合理沉沒度的計算表達式

王喜梅，陸登峰

（中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司采油一廠，江蘇江都225265）

合理沉沒度的計算表達式

王喜梅，陸登峰

（中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司采油一廠，江蘇江都225265）

在有桿泵抽油系統中，沉沒度是一個很關鍵的技術參數，每口抽油機井在一定的機桿泵匹配條件下，存在一最佳沉沒度，使系統效率最高，此最佳的沉沒度即為合理沉沒度。通過公式推導，數據擬合，最終根據含水＜40%，40%＜含水＜70%，含水＞70%分三類確定出了沙埝油田合理沉沒度的計算表達式。

沙埝油田；沉沒度；系統效率；含水率

1　合理沉沒度的表達式推導

1.1系統效率的表達式推導

系統效率［1］：

有效功率［2］：

理論排量［2］：

當含水一定時，泵效與沉沒度符合指數函數［3］（a、b為常數［4］）。即：

對于沙埝油田套壓基本為零，油壓也均在1.0 MPa左右，所以：po-pt≈1；沙埝油田純原油密度基本為固定值（取值為0.835 t/m3）。即：ρo≈0.835。則系統效率［5］可表達為：

其中：

上式中：η-機采系統效率，%；η泵-泵效，%；p有效-有效功率，kW；p電機-電機輸出功率，包括有功功率與無功功率，kW；g-重力加速度，m/s2；Q-油井產液量，m3/d；H-有效揚程，m；Hd-動液面深度，m；HS-沉沒度，m；HP-下泵深度，m；ρ-油井混合液密度，t/m3；po-油井回壓（油壓），MPa；pt-油井套壓，MPa；fw-油井液質量含水率，%；ρo-純原油密度，t/m3；ρw-地層水密度，t/m3；D-泵徑，m；S-沖程，m；Q理-理論產量，m3/d；n-沖次，次/分鐘。

1.2求合理沉沒度的表達式

對函數求一階導數

由于b＜0，所求的合理的沉沒度表達式為：

1.3求取a、b值

通過對沙埝地區油井的系統效率、沉沒度、含水等進行的統計。經過對數據的初步分析［7］發現：在沉沒度變化不大的情況下，系統效率隨含水的變化而發生變化（見圖1），所以以下分析將根據含水不同進行分類。

把公式（4）兩邊取自然對數，以沉沒度的倒數為橫坐標，以泵效的對數為縱坐標，從而把公式（4）轉變為線性函數，統計沙埝油田泵徑均為38型，油氣比均小于20的井的泵效，井號，沉沒度，含水等，作出不同含水的擬合圖（見圖2～圖4）。

根據函數的性質得：

當含水＜40%時：b=-87.304、a=e4.4298=83.95

當40%＜含水＜70%時：b=-51.423、a=e4.344=77.01

當含水＞70%：b=-11.8、a=e4.1217=61.66

圖1　不同含水的系統效率變化圖

圖2　含水＜40%時的擬合圖

圖3　40%＜含水＜70%時的擬合圖

圖4　含水＞70%時的擬合圖

2　結論

（1）沙埝油田合理沉沒度計算表達式如下：

（2）隨著含水的增加，以系統效率為目標函數的合理沉沒度有減小的趨勢。

［1］鄒艷霞.采油工藝技術［M］.北京：石油工業出版社，2006：100-250.

［2］張琪.采油工程原理與設計［M］.東營：中國石油大學出版社，2006：121-123.

［3］譚多鴻.抽油機井合理沉沒度的確定［J］.石油天然氣學報，2007，29（1）：147-148.

［4］何海燕，張燕，劉斌，等.合理沉沒度的確定［J］.化工管理，2014，（3）：178.

［5］韓文瓊.抽油機井沉沒度優化探討［J］.內蒙古石油化工，2014，（6）：78.

［6］周娜，等.勝坨油田抽油機井沉沒度的優化分析［J］.中外能源，2014，（12）：56-58.

TE933.1

A

1673-5285（2016）09-0047-02

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.09.011

2016－07-21

王喜梅，女（1984-），工程師，2007年畢業于西安石油大學石油工程專業，學士，主要從事采油工程工作，郵箱：wxm_jy@163.com。