[发明专利]一种预测油井示功图的方法

摘要

本发明公开了一种预测油井示功图的方法，属于油气生产领域。本发明通过计算第一泵效，并对第一泵效进行分解计算以获取泵示功图，而后以泵示功图为边界条件，应用考虑了杆管偏磨和井斜的第一预设公式自井底泵端向上计算抽油杆上各点的位移与载荷，得到地面示功图，并根据地面示功图获取第二泵效，根据第一泵效和第二泵效获取泵效误差，判断泵效误差是否小于预设数值，是则停止计算，否则以第二泵效代替第一泵效，重复获取对第一泵效进行分解计算之后的过程，直到泵效误差小于预设数值，以泵效误差小于预设数值时获得的地面示功图作为油井初始生产参数设计的参考依据，设计出的生产参数的可靠性较高。

主权项

1.一种预测油井示功图的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：根据给定的泵径、冲程、冲次、抽油杆每级杆柱的直径及长度、油管直径、油井内产量与流压的关系曲线、原油的密度、原油的粘度、天然气的密度和天然气的粘度，获取第一泵效E_pi；步骤2：根据如下公式(1)计算抽油杆上受到的最大载荷P_pmax：P_pmax＝‑W_b+A_pLρ_lg                                    (1)在公式(1)中，W_b为平衡重，A_p为柱塞的横截面积，L为抽油杆的长度，ρ_l为液体的平均密度，g为重力加速度；根据如下公式(2)计算抽油杆上受到的最小载荷P_pmin：P_pmin＝‑W_b                                                     (2)；根据如下公式(3)计算柱塞的理论冲程S_P：S_P＝S×η_变                                             (3)在公式(3)中，S为柱塞的设计冲程，η_变为形变泵效；根据如下公式(4)计算柱塞的有效冲程S_PE：在公式(4)中，K_q为体积系数；根据抽油杆上受到的最大载荷P_pmax、最小载荷P_pmin、柱塞的理论冲程S_P和有效冲程S_PE，获取泵示功图；步骤3：根据井底泵端向上各点的井斜角θ，计算井底泵端向上各点因杆管偏磨产生的轴向力N；根据井底泵端向上各点的井斜角θ、井底泵端向上各点因杆管偏磨产生的轴向力N和如下公式(5)计算地面示功图：在公式(5)中，u为杆柱上各点的载荷，t为时间，s为杆柱上各点的位移，δ为刚体摩擦力的正负号，上冲程时，δ＝+1，下冲程时，δ＝‑1，a、c、h和g′为中间变量，通过如下公式(6)至公式(9)进行计算：在公式(6)至公式(9)中，E_r为抽油杆材料弹性模量，ρ_r为抽油杆材料密度，ρ_r＝7860kg/m³，υ_e为单位长度抽油杆柱的粘滞阻力系数，A_r为抽油杆横截面积，f为抽油杆与油管之间的摩擦系数，f在0.05～0.1之间；步骤4：根据所述地面示功图，获取抽油杆上受到的最大载荷和最小载荷、柱塞的有效冲程和第二泵效E_pp；步骤5：根据所述第一泵效E_pi和所述第二泵效E_pp，计算泵效误差；步骤6：判断所述泵效误差是否小于预设数值，是则停止计算，否则以所述第二泵效E_pp替代所述第一泵效E_pi，并重复步骤2至步骤6。