[发明专利]一种确定同轴式双空心抽油杆下入深度的方法

摘要

确定同轴式双空心抽油杆下入深度的方法，应用于油田高凝高蜡原油井，利用同轴式双空心抽油杆采油。首先，采集准备下入同轴式双空心抽油杆的油井参数和同轴式双空心抽油杆的技术参数；其次，将采集的参数带入油井的数学模型。得到井口出油温度C(x，t)的关系函数，即同轴式双空心抽油杆下入深度。然后，依据计算出的下入深度D及井口出油温度C和油井动液面，下入油井管柱和带有同轴式双空心抽油杆的油井杆柱。最后，校核抽油机悬点载荷。效果是：在满足抽油机最大悬点载荷的前提下，实现了凝固点大于35℃的油井，正常生产；油井有效时率平均提高13个百分点，节省了生产运行成本。

主权项

一种确定同轴式双空心抽油杆下入深度的方法，其特征在于：步骤1、采集准备下入同轴式双空心抽油杆的油井参数和同轴式双空心抽油杆的技术参数：a、每千米同轴式双空心抽油杆内循环水的质量M，采用：600kg/千米；b、同轴式双空心抽油杆内热载体软化水流动速率Kv，依据井口安装的循环泵排量计算；循环泵的排量为2m3/h，泵效按60％计算；横截面面积取同轴式双空心抽油杆横截面面积S的二分之一，单位：mm2；其计算公式：Kv＝4Q/πD2；Q为循环泵的排量，单位：m3/h；D为横截面面积；c、同轴式双空心抽油杆下入深度D，单位：m；d、油井井口回压P，单位：MPa；油井井口回压P确定为1.0‑1.5MPa。e、油管横截面面积Ac，单位：mm2；是指内径为76mm，外径89mm的加厚油管内横截面面积；油管横截面面积Ac取4534.16mm2；f、同轴式双空心抽油杆横截面面积S，单位：mm2；取1384.74mm2；g、同轴式双空心抽油杆下端的地层温度X，单位：℃；h、同轴式双空心抽油杆循环水进口温度t，单位：℃；i、井口出油温度C，单位：℃；步骤2、将采集的参数带入油井的数学模型。得到井口出油温度C(x，t)的关系函数。(深度是数学模型中的D，因为要通过迭代法才能计算，一个深度对应一个井口温度，同时井口温度又需要满足井口回压及出油温度) c ( x , t ) = M 2 A c ( πDt ) 1 / 2 exp { - ( x + k v t ) 2 4 Dt - K e t ) } - K V ′ K V ′ + Σ K i · P K H [ 1 + exp ( - K e t ) ] 其中：C为井口出油温度，单位：℃； K e = K V ′ + Σ K i 1 + K p S M为同轴式双空心抽油杆内热载体软化水的水量，单位：kg/千米； K V ′ = K v / D ; Kv为同轴式双空心抽油杆内热载体软化水的流动速率；D为同轴式双空心抽油杆下入深度，单位：m；∑Ki为一级动力学转化速率，取0.55～0.60；P为油井井口回压，单位：MPa；KH为亨利常数；这里指O2的亨利常数4.40×106；Kp为分配系数；Ac为油管横截面面积，单位：mm2；S为同轴式双空心抽油杆横截面面积，单位：mm2；X为同轴式双空心抽油杆深度处的温度，单位：℃；t，同轴式双空心抽油杆热载体软化水进口温度，单位：℃。步骤3、依据步骤2计算出的下入深度D及井口出油温度C和油井动液面，下入油井管柱和带有同轴式双空心抽油杆的油井杆柱包括：油井管柱自井口从上至下依次螺纹连接有外径为89mm的加厚油管、外径为89mm变外径为73mm的油管变扣接头、外径为73mm的平式油管、抽油泵泵筒、外径为73mm的筛管、外径为73mm的导锥。油井杆柱自井口从上至下依次螺纹连接有外径为42mm的同轴式双空心抽油杆、外径为42mm变外径为25mm的抽油杆变扣接头、外径为25mm的D级抽油杆、外径为22mm的HY级抽油杆、外径为19mm的HY级抽油杆和抽油泵柱塞，抽油泵柱塞在油井管柱的抽油泵泵筒内。在同轴式双空心抽油杆的下端有内空心通道与外空心通道连通孔道。热载体软化水能从内空心通道流入外空心通道。外径为89mm的加厚油管的下入深度比对应的外径为42mm的同轴式双空心抽油杆长100m。步骤4、确定同轴式双空心抽油杆下入深度后，校核抽油机悬点载荷。检验所用地面抽油机功率和提升力是否满足需要。Pmax＝P空杆+P杆+P液+Pf式中：Pmax为抽油机悬点最大载荷，t；P空杆为同轴式双空心抽油杆在液体中的重量，t；P杆为普通杆在液体中的重量，t；P液为作用在活塞上的液柱载荷，t。