長江大學考研采油工程復習資料

1、一、名詞解釋1. 向井流動態(tài)曲線2. 流動效率3. 持液率（液相存容比）4. 持氣率（氣相存容比）5. 節(jié)點系統(tǒng)分析方法：應用系統(tǒng)工程原理，把整個油井生產系統(tǒng)分成若干字系統(tǒng)，研究各子系統(tǒng)間的相互關系及其對整個系統(tǒng)工作的影響，為系統(tǒng)優(yōu)化運行及參數調控提供依據。6.光桿馬力（功率）7.油井負荷扭矩8.扭矩因素9.等值扭矩10.注水井吸水指數11.視吸水指數12.注水井調剖13.裂縫導流能力14.壓裂鋪砂濃度15.酸液有效作用距離二、Vogel、Standing方程完善井組合型IPR曲線利用單項液體滲流與沃格爾方程進行組合1.已知某井當,產量為試計算: J =10Mpa時的產量.解: 當=15MPa

2、時,q=25J=q/(-)=25/(16-15)=25=J(-)=25(16-13)=75=25=180.6=+=75+180.6=255.6當=10Mpa時=+ =75+180.6=142.32.已知某井當,產量為試計算: J =15Mpa時和=6Mpa時的產量.解: 當=8MPa時,q=80J=/(-)+=80/(16-13)+ =11.2=J(-)=11.2(16-13)=33.6=11.2=80.9=+=33.6+80.9=114.5當=15Mpa時=J(-)=11.2(16-15)=11.2當=6Mpa時=+ =33.6+80.9=93.2油井中可能出現的流型自下而上依次為：純油流、

3、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。泡流特點：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；存在滑脫，滑脫損失最大；摩擦損失小。段塞流特點：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；存在滑脫，但滑脫損失??；舉油效率高，壓降小。環(huán)流/過渡流特點：氣液均為連續(xù)相；滑脫很小；舉油主要靠摩擦攜帶，摩擦損失大。霧流特點：液體為分散相，氣體為連續(xù)相；混合物速度很高，無滑脫；摩擦損失最大。自噴井基本過程（能量損失、協調原理）（1） 地層中的滲流：10-15%（2） 井筒中的流動：30-80%（3） 嘴流：5-30%（4） 地面管線流動：5-10%節(jié)點系統(tǒng)分析實質：協調理論在采油應用方面的發(fā)展自噴井節(jié)點分析（基本概念、基本思想、節(jié)點設置、求解方法、應

4、用）井底為求解點 節(jié)點（井底）流入曲線：油藏中流動的IPR曲線；節(jié)點（井底）流出曲線：以分離器壓力為起點通過水平或傾斜管流計算得井口油壓，再通過井筒多相流計算得油管入口壓力與流量的關系曲線。選取井底為求解點的目的： 測油藏壓力降低后的未來油井產量研究油井由于污染或采取增產措施對完善性的影響井口為求解點流入曲線：油藏壓力為起點計算不同流量下的井口壓力，即油管及油藏的動態(tài)曲線。流出曲線：以分離器壓力為起點計算水平管流動態(tài)曲線。臨界流動：流體的流速達到壓力波在流體介質中的傳播速度時的流動狀態(tài)。氣液混合物通過嘴流的流動規(guī)律臨界狀態(tài)：油氣混合物的流速達到壓力波在該介質中的傳播速度（聲速）時的流動狀態(tài)。在

5、臨界狀態(tài)下：下游壓力（嘴后壓力）的波動不會影響上游壓力（嘴前壓力）；油井產量只取決于嘴前壓力。要求：油氣混合物通過油嘴時必須達到臨界狀態(tài)。嘴流公式：氣舉采油原理（氣舉方法及適用條件、與自噴的異同點、氣舉凡爾的作用）氣舉定義： 利用從地面向井筒注入高壓氣體將原油舉升至地面的一種人工舉升方式。連續(xù)氣舉：適用條件：間歇氣舉：適用條件：與自噴的異同點：氣舉凡爾的作用：連續(xù)氣舉設計（注氣點深度、注氣量或產量的確定）氣舉設計在給定產量和井口壓力下確定注氣點深度和注氣量1) 根據要求的產量Qo由IPR曲線確定相應的井底流壓pwf。2) 根據產量Qo、油層氣液比RP等以pwf為起點，按多相垂直管流向上計算注氣

6、點以下的壓力分布曲線A。3) 由工作壓力pso計算環(huán)形空間氣柱壓力曲線B。此線與注氣點以下的壓力分布曲線A的交點即為平衡點。4) 由平衡點沿注氣點以下的壓力分布曲線上移p(平衡點氣體壓力與注氣點油管內壓力之差，一般取0.50.7Mpa)所得的點即為注氣點。 對應的深度和壓力即為注氣點深度L和工作閥所在位置的油管壓力。5) 注氣點以上的總氣液比為油層生產氣液比與注入氣液比之和。假設一組總氣液比，對每一個總氣液比都以注氣點油管壓力為起點，利用多相管流向上計算油管壓力分布曲線D1、D2及確定井口油管壓力。6) 繪制總氣液比與井口壓力關系曲線，找出與規(guī)定井口油管壓力相對應的總氣液比TGLR 。7) 總

7、氣液比減去油層生產氣液比得到注入氣液比。根據注入氣液比和規(guī)定的產量計算需要的注入氣量。8) 根據最后確定的氣液比TGLR和其它已知數據計算注氣點以上的油管壓力分布曲線，可用它來確定啟動閥的安裝位置。定井口壓力和限定注氣量的條件下確定注氣點深度和產量1) 假定一組產量，根據提供的注氣量和地層生產氣液比計算出每個產量所對應的總氣液比TGLR; 2) 根據地面注入壓力pso計算環(huán)形空間氣柱壓力分布線B，用注入壓力減p作B線的平行線，即為注氣點深度線。3) 以定井口壓力為起點，計算每個產量下的油管壓力分布曲線D1、D2、D3。它們與注氣點深度線的交點，即為各個產量所對應的注氣點a1、a2、a3和注氣深

8、度L1、L2、L3。4) 計算每個產量對應的注氣點以下的壓力分布曲線A1、A2、A3及井底流壓pwf1、pwf2、pwf35) 繪制油管工作曲線，與IPR曲線的交點為協調產量和流壓。根據給定的注氣量和協調產量Q，計算出相應的注入氣液比，總氣液比TGLR6) 注氣點以下的壓力分布曲線A，與注氣點深度線C的交點a，即為可能獲得的最大產量的注氣點，其深度L即為工作閥的安裝深度。 7) 根據最后確定的產量Q和總氣液比TGLR，計算注氣點以上的油管壓力分布曲線D。它可用來確定啟動閥的位置。抽油裝置及泵的工作原理（三抽設備、抽汲過程、理論排量）抽油泵：工作筒(外筒和襯套)、柱塞及游動閥(排出閥)和固定閥(

9、吸入閥)1)上沖程：抽油桿柱帶著柱塞向上運動，柱塞上的游動閥受管內液柱壓力而關閉。泵內壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內壓力之差的作用下被打開。泵內吸入液體、井口排出液體。泵吸入的條件：泵內壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。2)下沖程：柱塞下行，固定閥在重力作用下關閉。泵內壓力增加，當泵內壓力大于柱塞以上液柱壓力時，游動閥被頂開。 柱塞下部的液體通過游動閥進入柱塞上部，使泵排出液體。泵排出的條件： 泵內壓力(排出壓力)高于柱塞以上的液柱壓力。光桿沖程：光桿從上死點到下死點的距離。懸點運動規(guī)律及懸點載荷（簡諧運動、曲柄滑塊運動、懸點最大載荷計算與分析）最大載荷發(fā)生在上沖程最小載荷發(fā)

10、生在下沖程其值為：在下泵深度及沉沒度不很大、井口回壓及沖數不高的稀油直井內，在計算最大和最小載荷時，通常可以忽略Pv、F、Pi、Ph及液柱慣性載荷計算懸點最大載荷的其他公式（分析：懸點運動規(guī)律、考慮的載荷）平衡、扭矩與功率（平衡原理、方式與檢驗方法；扭矩曲線分析與應用；各種功率的基本概念）抽油機平衡檢驗方法1)測量驢頭上、下沖程的時間平衡條件下上、下沖程所用的時間基本相等。如果上沖程快，下沖程慢，說明平衡過量。2)測量上、下沖程中的電流平衡條件下上、下沖程的電流峰值相等。如果上沖程的電流峰值大于下沖程的電流峰值，說明平衡不夠。扭矩曲線的應用1.檢查是否超扭矩及判斷是否發(fā)生“背面沖突”2.判斷及

11、計算平衡3.功率分析水力功率：在一定時間內將一定量的液體提升一定距離所需要的功率。光桿功率：通過光桿來提升液體和克服井下損耗所需要的功率。曲柄軸扭矩計算及分析不同平衡方式的抽油機扭矩精確計算相關式：復合平衡抽油機：曲柄平衡抽油機：油梁平衡抽油機：重點：推導曲柄平衡扭矩計算泵效（影響泵效的因素及提高泵效的措施）影響泵效的因素(1) 抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮(2) 氣體和充不滿的影響(3) 漏失影響(4) 體積系數的影響提高泵效的措施(1)選擇合理的工作方式(2)確定合理沉沒度。(3)改善泵的結構，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能(4)使用油管錨減少沖程損失(5)合理利用氣體能量及減少氣體影響有桿抽油系

12、統(tǒng)設計（桿柱強度計算與校核）：修正古德曼圖抽油桿柱設計方法：等強度原則設計步驟（P146-147）有桿抽油系統(tǒng)工況分析（地面理論示功圖、典型示功圖分析、診斷技術的應用）常規(guī)抽油機井充不滿、氣體影響下的典型示功圖：繪制、分析及相關參數的確定示功圖：載荷隨位移的變化關系曲線所構成的封閉曲線圖。地面示功圖或光桿示功圖：懸點載荷與位移關系的示功圖。充不滿影響的示功圖圖3-31 充不滿的示功圖氣體影響示功圖圖3-30 有氣體影響的示功圖相關參數充滿系數下泵深度、泵沉沒度和動液面深度的確定（例題）3. 某井下泵深度L=1200m，抽油桿,沖程長度s=2.1m，沖次n=6。油管 (無錨)，.試計算理論泵效.

13、 解:這里計算理論泵高也就是只考慮靜載荷對該塞沖程的影響,而降低了泵高的數值。 從已知條件可知： 對于 ，則知對于抽油桿 ，對于油管 ，而E=2.06，所以由于靜載引起的沖程損失為： 由慣性載荷引起的沖程增加為：所以活塞沖程為：而所以故理論泵高為：常用的水質處理措施（沉淀、過濾、殺菌、脫氧、曝曬）注水井吸水能力（指標、影響因素）注水井指示曲線：穩(wěn)定流動條件下，注入壓力與注水量之間的關系曲線。吸水指數：單位注水壓差下的日注水量。比吸水指數或每米吸水指數：地層吸水指數除以地層有效厚度所得的數值。視吸水指數：日注水量除以井口壓力。相關影響吸水能力的因素(1) 與注水井井下作業(yè)及注水井管理操作等有關的

14、因素(2) 與水質有關的因素(3) 組成油層的粘土礦物遇水后發(fā)生膨脹(4) 注水井地層壓力上升注水井指示曲線的分析與應用（典型曲線分析、井下工具工況判斷）利用分層指示曲線和嘴損曲線進行水嘴調配（例題）水力壓裂概述（定義、增產增注原理、裂縫形態(tài)）定義：利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高壓；當此壓力大于井壁附近的地應力和地層巖石抗張強度時，在井底附近地層產生裂縫；繼續(xù)注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，關井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近地層內形成具有一定幾何尺寸和導流能力的填砂裂縫，使井達到增產增注目的工藝措施。增產增注的原理:(1)

15、 改變流體的滲流狀態(tài)：使原來徑向流動改變?yōu)橛蛯优c裂縫近似的單向流動和裂縫與井筒間的單向流動，消除了徑向節(jié)流損失，降低了能量消耗。(2) 降低了井底附近地層中流體的滲流阻力：裂縫內流體流動阻力小。裂縫形態(tài)：形成垂直裂縫的條件：當井壁上存在的周向應力超過井壁巖石的水平方向的抗拉強度時，巖石將在垂直于水平應力的方向上產生脆性破裂，即在與周向應力相垂直的方向上產生垂直裂縫。形成水平裂縫的條件：當井壁上存在的垂向應力超過井壁巖石的垂向的抗張強度時，巖石將在垂直于垂向應力的方向上產生脆性破裂，即在與垂向應力相垂直的方向上產生水平裂縫造縫機理（地應力、井壁上周向應力、形成垂直縫和水平縫破裂壓力計算、施工曲線

16、分析與應用、破裂壓力梯度的應用）破裂梯度：地層破裂壓力與地層深度的比值。4.某油田有口油井欲進行壓裂，已知該區(qū)塊破裂梯度0.179,壓裂層段31973435m，油層壓力260油層巖石泊松比0.24。上覆巖層平均比重2.4。試求該油井的破裂梯度？（不考慮壓裂液滲濾）解：根據該壓塊破裂梯度值（0.179）可知：該區(qū)塊出現垂直裂縫的幾率大。現欲壓裂層段31973435m，取其平均值為H=3316m.現假定所以由已知條件知：因此該井的破裂梯度（不考慮壓裂液滲濾）為：5. 某淺井油層深950m.上覆巖層平均比重2.3。巖石抗張強度，據該地區(qū)統(tǒng)計破裂壓力梯度為0.25試求該井破裂壓力梯度？解：根據統(tǒng)計的值

17、0.25可知，該地區(qū)發(fā)生水平裂縫的可能性大。假定壓裂液不濾失，則所以因此該井的破裂壓力梯度為：壓裂液（施工過程的分類、濾失性、流變性）前置液：破裂地層、造縫、降溫作用。一般用未交聯的溶膠。攜砂液: 攜帶支撐劑、充填裂縫、造縫及冷卻地層作用。必須使用交聯的壓裂液(如凍膠等)頂替液: 中間頂替液：攜砂液、防砂卡；末尾頂替液：替液入縫，提高攜砂液效率和防止井筒沉砂。壓裂液的性能要求：濾失少 懸砂能力強：摩阻低：穩(wěn)定性好：配伍性好：低殘渣：易返排：貨源廣、便于配制、價錢便宜。壓裂液濾失到地層受三種機理控制：壓裂液的粘度、油藏巖石和流體的壓縮性、壓裂液的造壁性6. 某油層深1500m ，地層滲透率50m

18、d,孔隙度25%，地層原油粘度2cp，地層流體壓縮系數，該區(qū)塊地層破裂壓力梯度，目前油層壓力160at，若用在地層條件下粘度為50cp的壓裂液。試求綜合壓裂液濾失系數。(由實驗得出該壓裂液的)解:假定形成垂直裂縫,且忽略 則有: 故 由題知 受壓裂液粘度控制的為: 式中, 受地層流體壓縮性控制的為: = 式中 具有選壁性的壓裂液的為:綜合濾失系數為: 解: 由題知: =0.20×1500=300(at) =綜合濾失系數為: 支撐劑（分類、性能、分布、選擇）分類：支撐劑的性能要求(1)粒徑均勻，密度小(2)強度大，破碎率小(3)園度和球度高(4)雜質含量少(5)來源廣，價廉壓裂設計（麥克奎爾-西克拉增長倍數曲線的分析與應用、壓裂效果預測）低滲油藏 增加裂縫長度比增加裂縫導流能力對增產更有利 高滲油藏 應以增加導流能力為主對一定的裂縫長度，存在一個最佳的裂縫導流能力碳酸鹽巖地層的鹽酸處理（原理、反應過程、酸巖反應速度及影響因素、菲克定律、提高酸處理效果