能耗最低机采系统设计方法的研究及应用

为了有效地降低有杆泵抽油系统能耗及提高抽油机井系统效率,建立了一套有杆泵抽油系统输入功率理论计算体系。该体系将有杆抽油系统输入功率划分为有效功率、地面损失功率、井下粘滞损失功率、井下滑动损失功率及溶解气膨胀功率5部分。分析了各部分功率的影响因素,确定了抽油系统输入功率与物性参数、井斜参数、设备参数及生产参数组合间的函数关系式。根据新的输入功率计算体系,提出了以能耗最低或以成本最低为目标函数的机采系统设计方法。运用该方法进行机采参数优化,能够确定最经济机采参数组合。现场应用表明,该方法可以有效降低抽油机井系统能耗,大幅度提高机采系统效率。     

抽油机井地面损失功率计算方法的研究与认识

系统地分析了有杆泵抽油系统的地面抽油机的能量损耗和电机的能量损耗的发生规律,指出了造成各部分损失功率的因素,分析了抽油机井地面损失功率的构成,提出了抽油机井地面损失功率的计算方法,从理论上推导出了抽油机井地面损失功率的计算公式,实践证明了该计算方法的普遍适用性,为理论计算抽油井输入功率提供了重要基础,对提高机采系统效率具有指导意义。     

机采井多参数整体优化技术

机采井多参数整体优化技术以低能耗为设计原则，将抽油机井系统输入功率合理划分为地面损失功率、粘滞损失功率、滑动损失功率、溶解气膨胀功率和有用功率5部份，并建立相应的数学模型，在产液量不变的前提下，综合考虑抽油机井各运行参数分组整合后对系统效率的影响，合理优化了机、杆、泵等抽汲参数。     

提高机械采油系统效率的理论研究及应用

提出了将有杆泵抽油系统输入功率划分为有效功率、地面损失功率、井下粘滞损失功率、井下滑动损失功率、溶解气膨胀功率5部分的新观点,找出了各部分功率的影响因素,并确定了其函数关系.建立了油井在各种不同物性参数、井斜参数、设备参数、生产参数组合条件下所对应输入功率的数学计算公式,提出了以能耗最低或以成本最低为原则的确定机采参数的新方法.据此找出的最经济机采参数组合能大幅度提高机采系统效率,从而实现经济采油的目标.     

机采井多参数整体优化技术在葡萄花油田的应用与评价

机采井多参数整体优化技术以低能耗为设计原则，将抽油机井系统输入功率合理划分为地面损失功率、粘滞损失功率、滑动损失功率、溶解气膨胀功率和有用功率五部分，并建立相应的数学模型，在产液量不变的前提下，综合考虑抽油机井各运行参数分组整合后对系统效率的影响，合理优化机、杆、泵等抽汲参数。通过100口井现场试验数据表明，在提液增产与能耗增加之间的矛盾日益加剧的油田开发中高含水期，该技术是一项极为实用、高效且具有广阔推广前景的节能降耗新技术。     

有杆泵抽油系统地面损失功率计算方法的探索

系统分析了有杆泵抽油系统地面抽油机的能量损耗和电机能量损耗的发生规律，指出造成各部分损失功率的因素，并给出计算地面损失功率的公式。     

通过优化抽油系统设计提高抽油机井运行效率

从分析抽油系统的功率消耗入手,把抽油系统的能量输入构成分解为电机输入电能和气体膨胀功,能量消耗构成分解为有用功、抽油机损耗功、粘滞损耗功和滑动摩擦损耗功,摸索出了一种实用的抽油系统效率计算方法。提出并实践了提高系统效率的途径和方法:利用功率计算公式,计算各种抽油参数组合下的系统效率,并以系统效率较高、收益较好为目标,采取"多中择优"的参数组合设计方法选取一套抽油参数,达到抽油系统设备配置和参数选择的优化设计目的。现场应用表明,该技术能够较大幅度地提高系统效率,经济效益显著。     

抽油机变频调速智能控制技术研究

地面电动机功率损耗及井下泵效较低是引起机采井系统效率低下的主要原因。利用抽油机变频调速智能控制技术改造常规有杆泵抽油机,改变其原有工作制度,无级调节抽油机冲次及上、下冲程的速度比,优化抽汲参数,是提高机采井系统效率的有效途径。试验证明,抽油机智能控制技术从地面效率和井下效率上均可提高机采井抽油系统效率。利用变频调速控制技术结合地面设备再优化井下抽油杆柱和抽油泵配置,优化泵的抽汲参数,确定最佳的举升工艺,同时提高抽油机井现场管理水平,则可以最大限度地提高有杆抽油系统效率。     

有杆抽油系统的经济运行

在对有杆抽油系统进行能耗分析的基础上,找出了其能耗分布规律。地面设备的损失主要是电动机的功率损失和机械摩擦损失;井下设备的损失主要是机械摩擦损失、弹性变形损失和水力损失,它们不同程度地反映出地面或井下设备的运行状况。根据有杆抽油系统的运行特点,并考虑影响有杆抽油系统能耗的因素,提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。     

有杆抽油系统井下能耗研究

随着有杆抽油系统能耗问题的日益尖锐和研究的不断深入,从系统能耗角度确定有杆抽油系统的损失功率虽然有了很大进展,但还存在很多的缺陷。针对该问题归纳总结了有杆抽油系统井下损失功率的计算方法,分析并指出了存在的缺陷,如:解波动方程的方法求取杆液摩擦损失比较复杂,而且依赖于各区块的摩擦阻尼系数,不便于推广应用,而现场数据回归公式求取杆液摩擦方法需要大量实测数据,工作量大,也不利于推广应用。为此提出了新的井下损失功率计算分类方法,推导了以井筒流体为对象的杆-液、管-液能耗计算模型。该模型既能满足能耗计算精度要求,又进行了适当的近似简化,为从计算角度确定有杆抽油系统效率提供了理论支持。     

气田燃气式增压机烟气余热发电初探

为了提高气田增压机的能量利用效率、减少热排放污染,采用?分析方法,对烟气余热品质(做功能力)进行了评价。基于气田增压站地理位置普遍较偏僻、供电成本高、电力供应稳定性较差的实际情况,拟采用有机朗肯循环(ORC)对气田增压机烟气余热进行回收利用发电;根据现场测试的烟气参数,利用热力学模型、传热模型和系统经济性模型对烟气余热发电技术方案进行了优化。研究结果表明:①四冲程燃气式增压机能量利用率较低,输入能量仅有30%转化为有用功,约有33%的热量以烟气形式排出;②烟气值为342 kW,?百分比为34.8%,具有较高的品质,若被充分利用可使得增压机能量利用效率提高10%;③利用增压机烟气余热发电的功率和投资回收周期受工质种类、工质蒸发压力、冷凝温度和烟气换热后温度的影响较为明显,发电功率变化范围为10～80 kW,投资回收周期为3.0～6.5年;⑤对ORC工作参数进行优化后的余热发电功率为66.73～82.00 kW,可满足增压机工作的基本供电需求,投资回收周期为3.2～3.8年。结论认为,该研究成果可以为气田增压站烟气余热回收利用提供一项选择方案。     

机械采油井井口压力确定方法研究

机械采油井井口压力与诸多因素有关，其大小对地面油气集输系统投资、能耗和采油系统功率消耗有较大影响。为使总体效益达到最佳，综合考虑集输系统和采油系统，以集输系统的投资、能耗和采油系统的功率消耗最小为目标函数，以采油井井口压力、集油管线温度、掺水管线的温度和压力、管径取值范围为约束条件，建立了整体优化数学模型。该模型属非线性规划问题，可采用直接序列二次规划法进行求解。所编制的软件用于实际，可减少投资和能耗。     

机械采油井井口压力确定方法研究

机械采油井井口压力与诸多因素有关,其大小对地面油气集输系统投资、能耗和采油系统功率消耗有较大影响。为使总体效益达到最佳,综合考虑集输系统和采油系统,以集输系统的投资、能耗和采油系统的功率消耗最小为目标函数,以采油井井口压力、集油管线温度、掺水管线的温度和压力、管径取值范围为约束条件,建立了整体优化数学模型。该模型属非线性规划问题,可采用直接序列二次规划法进行求解。所编制的软件用于实际,可减少投资和能耗。     

人工举升技术现状与发展趋势

人工举升是采油工程的关键技术环节,经过几十年的发展,形成了抽油机、螺杆泵、电潜泵、气举等多项举升技术,满足了常规采油的需要,但同时也存在着效率低、能耗高、检泵周期短等系列问题。随着油井举升工况越来越复杂,采油成本不断上升,促使人工举升朝着更加高效、节能、环保、可靠的方向发展。结合不同的油井举升难题,应开展针对性技术研究:攻关同井注采技术,以解决高含水油井无效水循环难题;开发电潜往复柱塞泵等无杆举升技术,以解决油井杆管偏磨、能耗高难题;研发新材料和新工艺,以解决特殊流体举升难题等;研究油井举升优化配套技术,以提高举升工况监测和诊断水平、实现人工举升提效、降低采油成本。     

气举排水采气系统效率计算方法探讨

气举是目前行之有效的人工举升排水采气工艺,适用于水淹井复产、助排和气藏排水.气举系统是一个非常严密的系统,包括压缩机组、注入通道、气举阀和举升通道几个部分.任一子系统的变化都将影响整个系统的运行.文章从系统的角度出发,基于能量守恒,建立了评价气举井系统效率、压缩机组效率、注气效率、气举阀效率、举升效率的数学模型.因为国内外少见相关的技术资料,所以文章的方法具有探索性.     

气体射流泵举升工艺及应用

介绍国内外气体射流泵用于油气井人工举升的简况,阐述其作用机理、优点及局限性,分析用于排水采气井的实际效果、应用条件;认为气体射流泵工艺是具有气举工艺的优点,又比半闭式气举效率更高、效果更好,应积极推广的工艺,因其应用条件与半闭式气举相同,故在气举井上作为接替工艺尤为简便可行。     

电泵气举智能耦合举升工艺技术研究

海上已开发的油气田中存在大量与油藏共生的天然气藏。在以往开发中单独开采气层或者油层,不能实现油气层同采,其原因在于二者产量和压力难以平衡。为提高油气资源利用率及采收率,开发了电泵与气举智能耦合举升工艺,可根据生产需要实现自喷、气举、电泵、电泵与气举4种举升方式的任意转换,达到油气同采中压力与产量的协调,且可适用于各阶段的排液需求,延长管柱使用寿命。该工艺实现了可控制的油气同采,合理利用了气层的能量和气体的举升能力,充分释放油层的产能,既能增加生产井油气产出,也减少了后期人工举升的投入。该工艺还可用于深水井筒举升及远输,具有较好的应用前景。     

深井连续气举系统的参数设计及优化配气方法

深井用伴生气经压缩机增压后进行气举采油,将碰到起下油管作业费用大、地面注气压力有限、气源将可能不足以满足各井需求等问题。本文介绍对这些问题的解决办法,提出了3年不动管柱仍能有效工作的气举参数设计思想,建立了连续气举系统优化配气的数学模型,编制出设计程序,并用实例说明了所述方法的可行性。     

球塞气举排水采气工艺技术研究与应用

球塞气举工艺是采用U型双管柱（-注-采），在注入气流中投入气举球作为气液相问的固体界面，以实现稳定的段塞流状态，可有效地防止液体回落，从而改善气举过程的稳定型，降低气液相间的滑脱损失，减小注气量，提高其举升效率。文中就球塞气举工艺的研究及现场应用情况进行了介绍和分析，并对今后该工艺的进一步完善和推广提出了认识和建议。