潜油电泵井产能预测软件的设计

罗代亮

(中原油田石油工程技术研究院，河南 濮阳 457001)

0 引言

目前潜油电泵机组已经系列化，但每口油井的参数不同[1]，潜油电泵在推荐范围以外工作可能会使电机过载或欠载，严重时可能损坏系统。通过开发软件进行潜油电泵选择优化，充分考虑井况和影响油泵选择的主要因素，高效率准确地计算出可靠的潜油电泵机组型式[2]，采用简单易学的Visual Basic 语言，开发出潜油电泵选井设计软件[3,4]，优化潜油电泵机组参数，满足现场需求。

1 界面设计

1.1 潜油电泵选井选泵软件界面设计

软件包括基础数据、气体计算、产能预测、机组选型设计等多个部分(图1)。本文介绍产能预测部分设计功能，基础参数设置见表1。

图1 潜油电泵选井软件计算界面

表1 基础参数属性列表

1.2 产能预测界面设计

在产能预测功能区，设置1 个Frame 控件、7 个Label 控件、2个ComboBox控件、5个TextBox控件。其中，分离器配用可选，油井渗流类型包括纯液硫、油气两相渗流、油气水渗流三种类型可选，设计泵吸入口气液比由“气体计算模块”得到，预测结果包括泵吸入口压力、油层中部流压、预测油井产能三项(图2)。各控件的属性及参数值设置如表2 所示。

图2 产能预测界面

表2 产能预测Frame中主要控件及属性列表

2 油、气、水三相渗流时产能预测计算方法

2.1 油、气、水渗流时的预测公式

油、气、水渗流时流压由式1-4 确定。

式中：Qb为饱和压力下的油井产量(m³/d)；Qmi为油气渗流时理论最大产量(m³/d)；Jo为采油指数(m³/(MPa·d))；Pb为饱和压力(MPa)；PR为地层压力(MPa)；Qmax为纯油渗流时的最大产量(m³/d)；Q 为油井产量(m³/d)；fw为含水率(%)；Pwf为流压(MPa)。

2.2 油、气、水渗流时的计算

(1)普通赋值语句：是把制定的参数值赋给某个变量或某个带有属性的对象，是为变量和控件属性赋值的主要方法。如式1 中对饱和压力下的油井产量计算，油井的基础数据中包括了采油指数、饱和压力、地层压力三个数据，在参数设置分别是cyzs.Text(假 设 为52m3/(MPa·d))，bhyl.Text(假 设 为8MPa)，dcyl.Text(假设为11MPa)，式1 的程序编辑为Qb=Val(cyzs.Text)(Val(dcyl.Text)-Val(bhyl.Text))，因为赋值语句兼有计算与赋值的双重功能，所以此例饱和压力下的油井产量的输出结果156m3/d。

(2)情况语句：一般格式采用“Select Case(测试表达式)：Case(表达式表列)：语句块：…：End Select”。

流压的计算就需要用到这一方法，在油、气、水三相渗流中，流压计算分为了三个区间，见式(4)(5)(6)，在代码编写过程中以Select Case 开头，以End Select 结束。代码编写示例：

Select Case Q ′情况语句，提出测试值为Q

Case Is > 0 and≤Qb ′当0 ＜Q≤Qb，进行下一步处理

Pwf =PR-Q/Jo ′赋值语句，将式(4)右侧计算结果赋值给流压

Case Is > Qb and≤Qmi ′当Qb ＜Q≤Qmi，进行下一步处理…… ′赋值语句，将式(5)右侧计算结果赋值给流压

Case Else ′其他情况时，进行下一步处理

…… ′赋值语句，将式(6)右侧计算结果赋值给流压

End Select ′结束

(3)循环结构语句：比如For 循环结构、While 循环结构、Do循环结构，对复杂的需不断重复计算的部分，在程序设计中采用循环结构，体现出软件计算优势。

3 应用举例

3.1 已知条件

根据《SY/T 5904—2004 油井电泵选井原则及选泵设计方法》，附录有潜油电泵选井原则及选泵设计方法示例。已知条件：天然气相对密度0.6，原有相对密度0.86，饱和压力8MPa，地层压力11MPa，井底温度50℃，油层中部深度1120m，油压1.2MPa，泵挂深度950m，采油指数52m3/（MPa·d），含水率80%，天然气压缩系数0.86，生产气油比65m3/m3。示例中，取泵吸入口气液比25%，查图得到泵吸入口压力2.65MPa，油层中部流压4.3MPa，按油气水渗流类型计算产量为335m3/d。

3.2 软件计算

软件计算结果见图3。

图3 软件计算结果

在配套分离器，设计泵吸入口气液比25%的条件下，利用软件进行不同渗流类型的产能预测，结果见表3。

表3 不同渗流类型预测结果

从计算结果看，软件计算出的各项参数准确，且利用软件计算节约人工，操作方便，计算结果对比见表4。

表4 计算结果对比表

4 结语

相比常规计算方式，该软件可视化程度高，操作方便，可快速完成计算，结果准确，适用于潜油电泵选井选泵设计。但是，设计结果依赖于潜油电泵井基础数据的掌握，动态跟踪潜油电泵井生产数据是设计的关键。