注气量或注气量无限制时，保证当前最大的利润值；（3）当给定采油量时，保证最少的注气量。为了确定最优的注气量，必须计算气举时气液混合物沿油管柱的压力分布规律，以建立当地层和油管柱共同工作时的特性曲线。随着油井的注气量增加（当增量恒定时）从最小值（在油井还继续工作的条件下）到较大值，注入气体的每一增量会带来采油量的某些增长，但增长量与前面相比有所减少。随着注气量的继续增加，采油量达到最大值，然后开始下降。假如气举用注入气体必须事先进行压缩的话，那么在气源受限制条件下最优注气量永远小于给出最大采油量时的注气量。知道油井的石油和天然气产量以及压缩气体的费用，就可确定当利润增加值等于生产费用增加值时的注气量，即确定给出最大经济效益的注气量。是输入原始资料确定地层气油比，井底压力，采油指数油井可能自喷？确定注气点深度和注气量以得到油井的最大允许产量：确定起动阀的数目和安装深度比较注气的计算总量与给定值？结果输出得到关系或以及计算按油井分配给定的压缩气体量否计算自喷是图6 气举采油模拟器程序流程图