摘要：在原油生产历程中，结蜡可能发生在储集层、井筒和地面集输管线，油井井筒受到结蜡影响尤为突出。油井井筒结蜡会引起油流通道堵塞，严重影响油井的正常生产，导致油井产量下降。而一旦“蜡堵”，会造成有杆抽油系统蜡卡等生产性故障，直接导致油井停产。本论文以油井井筒结蜡为探讨对象，基于热力学、流体力学、方式识别和多属性决策论述，采取实验探讨、论述计算、数值模拟和现场试验等相结合的策略，系统、深入地探讨了油井井筒结蜡机理及相应的清防蜡技术。本论文的主要探讨成果和结论有：①以石蜡基本性质浅析为基础，综合考虑井筒热传导、对流和热辐射影响，建立了有杆泵抽油井井筒温度瞬态预测数学模型；通过有杆泵抽油井井筒温度瞬态预测，结合动态管流实验，处于析蜡点和凝点温度区域的井筒会出现较长井段的结蜡，这一预测的探讨结论与现场实际相符；同时，探讨表明，含水率、油温、流速和管壁温差等条件的变化会直接影响结蜡井段的转变，而产量、油管尺寸、导热系数、表面粗糙度和开井生产时间等则通过对井筒温度的影响间接影响结蜡井段的变化。②针对采油系统截面突变部位严重结蜡不足，运用FLUENT软件对抽油杆接箍和抽油泵处的流场进行了仿真浅析；由不同产量条件下抽油杆接箍和抽油泵处原油流动的速度矢量图和速度云图可知，抽油杆接箍处、固定阀和游动阀周围易出现严重结蜡，而且仅通过增加产量提升流动速度无法有效地解决结蜡不足；为此，应采取相应的清防蜡措施防止蜡沉积。③以直井和定向井内抽油杆柱微元体的力学浅析为基础，建立了有杆抽油系统故障诊断数学模型，并采取有限差分法或精细时域积分法对模型进行了精确求解；在此基础上，分别利用交叉验证（K-CV）、遗传算法(GA)、粒子群算法（POS）优化支持向量机(SVM)参数，实现了有杆抽油系统结蜡故障的智能诊断。④通过熵论述、模糊层次浅析法、正负理想点逼近法和灰色关联法等多属性决策策略集成，构建了基于多属性决策的油井清防蜡措施优选模型；该模型利用新相对贴近度代替欧式距离和灰色关联度，物理含义更加明确，体现了双基准特性；运用表明，基于多属性决策的油井清防蜡措施优选模型浅析不足的客观性和全面性进一步提升，在一定程度上能够实现对原始数据内在规律的挖掘，具有一定的推广和运用价值。⑤通过对清蜡剂、防蜡剂和互溶剂的筛选和互配，研制了由多种表面活性剂、有机溶剂、高分子材料和互溶剂等组成的新型油井用清防蜡剂TH-1；针对现场试验的需要，建立的基于可拓学的间歇加药周期确定策略，能够根据参数的变化准确判断工况，以而合理确定加药周期。室内评价实验和现场试验表明：新型油井用清防蜡剂TH-1能够有效地解决现场油井井筒结蜡不足。关键词：井筒结蜡论文仿真浅析论文智能诊断论文多属性决策论文清防蜡措施论文
本论文由www.808so.com摘要3-5
ABSTRACT5-11
1 绪论11-25
1.1 探讨的目的及作用11-12
1.2 不足的提出12-13
1.3 国内外探讨近况13-23
1.3.1 结蜡机理与规律的探讨近况13-17
1.3.2 有杆抽油系统结蜡故障诊断的探讨近况17-19
1.3.3 清防蜡策略及清防蜡措施优选策略的探讨近况19-23
1.4 本论文主要探讨内容、技术路线23-25
1.4.1 主要探讨内容23
1.4.2 技术路线23-25
2 油井井筒结蜡机理与规律探讨25-55
2.1 石蜡基本性质25-28
2.1.1 结构与特点25-26
2.1.2 蜡样浅析26-28
2.2 动态管流实验与浅析28-31
2.2.1 油温对结蜡影响的实验探讨28-29
2.2.2 流量对结蜡影响的实验探讨29-30
2.2.3 管外环境温度差对结蜡影响的实验探讨30
2.2.4 含水率对结蜡影响的实验探讨30-31
2.3 有杆泵抽油井井筒温度瞬态预测数学模型31-38
2.3.1 假设条件31-32
2.3.2 基本方程32-33
2.3.3 模型的离散和有限差分解33-36
2.3.4 模型的求解历程36-38
2.4 有杆泵抽油井井筒温度瞬态预测结果与浅析38-47
2.4.1 有杆泵抽油井井筒温度预测38-43
2.4.2 敏感性浅析43-46
2.4.3油井井筒结蜡机理与规律46-47
2.5 有杆泵抽油井井筒流动规律仿真浅析47-53
2.5.1 抽油杆接箍处流动规律仿真47-49
2.5.2 下冲程抽油泵处流动规律仿真49-52
2.5.3 上冲程抽油泵处流动规律仿真52
2.5.4 仿真结果与浅析52-53
2.6 本章小结53-55
3 有杆抽油系统结蜡故障智能诊断探讨55-87
3.1 直井有杆抽油杆柱振动模型的建立55-56
3.1.1 基本假设55
3.1.2 杆柱受力浅析55-56
3.2 定向井有杆抽油系统振动模型的建立56-60
3.2.1 定向井井眼三维井身轨迹模拟56-57
3.2.2 杆柱受力浅析57-60
3.3 有杆抽油系统诊断模型的建立60-61
3.3.1 上边界条件60
3.3.2 初始条件60
3.3.3 连续性条件60-61
3.4 有杆抽油系统诊断模型求解61-65
3.4.1 有限差分法求解模型61-63
3.4.2 精细积分法求解模型63-65
3.5 泵示功图的方式识别65-83
3.5.1 泵示功图方式识别流程65
3.5.2 数据预处理65
3.5.3 特点属性选取65-67
3.5.4 支持向量机及其参数优化67-71
3.5.5 基于 K-CV 优化的 SVM 有杆抽油系统结蜡智能诊断71-79
3.5.6 基于 GA 优化的 SVM 有杆抽油系统结蜡智能诊断79-81
3.5.7 基于 POS 优化的 SVM 有杆抽油系统结蜡智能诊断81-83
3.6 有杆抽油系统结蜡故障智能诊断实例83-86
3.6.1 实例井基本数据83-84
3.6.2 归一化的井下泵处示功图84-85
3.6.3 有杆抽油系统结蜡智能诊断结果浅析85-86
3.7 本章小结86-87
4 基于多属性决策的油井清防蜡措施优选探讨87-117
4.1 油井清防蜡措施优选87-88
4.2 基于模糊层次熵浅析的改善正负理想点逼近法88-89
4.2.1 基本原理88
4.2.2 基本流程88-89
4.3 基于多属性决策的油井清防蜡措施优选模型89-102
4.3.1 油井清防蜡措施优选指标系统89-95
4.3.2 评价指标权重的确定95-99
4.3.3 基于改善 TOPSIS 法的多属性决策99-102
4.4 基于多属性决策的油井清防蜡措施优选实例浅析102-114
4.4.1 概述102-103
4.4.2 评价指标权重的确定103-109
4.4.3 构造决策矩阵109-110
4.4.4 评价因素数量化和规范化处理110-111
4.4.5 计算欧式距离和灰色关联度111-112
4.4.6 计算相对贴近度112-113
4.4.7 结果讨论与浅析113-114
4.5 本章小结114-117
5 新型油井用清防蜡剂研制与运用117-147
5.1 实验准备117-121
5.1.1 实验材料及主要仪器117-118
5.1.2 清蜡效果的测定118-120
5.1.3 防蜡效果的测定120-121
5.2 主剂筛选与实验评价121-125
5.2.1 溶剂选择原则121
5.2.2 清蜡剂筛选与复配测试121-123
5.2.3 防蜡剂筛选与复配测试123-124
5.2.4 清防蜡剂各组分比例的确定124-125
5.3 新型油井用清防蜡剂 TH-1 研制125-127
5.3.1 组成及配方125
5.3.2 作用原理125-126
5.3.3 制备策略126-127
5.3.4 新型油井用清防蜡剂 TH-1 性能127
5.4 室内评价实验结果与浅析127-137
5.4.1 新型油井用清防蜡剂 TH-1 清蜡效果室内评价实验127-132
5.4.2 新型油井用清防蜡剂 TH-1 防蜡效果室内评价实验132-137
5.5 现场试验浅析137-145
5.5.1 现场试验设计137-139
5.5.2 基于可拓学的间歇加药方式下加药周期确定策略及其运用139-144
5.5.3 现场试验效果浅析144-145
5.6 本章小结145-147
6 结论与倡议147-149
6.1 本论文探讨的主要成果147-148
6.2 后续探讨工作的展望148-149
致谢149-151
参考文献151-159
附录159
A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录159
B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目159
简谈井筒油井井筒结蜡机理及清防蜡技术站
更新时间：2024-02-27
作者：用户投稿
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