[发明专利]一种利用本井气的接力举升采油设计方法

权利要求书

1.一种利用本井气的接力举升采油设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：建立油井流入动态与井筒举升耦合模型：以地层自然能量和人工能量的合理利用为目标，以举升设备最大能力为约束条件，建立油井流入动态、井筒多相流动、举升工艺的运动学及动力学耦合模型；

步骤S2：确定耦合连接条件与约束条件：涉及电泵的耦合模型应以电泵的极限耐温、极限下泵深度、极限扬程为约束条件；涉及气举的耦合模型应以注气阀极限下深、最大注气量为约束条件；

步骤S3：方案优选：计算具体举升方式下的实际产量和系统效率，按照目标函数进行方案优选。

2.根据权利要求1所述的一种利用本井气的接力举升采油设计方法，其特征在于，步骤S1中油井流入动态是指油井产量与井底油层流压的关系，关系式如下，Q_o＝J_o(Pr_o-P_wf,o)

式中：Q_o为油层产量，m³/d；J_o为采液指数，m³/(d·MPa)；Pr_o为油层压力，MPa；P_wf,o为井底油层流压，MPa。

3.根据权利要求2所述的一种利用本井气的接力举升采油设计方法，其特征在于，所述井底油层流压是井筒多相流动分析的起点，井筒多相流动分析中又同时存在压力和温度的相互耦合关系，关系式如下，

dpdZ=ρg sinθ+ρvdvdZ+fρdv22+ρdWdZ]]>

对于气层而言，注气管柱中注气点处气体压力为：

式中：ρ为流体密度，m³/kg；v为流体通过断面的平均流速，m/s；p为压力，Pa；H_注为注气深度，m；Z为流体断面到井底的距离，m；f为流体流动时的摩擦阻力系数；d为管径，m；W为外界提供的能量，J；P_g(H_注)为注气管柱注气点处气体压力，MPa；P_wf，g为气层流压，MPa；ρ_g0为标准状况下气体密度，m³/kg；g'为气体加速度，m/s²；T₀为标准状况下的温度，K；H_g为气层深度，m；P_o为标准状况下的压力，MPa；T_av为平均温度，K；Z_av为平均温度和平均压力下的气体压缩因子。

4.根据权利要求1所述的一种利用本井气的接力举升采油设计方法，其特征在于，步骤S1中人工能量关系式如下：

W＝f_i(Q_注，H_注；H_扬，H_泵；else)

式中：H_扬为电泵扬程，m；H_泵为电泵下入深度，m；Q_注为注气量，m³/d；H_注为注气深度，m。