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有杆抽油是国内外应用最多的人工举升方式,并广泛应用于稠油开采。对于稠油油藏定向井,由于井斜影响,其井下抽油杆柱受力、弯曲变形较直井更为复杂;稠油粘度对温度较稀油更为敏感,预测有杆抽油系统行为的难度更大。为了正确预测有杆抽油系统行为,以便对系统参数及各部分进行设计计算并选取合理参数,使系统高效节能,本文主要完成了以下工作:(1)基于稠油定向井中抽汕杆柱力学行为分析,以Gibbs抽油杆柱一维波动方程为基础,考虑油管对抽油杆柱的支反力、井斜角随测深方向的变化规律,建立有杆抽油系统二维预测模型,采用有限差分方法求解。以稠油油藏红003井区91075井为例,进行了一维、二维预测模型对比,其结果表明二维预测模型得到地面示功图与实测示功图一致。系统分析了不同井斜角、井口温度、动液面深等油井数据,不同抽油杆杆径、油管内径、泵径等杆管数据对有杆抽油系统预测模型结果的影响。(2)粘滞阻尼系数是稠油定向井预测模型的关键参数。深入分析了张琪模型、лиPBEPдяH模型、Bastin方法、Gibbs公式五种计算阻尼系数的方法。应用红003井区12口井实测地面示功图数据,计算表明张琪模型лиPBEPдяH模型计算的粘滞阻尼系数偏小,Bastin方法、Gibbs公式偏大,张琪模型中的变阻尼系数方法误差最小。为二维数值模拟提供了摩阻系数计算方法。(3)抽油机运动规律是稠油定向井的上边界条件。对比分析了同一抽油机采用曲柄滑块机构以及精确分析模型对预测模型的影响,结果表明精确模型更适合作为预测模型的上边界条件;进而对新疆常用的相同额定载荷的常规型、前置型以及调径变矩型进行了对比分析,结果表明调径变矩型抽油机更有利于平衡的调节以及地面系统的节能。(4)采用Visual Basic6.0编写了稠油定向井有杆抽油系统模拟程序,可模拟稠油定向井井筒温度、压力、粘度剖面分布以及有杆抽油系统地面预测示功图,为稠油定向井有杆抽油系统杆柱设计和参数优化提供了重要的有效手段。