采油工程生产优化系统
FRAC PEOS 2.0
一、采油工程生产优化系统开发背景
在油田开发过程中，油井采油方式的合理选择对充分发挥油井产能、提高采收率和降低生产成本起着重要作用。目前，国内外广泛使用的采油方式有自喷、有杆泵、螺杆泵、电潜泵、水力泵和气举等，各种采油方式在技术上和经济上都存在着合理的使用界限，这些界限不仅取决于采油方式本身的工作原理、使用的设备及技术完善情况，而且与油藏地质特征、开发政策、开采现状及环境条件等众多因素有关。因此，新油田在正式投入开发前，针对油藏条件优选不同开采阶段的采油方式及不同采油方式的转换时机是非常重要的。
采油工程生产优化设计在国内外已成为机采井井况日常生产、管理中的一项重要内容，在生产中表现出日益重要的地位，充分利用该系统，无论在节能降耗、还是在机采设备的平稳运行等各方面，都可对生产正常运行起着举足轻重的作用。
目前国内外较为先进的石油工矿企业大多已开发出适合于本油田特点的采油工程优化设计系统，并运用于指导生产，而随着计算机在各行各业中的普及应用，其发展趋势也逐渐从较早的DOS等操作平台转向了使用广泛的Windows平台，功能也从单一的专项诊断评判走向大型的综合化的诊断评判体系。
我国大庆油田、华北油田、胜利油田、辽河油田及各石油院校早在90年代已开始着手做这方面的工作，现已各自开发出适合本油田的机采类软件。并广泛地在生产中进行运用，指导生产中下一步合理的措施安排和优化井下生产参数设计，代表我国在人工举升系统及油田宏观管理控制的先进水平。
随着计算机等电子设备的广泛应用，特别是油田开发数据库建立以后，各种数据实现共享使用，早先开发的机械采油系统因基于操作平台的落伍，开始逐渐被淘汰出局，各种工况诊断评判系统的发展方向因此也从早期的追求统一的操作平台而转向建立完善的人机专家诊断评判系统。
二、采油工程生产优化系统开发意义
采油工程生产优化系统是针对油田机械采油井优化设计工作的复杂性和偶然性，应用系统工程方法，高效地完成油田机械采油井的优化设计计算等各项工作的系统软件，软件的应用旨在提高油田机械采油井采油方式、机、杆、泵、电机、电缆等的优化设计水平，减少机械采油井的设计偏差，通过各参数的实现增产和节能等目标，分算各个方案的经济效益和费用，判断其可行性。最终增加油田的整体经济效益。
三、采油工程生产优化系统软件特点
采油工程生产优化系统软件是我司集成了多年来在机械采油优化设计和预测分析方面的研究成果，最大程度根据油田实际生产需要开发的软件，一经推出，就迅速在多家油田得到了推广使用。该软件具有以下特点：
○ 数学模型全面准确
软件收集了目前世界上权威的物性参数计算模型，对油、气、水物性参数进行了详细地计算与分析。为井筒多相流计算、油藏产能预测打下了良好地基础。此外软件还建立了在HagedornBrown模型、DunsRos模型、Orkiszewski模型、BeggsBrill模型、MukherjeeBrill模型等多种模型下的压降计算方法。
○ 数据库功能强大
软件支持Oracle、SQL及Access数据库连接，并为用户提供了一个全面的油管、套管、抽油机、抽油杆、螺杆泵、电潜泵、气举阀等采油工具数据库。该数据库受到密码保护，拥有自动备份、更新、恢复等功能。
○ 数据实时监控
当用户输入的数据不合理，系统会显示黄色警告，并为用户提供一个推荐值。同时在计算过程中，系统能够追踪数据的变化，并可以实时地查看运行结果。
○ 计算结果实时保存
系统对全部的计算程序做了异常处理，保证用户因各种原因中途退出软件操作，都可以保存当前的计算结果。
○ 计算结果分析对比
能够对各种采油方式进行横向和纵向的比较，综合分析各种采油方法的优劣。
○ 软件界面操作简便
人性化的用户操作界面（XP/2000兼容）技术先进，操作简单，效果强大，并提供了即时的帮助系统。软件计算结果以图形、表格的形式输出。输出图形美观，易于分析。输出表格标准化，用户可以直接将计算结果输出到MS-Word或MS-Excel中，并可以根据自己的需要进行编辑和打印。
○ 文件读写能力先进
能浏览、导入、导出各种格式的数据，主要包括XML文件、TXT文本文件、MS-Word文件和MS-Excel文件。
○ 软件服务及时高效
定期收集用户在使用过程中遇到的问题，并及时更新软件。我们拥有在该领域有权威的学者教授，拥有专业的实验人员和实验设备，可以根据油田对油井生产的需要进行再次的开发和研究，并且有充分的实力能完成该项目和该软件的任务。
四、采油工程生产优化系统软件特点
1、软件设计
采油工程生产优化系统是在.Net FrameWork 2.0下开发的，采用数据库作为数据载体，以实现功能为目标，将软件划分为3个基本层次，如图1-1所示：
顶层为用户端管理，包括用户管理模块和界面管理模块，主要负责用户在界面上的所有操作；
第一层为数据管理层，包括数据库管理模块，文件管理模块、界面数据管理模块和数据中心模块，主要负责数据的存储和交互；
第二层为应用程序层，包括有杆泵设计模块、螺杆泵设计模块、喷射泵设计模块、电潜泵设计模块、气举设计模块、稠油采油模块、采油方案优选模块、油管柱受力分析模块、结果对比模块、方案设计报告模块、图形操作模块、表格操作模块和打印模块等。主要负责数据的处理；
根据系统层次划分，各模块之间的关系如图1-2所示。
图1-2
2、软件模块介绍
1) 用户自定义井眼轨迹(直井及不同曲率的斜井和水平井)
2) 油/气/水 PVT 参数计算
3) 节点系统分析(包括6个井筒多相管流模型选项)，优选油管尺寸，评价在设计产量下的井生产状态(自喷或需要举升)，计算沿井筒的参数(压力/温度/密度/粘度/持液率/流型)分布
4) 生产井流入动态计算，计算最大无阻流量
5) 粘温曲线分析，通过实验数据计算得到粘温系数
6) 采油方式优选设计模块：
◇油藏条件
◇技术指标：地面操作压力、动力装置、泵功率、泵效率
◇经济指标：操作成本
◇模糊综合评判：设定评价因素和权重因子，对比综合评分
7) 有杆泵井优化设计模块：
◇选泵程序
◇杆柱受力及减速箱力矩分析
◇游梁尺寸、光杆组合以及配重的优化组合
◇动力配置、水力功率以及泵效计算
◇示功图计算、示功图拟合及井下故障诊断
◇偏磨判断及防偏磨设计（扶正器/加重杆/抗磨副）
8) 螺杆泵井优化设计模块：
◇选泵程序
◇泵级泵压设计
◇水力功率、力矩和泵效计算
9) 电潜泵井优化设计模块：
◇选泵程序
◇泵级、吸入压力、出口压力设计
◇水力功率和泵效计算
10) 喷射泵井优化设计模块：
◇喷嘴/吼道优化组合设计
◇气蚀计算
◇泵压、水力功率和泵效计算
11) 气举井优化设计模块：
◇用于协助生产的单点注入气举设计和用于卸载的多点注入连续气举设计
◇ 各级注气点的深度/注气量/注气阀控制参数设计
12) 稠油自喷和机采优化设计模块：
◇油井流入动态预测、流入动态曲线绘制
◇常规自喷生产设计，包括定产量和不定产量两种
◇环空掺稀油自喷生产设计、协调曲线分析、定产量和不定产量设计
◇油管掺稀油自喷生产设计、协调曲线分析、定产量和不定产量设计
◇半闭式环空掺稀油自喷生产设计、协调曲线分析、定产量和不定产量设计
◇环空掺降粘剂自喷生产设计、协调曲线分析、定产量和不定产量设计
◇电热杆加热自喷生产设计、协调曲线分析、定产量和不定产量设计
◇井筒温度、压力分布计算
