采油工程試卷A答案

1、名姓 線號 學 封級班 院 學卷試 密學大江長2005 2006 學年 第 一 學期 采油工程 課程考試試卷答案( A 卷)注意：1、本試卷共 3 頁；2、考試時間:120 分鐘 3、姓名、學號必須寫在指定地方 題號一二三四五六七八九十十一總分得分一、名詞解釋(共10分，每題2分)1 注水井調(diào)剖：了調(diào)整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系數(shù)，改善水驅(qū)效果，向地層中高滲透層注入堵劑，堵劑凝固或膨脹后，降低高滲透層的滲透率，迫使注入水增加對低含水部位的驅(qū)油作用，這種工藝措施稱為注水井調(diào)剖。2持液率（液相存容比）：單位長度油管中所留存的液相體積與其油管體積之比。3等值扭矩：就是用一個不變化的固定扭矩

2、代替變化的實際扭矩，兩種扭矩下電動機的發(fā)熱條件相同，則此固定扭矩即為實際變化扭矩的等值扭矩。4酸液有效作用距離：酸液由活酸變?yōu)闅埶嶂八鹘?jīng)的距離。5水力功率（水馬力）：是指在一定時間內(nèi)將一定量的液體提升一定距離所需要的功率。二、填空或選擇答案（共20分，每空0.5分） 1油井流入動態(tài)(IPR)是指_井底流壓_ 和 _產(chǎn)量_ 的關(guān)系。 單相液體在層流條件下 , IPR 曲線呈_直線_ 型；油氣兩相流(Pr<Pb)條件下,IPR曲線呈_曲線_型。2在均質(zhì)各向同性地層中,裂縫面總是_垂直_最小應(yīng)力軸,在深地層多出現(xiàn)(水平)(垂直)裂縫,而淺地層多出現(xiàn)(水平)(垂直)裂縫。3在氣液兩相垂直管流

3、中，隨著壓力的不斷降低，井筒內(nèi)從下向上依次可能會出現(xiàn) 泡流 、 段塞流 、 環(huán)流 、和霧流 四種流態(tài)，其中泡流 的流態(tài)滑脫損失最大。4油井生產(chǎn)協(xié)調(diào)的基本原則是 質(zhì)量流量相等和前一過程的剩余壓力等于下一過程的起點壓力或能量守恒 。5氣舉凡爾的功用 控制注氣量 和 確定注氣位置 。6.應(yīng)用井下診斷技術(shù)所得泵功圖之所以比地面示功圖形狀簡單,其原因是由于消除了(抽油桿) (油管)變形和抽油桿(動載)(靜載)(浮力)的影響。7抽油機平衡的基本原理是 _電機在上、下沖程對外作功相等_； 在生產(chǎn)過程中可根據(jù)_測電流，測時間，聽聲音，測扭矩任填一種來檢查抽油機是否平衡。當抽油機采用機械平衡時，其平衡方式有游梁

4、平衡、 曲柄平衡、和復合平衡。8扭矩因數(shù)的物理意義是_懸點載荷在曲柄軸上所產(chǎn)生的扭矩與懸點載荷的比值_,其大小與懸點載荷(成正比)(成反比)(無關(guān))；與抽油機四連桿幾何尺寸(有關(guān))(無關(guān))。9抽油泵泵效的高低受抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮、氣體和充不滿的影響、及 漏失影響 三方面因素的影響。10壓裂液的濾失受壓裂液的粘度、油藏巖石和流體的壓縮性、壓裂液的造壁性三種因素控制。某一時間t的壓裂液的濾失速度V與濾失系數(shù)C的關(guān)系式為。11裂縫導流能力的物理意義是_是指油層條件下填砂裂縫滲透率與裂縫寬度的乘積，常用FRCD表示，也稱導流率。反映壓裂后地層裂縫的滲流能力,其大小等于。閉合壓力越高其導流能力（

5、越大）（無關(guān)）（越?。?。12按泵壓高低，酸處理方式可分為常規(guī)酸化和酸壓。砂巖地層多采用（方式）（方式）；灰?guī)r地層多采用（方式）（方式）。三（5分）、簡述自噴井節(jié)點系統(tǒng)分析井底求解過程，解點設(shè)在井底有何意義？井底求解過程：a.求節(jié)點流入曲線：假設(shè)q，根據(jù)IPR曲線求Pwf，繪出節(jié)點流入曲線(IPR)；b.求節(jié)點流出曲線：假設(shè)q，在已知分離器壓力條件下按水平管流求Pwh，得到Pwhq，再通過井筒多相流計算得油管入口壓力與流量的關(guān)系曲線。繪出節(jié)點流出曲線；c.作圖：找出協(xié)調(diào)點。選取井底為求解點，便于預測油藏壓力降低后的未來油井產(chǎn)量及研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施后引起的完善性改變所帶來的影響。四（8

6、分）、簡述在給定油井產(chǎn)量和井口壓力條件下如何確定注氣點深度？ （1）根據(jù)要求的產(chǎn)量由IPR曲線確定相應(yīng)的井底流壓。（2）根據(jù)產(chǎn)量、油層中的氣液比等以井底流壓為起點，按垂直多相流向上計算注氣點以下的壓力分布線A。（3）由工作壓力計算環(huán)形空間氣柱壓力曲線B，交A線的交點為平衡點。（4）由平衡點沿注氣點以下的壓力分布線A上移即為注氣點，對應(yīng)的深度為注氣點的深度。名姓 線號 學 封級班 院 學卷試 密學大江長五（10分）試在地面理論示功圖的基礎(chǔ)上，畫出泵供液不足（充滿系數(shù)為0.5）條件下的典型地面示功圖（實際示功圖）。要求在圖中用實線表示實際示功圖,用虛線表示理論示功圖。并回答下列問題： 1.標出實際

7、示功圖中的如下參數(shù): 光桿沖程(地面沖程)S； 活塞沖程Sp； 活塞有效沖程Spe； 抽油桿和油管的彈性變形所引起的沖程損失； 抽油桿柱在液體中的重量； 作用于全活塞面上的液柱載荷。 2.根據(jù)實際示功圖分析說明凡爾的開關(guān)狀態(tài)；抽油桿加、卸載荷的轉(zhuǎn)化，以及泵排、吸液過程。狀態(tài)過程固定凡爾游動凡爾載荷轉(zhuǎn)化泵排、吸液 關(guān)閉關(guān)閉加載- 打開關(guān)閉不變吸液 C，關(guān)閉關(guān)閉不變-，關(guān)閉關(guān)閉卸載-，關(guān)閉打開不變排液六（5分）、根據(jù)麥克奎爾-西克拉（McguireSikora）垂直裂縫增產(chǎn)倍數(shù)曲線圖說明其對壓裂設(shè)計的指導意義。在壓裂設(shè)計時，對于低滲透地層（Kum2且閉合壓力不很高時，應(yīng)以增加裂縫長度為主；而對于較

8、高滲透地層，且閉合壓力也較高時，應(yīng)以增加導流能力為主。七（8分）、試繪出吸水指數(shù)和油藏壓力同時下降時注水井指示曲線變化的前后對比圖，并簡要說明在測試資料正確條件下，引起指示曲線變化的可能主要原因。原因：（1）注入水和管線的腐蝕產(chǎn)物以及垢的堵塞；（3）細菌及其代謝產(chǎn)物堵塞；（4）機械雜質(zhì)的堵塞；（4）注入水與地層不配伍而造成的物理化學堵塞；（5）粘土膨脹。八（7分）、畫出抽油桿強度校核和設(shè)計的修正古德曼（Goodman）圖，并說明如何根據(jù)修正古德曼（Goodman）圖進行抽油桿強度校核和桿柱設(shè)計。解：修正古德曼圖的縱坐標為抽油桿的最大應(yīng)力，橫坐標為最小應(yīng)力。圖中的陰影區(qū)為疲勞安全區(qū)，抽油桿柱的應(yīng)

9、力點落在該區(qū)內(nèi)時，抽油桿將不會發(fā)生疲勞破壞，根據(jù)修正古德曼圖，抽油桿柱的許用最大應(yīng)力的計算公式為。要保證抽油桿柱不發(fā)生疲勞破壞，抽油桿的最大應(yīng)力不應(yīng)超過計算出的最大應(yīng)力。抽油桿柱設(shè)計及應(yīng)力分析中常采用應(yīng)力范圍比，即，合理的抽油桿組合比例不僅應(yīng)保證各級抽油桿的，而且各級抽油桿的值應(yīng)該比較接近。同時，為了有效的使用抽油桿，還應(yīng)保持較高的數(shù)值。九（10分）、分析酸-巖反應(yīng)過程,說明為什么酸-巖復相反應(yīng)可以借用菲克(Fick)定律表達, 并給出酸-巖反應(yīng)速度表達式（注明各符號的物理意名姓 線號 學 封級班 院 學卷試 密學大江長義）。根據(jù)酸-巖反應(yīng)速度簡述提高酸液有效作用距離的途徑或方法。答：酸巖反應(yīng)

10、是復相反應(yīng)，其特點是反應(yīng)只在酸巖界面上進行。其反應(yīng)過程可以看做以下三個步驟組成：酸液中的H+傳遞到碳酸鹽巖表面；H+在巖面與碳酸鹽反應(yīng)；反應(yīng)生成物Ca2+、Mg2+、CO2氣泡離開巖面。酸液中的H+在巖面上與碳酸鹽巖反應(yīng)，稱為表面反應(yīng)。對石灰?guī)r地層來說，表面反應(yīng)速度非常快，幾乎是H+一接觸巖面，立刻就完成反應(yīng)。H+在巖面反應(yīng)后，就在接近巖面的液層里堆積起生成物Ca2+、Mg2+、CO2氣泡。巖面附近這一堆積生成物的微薄液層，稱為擴散邊界層。由于在邊界層內(nèi)存在著上述的離子濃度差，反應(yīng)物和生成物就會在各自的離子濃度梯度作用下，向相反的方向傳遞，這種由于離子濃度差而產(chǎn)生的離子移動，稱為離子的擴散作用

11、。在離子交換過程中，除了上述擴散作用外，還會有因密度差異而產(chǎn)生的自然對流作用。總之，酸液中的H+是通過對流和擴散兩種方式，透過邊界層傳遞到巖面的。H+透過邊界層達到巖面的速度，稱為H+的傳質(zhì)速度。H+的傳質(zhì)速度比H+在巖面上的表面反應(yīng)速度慢得多。反應(yīng)時，H+的傳質(zhì)速度、H+在巖面上的反應(yīng)速度、生成物離開巖面的速度均對整個過程的反應(yīng)速度有影響，但是起決定是H+的傳質(zhì)速度。所以，可以用表示離子傳質(zhì)速度的菲克定律來描述。酸鹽反應(yīng)速度表達式為：提高酸液有效作用距離的途徑或者方法有：減小面容比，即壓成寬縫；提高注酸排量；降低井底溫度；使用高濃度酸和多組分酸；使用稠化酸等。十（7分）、試對比分析水力壓裂與

12、酸化壓裂(酸壓)二種增產(chǎn)措施原理的主要區(qū)別和適用條件。水力壓裂：是利用地面高壓泵組，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(yīng)力和地層巖石的抗張強度時，便在井底附近地層產(chǎn)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(guān)井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和導流能力的填砂裂縫，達到增產(chǎn)的目的。酸化壓裂(酸壓)：用酸液作為壓裂液實施不加支撐劑的壓裂稱為酸化壓裂。酸壓過程中一方面靠水力作用形成裂縫，另一方面靠酸液的溶蝕的作用把裂縫的壁面溶蝕成凹凸不平的表面，停泵卸壓后，裂縫壁面不能完全閉合，具有較高的導流能力

13、，可達到提高地層滲透率的目的。酸壓和水力壓裂增產(chǎn)的基本原理和目的都是相同的。對水力壓裂，裂縫內(nèi)的支撐劑阻止停泵后裂縫閉合；酸壓是依靠酸液對裂縫壁面的不均勻刻蝕產(chǎn)生一定的導流能力。因此，酸壓應(yīng)用通常局限于碳酸鹽巖地層；水力壓裂應(yīng)用于砂巖地層。十一、計算題（選作一題，10分）1、（10分）有一口油井，已知地層壓力Pr=15MPa，飽和壓力Pb=16MPa，目前生產(chǎn)條件下的井底流壓Pwf=9MPa，對應(yīng)的產(chǎn)量q=32.8m3/d（100%產(chǎn)油），其流動效率FE=0.5。求：流動效率FE=1.0時油井可能的最大產(chǎn)量。 這口井的實際最大產(chǎn)量。如果通過某種措施完全解除污染后，在原條件下生產(chǎn)，油井產(chǎn)量可提高多少？2、（10分）某口油井欲進行水力壓裂，已知該區(qū)塊的破裂壓力梯度17.5KPa/m，壓裂油層中部深度為3500m，油層壓力25MPa，油層巖石泊松比0.25，上覆巖層平均相對密度2.3，試求該井的破裂壓力梯度（不考慮壓裂液濾失，假設(shè)水平方向的兩個主應(yīng)力相等，忽略巖石抗張強度）。解： (1)(2) 當Pwf=0時，