海上定向井射流泵举升稠油工艺设计

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射流泵举升作为一种重要的人工举升方法,因其井下无运动部件、排量范围大等优点,对海上斜井、定向井比有杆泵具有较好的适应性,采用加热后的地层产出水作为其动力液开采稠油,对我国稠油油藏的开发具有重要意义。 正确预测井筒流体压力、温度分布是节点系统分析求解的基础,本文从质量、动量、能量守恒原理以及井筒径向传热理论出发,建立了预测井筒流体压力、温度分布的数学模型。该模型考虑了井身结构、油管柱结构、焦耳-汤姆逊系数、环空传热介质及地层热物理性质沿井深的变化。对定向井井筒压力分布,计算时根据井斜角的变化采取分段计算的方法。 定向井、斜井的井底流入动态较直井复杂,考虑井斜角对流入动态的影响,不同的井斜角采用相应的方程计算。在稠油流动过程中,压力损失主要表现为摩阻损失,因此,在定向井中,直井段和斜井段的压降梯度有所不同,流体粘度梯度在直井段和斜井段也有差异。 本文采用将射流泵作为函数节点,提出以温度平衡点分析的方法将井口温度作为未知量迭代计算了井筒温度的分布,由于不同井深处的传热介质不同以及动力液和产出液温差的变化,井筒温度成非线性分布,温度平衡点深度即动力液对井筒的加热深度随着井口注入流体的温度而改变。从而导致了产出流体粘度的改变。 在考虑气蚀的前提下,以初始产量和泵挂深度为条件,计算不发生气蚀的所有喷嘴喉管组合并以射流泵效率最高为目标,选出一组最优组合并计算了相应的地面系统参数,对选出泵的工作参数进行优化。以地层产出水加热后作为射流泵动力液从环空注入,对产出液进行加热,可以有效地降低产出液的粘度,增加其流动性,对稠油油藏是一个有效的方法。 本文以渤海埕北油田CB—A19井的基本数据进行了举升工艺设计并用VB语言编制了相应的优选和分析程序,计算了在不同生产条件下(如产量、泵挂深度等的变化)动力液排量、地面泵运转压力、地面泵功率、射流泵效率等参数,并对其进行了优化,为设计和选择合理的射流泵抽油系统以及对射流泵工作参数的优化选择提供了重要的依据。
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