潛油電泵井產(chǎn)能預(yù)測軟件的設(shè)計

羅代亮

(中原油田石油工程技術(shù)研究院，河南 濮陽 457001)

0 引言

目前潛油電泵機組已經(jīng)系列化，但每口油井的參數(shù)不同[1]，潛油電泵在推薦范圍以外工作可能會使電機過載或欠載，嚴重時可能損壞系統(tǒng)。通過開發(fā)軟件進行潛油電泵選擇優(yōu)化，充分考慮井況和影響油泵選擇的主要因素，高效率準(zhǔn)確地計算出可靠的潛油電泵機組型式[2]，采用簡單易學(xué)的Visual Basic 語言，開發(fā)出潛油電泵選井設(shè)計軟件[3,4]，優(yōu)化潛油電泵機組參數(shù)，滿足現(xiàn)場需求。

1 界面設(shè)計

1.1 潛油電泵選井選泵軟件界面設(shè)計

軟件包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、氣體計算、產(chǎn)能預(yù)測、機組選型設(shè)計等多個部分(圖1)。本文介紹產(chǎn)能預(yù)測部分設(shè)計功能，基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置見表1。

圖1 潛油電泵選井軟件計算界面

表1 基礎(chǔ)參數(shù)屬性列表

1.2 產(chǎn)能預(yù)測界面設(shè)計

在產(chǎn)能預(yù)測功能區(qū)，設(shè)置1 個Frame 控件、7 個Label 控件、2個ComboBox控件、5個TextBox控件。其中，分離器配用可選，油井滲流類型包括純液硫、油氣兩相滲流、油氣水滲流三種類型可選，設(shè)計泵吸入口氣液比由“氣體計算模塊”得到，預(yù)測結(jié)果包括泵吸入口壓力、油層中部流壓、預(yù)測油井產(chǎn)能三項(圖2)。各控件的屬性及參數(shù)值設(shè)置如表2 所示。

圖2 產(chǎn)能預(yù)測界面

表2 產(chǎn)能預(yù)測Frame中主要控件及屬性列表

2 油、氣、水三相滲流時產(chǎn)能預(yù)測計算方法

2.1 油、氣、水滲流時的預(yù)測公式

油、氣、水滲流時流壓由式1-4 確定。

式中：Qb為飽和壓力下的油井產(chǎn)量(m3/d)；Qmi為油氣滲流時理論最大產(chǎn)量(m3/d)；Jo為采油指數(shù)(m3/(MPa·d))；Pb為飽和壓力(MPa)；PR為地層壓力(MPa)；Qmax為純油滲流時的最大產(chǎn)量(m3/d)；Q 為油井產(chǎn)量(m3/d)；fw為含水率(%)；Pwf為流壓(MPa)。

2.2 油、氣、水滲流時的計算

(1)普通賦值語句：是把制定的參數(shù)值賦給某個變量或某個帶有屬性的對象，是為變量和控件屬性賦值的主要方法。如式1 中對飽和壓力下的油井產(chǎn)量計算，油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中包括了采油指數(shù)、飽和壓力、地層壓力三個數(shù)據(jù)，在參數(shù)設(shè)置分別是cyzs.Text(假 設(shè) 為52m3/(MPa·d))，bhyl.Text(假 設(shè) 為8MPa)，dcyl.Text(假設(shè)為11MPa)，式1 的程序編輯為Qb=Val(cyzs.Text)(Val(dcyl.Text)-Val(bhyl.Text))，因為賦值語句兼有計算與賦值的雙重功能，所以此例飽和壓力下的油井產(chǎn)量的輸出結(jié)果156m3/d。

(2)情況語句：一般格式采用“Select Case(測試表達式)：Case(表達式表列)：語句塊：…：End Select”。

流壓的計算就需要用到這一方法，在油、氣、水三相滲流中，流壓計算分為了三個區(qū)間，見式(4)(5)(6)，在代碼編寫過程中以Select Case 開頭，以End Select 結(jié)束。代碼編寫示例：

Select Case Q ′情況語句，提出測試值為Q

Case Is > 0 and≤Qb ′當(dāng)0 ＜Q≤Qb，進行下一步處理

Pwf =PR-Q/Jo ′賦值語句，將式(4)右側(cè)計算結(jié)果賦值給流壓

Case Is > Qb and≤Qmi ′當(dāng)Qb ＜Q≤Qmi，進行下一步處理…… ′賦值語句，將式(5)右側(cè)計算結(jié)果賦值給流壓

Case Else ′其他情況時，進行下一步處理

…… ′賦值語句，將式(6)右側(cè)計算結(jié)果賦值給流壓

End Select ′結(jié)束

(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)語句：比如For 循環(huán)結(jié)構(gòu)、While 循環(huán)結(jié)構(gòu)、Do循環(huán)結(jié)構(gòu)，對復(fù)雜的需不斷重復(fù)計算的部分，在程序設(shè)計中采用循環(huán)結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出軟件計算優(yōu)勢。

3 應(yīng)用舉例

3.1 已知條件

根據(jù)《SY/T 5904—2004 油井電泵選井原則及選泵設(shè)計方法》，附錄有潛油電泵選井原則及選泵設(shè)計方法示例。已知條件：天然氣相對密度0.6，原有相對密度0.86，飽和壓力8MPa，地層壓力11MPa，井底溫度50℃，油層中部深度1120m，油壓1.2MPa，泵掛深度950m，采油指數(shù)52m3/（MPa·d），含水率80%，天然氣壓縮系數(shù)0.86，生產(chǎn)氣油比65m3/m3。示例中，取泵吸入口氣液比25%，查圖得到泵吸入口壓力2.65MPa，油層中部流壓4.3MPa，按油氣水滲流類型計算產(chǎn)量為335m3/d。

3.2 軟件計算

軟件計算結(jié)果見圖3。

圖3 軟件計算結(jié)果

在配套分離器，設(shè)計泵吸入口氣液比25%的條件下，利用軟件進行不同滲流類型的產(chǎn)能預(yù)測，結(jié)果見表3。

表3 不同滲流類型預(yù)測結(jié)果

從計算結(jié)果看，軟件計算出的各項參數(shù)準(zhǔn)確，且利用軟件計算節(jié)約人工，操作方便，計算結(jié)果對比見表4。

表4 計算結(jié)果對比表

4 結(jié)語

相比常規(guī)計算方式，該軟件可視化程度高，操作方便，可快速完成計算，結(jié)果準(zhǔn)確，適用于潛油電泵選井選泵設(shè)計。但是，設(shè)計結(jié)果依賴于潛油電泵井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的掌握，動態(tài)跟蹤潛油電泵井生產(chǎn)數(shù)據(jù)是設(shè)計的關(guān)鍵。