合理沉没度的计算表达式

王喜梅，陆登峰

（中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂，江苏江都225265）

合理沉没度的计算表达式

王喜梅，陆登峰

（中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂，江苏江都225265）

在有杆泵抽油系统中，沉没度是一个很关键的技术参数，每口抽油机井在一定的机杆泵匹配条件下，存在一最佳沉没度，使系统效率最高，此最佳的沉没度即为合理沉没度。通过公式推导，数据拟合，最终根据含水＜40%，40%＜含水＜70%，含水＞70%分三类确定出了沙埝油田合理沉没度的计算表达式。

沙埝油田；沉没度；系统效率；含水率

1　合理沉没度的表达式推导

1.1系统效率的表达式推导

系统效率［1］：

有效功率［2］：

理论排量［2］：

当含水一定时，泵效与沉没度符合指数函数［3］（a、b为常数［4］）。即：

对于沙埝油田套压基本为零，油压也均在1.0 MPa左右，所以：po-pt≈1；沙埝油田纯原油密度基本为固定值（取值为0.835 t/m3）。即：ρo≈0.835。则系统效率［5］可表达为：

其中：

上式中：η-机采系统效率，%；η泵-泵效，%；p有效-有效功率，kW；p电机-电机输出功率，包括有功功率与无功功率，kW；g-重力加速度，m/s2；Q-油井产液量，m3/d；H-有效扬程，m；Hd-动液面深度，m；HS-沉没度，m；HP-下泵深度，m；ρ-油井混合液密度，t/m3；po-油井回压（油压），MPa；pt-油井套压，MPa；fw-油井液质量含水率，%；ρo-纯原油密度，t/m3；ρw-地层水密度，t/m3；D-泵径，m；S-冲程，m；Q理-理论产量，m3/d；n-冲次，次/分钟。

1.2求合理沉没度的表达式

对函数求一阶导数

由于b＜0，所求的合理的沉没度表达式为：

1.3求取a、b值

通过对沙埝地区油井的系统效率、沉没度、含水等进行的统计。经过对数据的初步分析［7］发现：在沉没度变化不大的情况下，系统效率随含水的变化而发生变化（见图1），所以以下分析将根据含水不同进行分类。

把公式（4）两边取自然对数，以沉没度的倒数为横坐标，以泵效的对数为纵坐标，从而把公式（4）转变为线性函数，统计沙埝油田泵径均为38型，油气比均小于20的井的泵效，井号，沉没度，含水等，作出不同含水的拟合图（见图2～图4）。

根据函数的性质得：

当含水＜40%时：b=-87.304、a=e4.4298=83.95

当40%＜含水＜70%时：b=-51.423、a=e4.344=77.01

当含水＞70%：b=-11.8、a=e4.1217=61.66

图1　不同含水的系统效率变化图

图2　含水＜40%时的拟合图

图3　40%＜含水＜70%时的拟合图

图4　含水＞70%时的拟合图

2　结论

（1）沙埝油田合理沉没度计算表达式如下：

（2）随着含水的增加，以系统效率为目标函数的合理沉没度有减小的趋势。

［1］邹艳霞.采油工艺技术［M］.北京：石油工业出版社，2006：100-250.

［2］张琪.采油工程原理与设计［M］.东营：中国石油大学出版社，2006：121-123.

［3］谭多鸿.抽油机井合理沉没度的确定［J］.石油天然气学报，2007，29（1）：147-148.

［4］何海燕，张燕，刘斌，等.合理沉没度的确定［J］.化工管理，2014，（3）：178.

［5］韩文琼.抽油机井沉没度优化探讨［J］.内蒙古石油化工，2014，（6）：78.

［6］周娜，等.胜坨油田抽油机井沉没度的优化分析［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-），工程师，2007年毕业于西安石油大学石油工程专业，学士，主要从事采油工程工作，邮箱：wxm_jy@163.com。