采油工程復習課件

第一章小結1.油氣井流入動態(tài)：在一定的油層壓力下，流體（油，氣，水）產量與相應的井底流壓的關系，反映了油藏向該井供油氣的能力。2.流入動態(tài)曲線(IPR曲線):表示產量與井底流壓關系的曲線(InflowPerformanceRelationshipCurve)3.采油（液）指數(shù)：單位生產壓差下的油井產油(液)量，反映油層物性、流體物性、完井條件及泄油面積等與生產有關的綜合指標，m3/(d.Mpa)。4.油井的流動效率：油井的理想生產壓差與實際生產壓差之比。5.自噴井生產的基本流動過程：地層中的滲流、多相管流、嘴流、近似水平管流。6.單相液體流入動態(tài)：7.Vogel方程8.費特柯維奇方法假設與壓力成直線關系，則：9.Standing方法10.Harrison方法a.計算FE=1時的qomax(FE=1)b.求FE對應的最大產量，即Pwf=0時的產量c.計算不同流壓下的產量流入動態(tài)研究方法Vogel方法Standing方法Harrison方法直井斜井水平井油氣兩相油氣水三相Cheng方法完善井不完善井Petrobras方法Begges－brill方法8.時的流入動態(tài)流壓等于飽和壓力時的產量為：①當時，②當后，油藏中出現(xiàn)兩相流動。9.表皮效應:由于鉆井、完井、作業(yè)或采取增產措施，使井底附近地層的滲透率變差或變好，引起附加流動壓力的效應。10.油井生產中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油(液)流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。11.泡流：井筒壓力低于飽和壓力，溶解氣從油中分離出來，氣體以小氣泡分散在液相中。氣體是分散相，液體是連續(xù)相；重力損失為主，滑脫現(xiàn)象比較嚴重。13.段塞流：由于壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，小氣泡合并成大氣泡，井筒內將形成一段液一段氣的結構。氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變?。荒Σ翐p失變大。14.環(huán)流：氣泡從中間突破，油管中心是連續(xù)的氣流，管壁為油環(huán)。氣液兩相都是連續(xù)相；氣體舉油作用主要是靠摩擦攜帶；滑脫損失變??；摩擦損失變大。11.多相垂直管流壓力分布計算：按深度增量迭代、按壓力增量迭代。10.模擬計算多相管流規(guī)律的數(shù)學相關式及圖版研究很多，其基本通式一般都是從基本能量守恒方程出發(fā)建立的：⑧以計算段下端壓力為起點，重復②～⑦步。⑥重復②～⑤的計算，直至。⑴按深度增量迭代的步驟①已知任一點(井口或井底)的壓力作為起點，任選一個合適的壓力間隔p。②估計一個對應的深度增量h’

。③計算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定流體性質參數(shù)。④并計算該段的壓力梯度dp/dh。⑤計算對應于的該段管長(深度差)h。⑦計算該段下端對應的深度及壓力。P0=Pwfh’P1=P0+PhPt⑧以計算段下端壓力為起點，重復②～⑦步。⑥重復②～⑤的計算，直至。⑵按壓力增量迭代的步驟①已知任一點(井口或井底)的壓力作為起點，以固定的h

將井筒分為n段。②估計一個對應的壓力增量p’。③計算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定流體性質參數(shù)。④并計算該段的壓力梯度dp/dh。⑤計算對應于的該段的壓降p。⑦計算該段下端對應的深度及壓力。P0=Pwfp’P1=P0+PpPt13.Beggs-Brill方法是可用于水平、垂直和任意傾斜氣液兩相管流動計算的方法，需要劃分流型。先求出水平狀態(tài)下的流動參數(shù)，然后校正為計算角度下的流動參數(shù)。12.Orkiszewski方法用于垂直管流計算，需要劃分流型，通過計算平均密度及摩擦損失梯度，求壓力降：

第二章小結1.自噴井生產系統(tǒng)一般包括四個基本流動過程，每一過程遵循各自的流動規(guī)律。2.油井自噴生產的條件3.節(jié)點系統(tǒng)分析法：應用系統(tǒng)工程原理，把整個油井生產系統(tǒng)分成若干子系統(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(shù)調控提供依據(jù)。4.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即聲波速度時的流動狀態(tài)。5.試作出油層—油管—油嘴流動協(xié)調曲線，并說明作圖步驟。①根據(jù)設定產量Q，在油井IPR曲線上找出相應的Pwf；②由Q及Pwf按垂直管流得出滿足油嘴臨界流動的Q～Pt油管曲線B；③油嘴直徑d一定，繪制臨界流動下油嘴特性曲線G；④油管曲線B與油嘴特性曲線G的交點C即為該油嘴下的產量與油壓。

自噴井三個流動過程關系油層滲流消耗的壓力油管流動消耗的壓力8.啟動壓力:當環(huán)形空間內的液面達到管鞋(注氣點)時的井口注入壓力。9.氣舉井平衡點:氣舉時，油管內壓力與套管內壓力相等時的深度。6.氣舉采油：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。7.氣舉采油原理：依靠從地面注入井內的高壓氣體與油層產出流體在井筒中混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流到井內的原油舉升到地面。10.氣舉啟動過程②如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進入油管，油管內液面上升。隨著壓縮機壓力的不斷提高，環(huán)形空間內的液面將最終達到管鞋（注氣點）處，此時的井口注入壓力為啟動壓力。①當油井停產時，油套管內的液面在同一位置，啟動壓縮機向油套環(huán)形空間注入高壓氣體時，環(huán)空液面將被擠壓下降。

③當高壓氣體進入油管后，由于油管內混合液密度降低，液面不斷升高，液流噴出地面。氣舉井的啟動過程

c—氣體進入油管11.在給定產量和井口壓力下確定注氣點深度和注氣量2)根據(jù)產量Ql、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點以下的壓力分布曲線A。1)根據(jù)Ql由IPR曲線確定相應Pwf。3)由工作壓力Pso計算環(huán)形空間氣柱壓力曲線B，與注氣點以下的壓力分布曲線A的交點即為平衡點。已知：產量、注入壓力、定油管壓力和IPR曲線；計算：注氣點深度、氣液比和注氣量。4)由平衡點沿注氣點以下的壓力分布曲線上移⊿P(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Pwh相對應的總氣液比TGLR。7)總氣液比減去油層生產氣液比得到注入氣液比。根據(jù)注入氣液比和規(guī)定的產量計算需要的注氣量。注入氣液比=總氣液比-生產氣液比注入氣量=配產量×注入氣液比8)根據(jù)最后確定的氣液比TGLR和其它已知數(shù)據(jù)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。第三章小結1.游梁式抽油裝置主要由抽油機、抽油泵、抽油桿組成。2.抽油機主要由游梁-連桿-曲柄機構、減速箱、動力設備和輔助裝置3.抽油泵分為管式泵和桿式泵，主要由工作筒(外筒和襯套)、柱塞、游動閥(排出閥)和固定閥(吸入閥)組成。4.泵吸入的條件：泵內壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。5.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。

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。①上沖程UpStroke

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。A-上沖程6.抽油泵的工作原理泵吸入的條件：泵內壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。液柱載荷由油管轉移到抽油桿上②下沖程downStroke

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。B-下沖程泵排出的條件：泵內壓力(排出壓力)高于柱塞以上的液柱壓力。液柱載荷由抽油桿轉移到油管上7.簡化為簡諧運動時懸點運動規(guī)律簡化為曲柄滑塊機構時懸點運動規(guī)律A點位移：A點加速度:A點加速度:9.懸點靜載荷：包括抽油桿柱載荷；作用在柱塞上的液柱載荷；沉沒壓力對懸點載荷的影響；井口回壓對懸點載荷的影響。8.抽油機懸點載荷：靜載荷、動載荷、摩擦載荷。10.懸點動載荷：包括慣性載荷、振動載荷。V—初變形期末抽油桿柱下端(柱塞)對懸點的相對運動速度E—鋼的彈性模量a—應力波在抽油桿柱中的傳播速度11.懸點摩擦載荷：包括桿管、柱塞與襯套、桿液、管液摩擦載荷及液體通過游動閥的摩擦力。懸點最大、最小載荷：12.抽油機平衡方式：氣動平衡、游梁平衡、曲柄平衡和復合平衡。13.扭矩因數(shù)：懸點載荷在曲柄軸上造成的扭矩與懸點載荷的比值。14.等值扭矩Me

：用一個不變化的固定扭矩代替變化的實際扭矩，使其電動機的發(fā)熱條件相同，則此固定扭矩即為實際變化的扭矩的等值扭矩。15.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。16.光桿功率：通過光桿來提升液體和克服井下?lián)p耗所需要的功率。η為泵效17.抽油效率(系統(tǒng)效率)：19.影響泵效的因素：抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮、氣體和充不滿的影響、漏失影響、體積系數(shù)的影響。20.提高泵效的措施：選擇合理的工作方式、確定合理沉沒度、改善泵的結構，提高泵的抗磨和抗腐蝕性能、使用油管錨減少沖程損失、合理利用氣體能量及減少氣體影響。21.氣鎖現(xiàn)象：抽汲時由于氣體在泵內壓縮和膨脹，吸入和排出閥無法打開，出現(xiàn)抽不出油的現(xiàn)象。18.泵效：在抽油井生產過程中，實際產量與理論產量的比值。22.桿柱強度計算方法⑴奧金格公式⑵修正古德曼圖23.抽油桿柱設計方法(1)不等強度設計方法(2)等強度設計方法24.液面測量原理：利用聲波在環(huán)形空間流體介質中的傳播速度和測得的反射時間來計算其位置：25.地面示功圖或光桿示功圖：懸點載荷與位移關系的示功圖。26.靜載荷作用下的理論示功圖，AB為加載過程，BC為吸入過程。CD為卸載過程，DA為排出過程。動液面是油井生產時，油套環(huán)形空間的液面。靜液面是關井后環(huán)形空間中液面恢復到靜止(與地層壓力相平衡)時的液面。27.典型示功圖：某一因素的影響十分明顯，其形狀代表了該因素影響下的基本特征的示功圖。有氣體影響的示功圖28.氣體影響示功圖上沖程：由于余隙內殘存的溶解氣和壓縮氣，固定閥打開滯后，游動閥關閉遲緩，加載變慢。下沖程：氣體受壓縮，泵內壓力不能迅速提高，使排出閥滯后打開，卸載變慢。29.充不滿影響的示功圖下沖程：懸點載荷不能立即減小，只有當柱塞遇到液面時，則迅速卸載。上沖程：無影響30.排出部分的漏失（游動閥）上沖程前半沖程：在柱塞兩端產生壓差作用下，柱塞上面的液體漏到柱塞下部的工作筒內，使加載緩慢。在柱塞上行速度大于漏失速度的瞬間，懸點載荷達到最大靜載荷。上沖程后半沖程——活塞上行速度逐漸減慢，柱塞速度小于漏失速度，使懸點負荷提前卸載。下沖程：無影響。31.吸入部分漏失（固定閥）下沖程前半沖程，由于固定閥漏失使泵內壓力不能及時提高，延緩了卸載過程。下沖程后半沖程柱塞速度減小，當小于漏失速度時，泵內壓力降低使游動閥提前關閉，懸點提前加載。上沖程：無影響。第四章小結1.電動潛油離心泵采油裝置自下而上依次為：潛油電纜、潛油電機、保護器、分離器、多級離心泵、單流閥、泄油閥等。2.電動潛油離心泵、水力活塞泵、水力射流泵的采油原理第五章小結1.注水引起的油層損害主要類型：堵塞、腐蝕、結垢。2.注入水處理技術包括：沉淀、過濾、脫氧、殺菌、曝曬。4.投注程序包括排液、洗井、預處理、試注、正常注水等幾個方面。5.吸水指數(shù)是指單位注水壓差下的日注水量，為指示曲線斜率倒數(shù)。3.含油污水處理過程包括：沉淀、撇油、絮凝、浮選、過濾、加抑垢劑、殺菌等。6.影響吸水能力的因素：注水井井下作業(yè)及管理水平、水質、粘土礦物遇水膨脹、注水井地層壓力上升。7.改善吸水能力的措施：加強注水井日常管理、壓裂增注、酸化增注、粘土防膨等。8.分層吸水能力的測試方法：投球法分層測試法、放射性同位素載體法測吸水剖面。9.注水井調剖方法：單液法、雙液法。第六章小結1.水力壓裂增產增注的原理:改變流體的滲流狀態(tài)；降低了井底附近地層中流體的滲流阻力。2.形成垂直裂縫的條件：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。3.形成水平裂縫的條件：井壁上存在的垂向應力超過井壁巖石的垂向的抗張強度。4.小于15～18時形成垂直裂縫；大于23時形成水平裂縫；5.壓裂液的性能要求：①濾失少②懸砂能力強③摩阻低④穩(wěn)定性好⑤配伍性好⑥低殘渣⑦易返排⑧貨源廣、便于配制、價錢便宜。7.壓裂液按任務可分為：前置液、攜砂液、頂替液

前置液：破裂地層、造縫、降溫作用。攜砂液：攜帶支撐劑、充填裂縫、造縫及冷卻地層作用。頂替液：替液入縫，提高攜砂液效率，防止砂卡和防止井筒沉砂。6.壓裂液的類型包括：水基壓裂液、油基壓裂液和泡沫壓裂液，而按其作用類型，壓裂液又可以分為：前置液、攜砂液、頂替夜；8.壓裂液的濾失主要受三種機理控制：壓裂液的粘度、油藏巖石和流體的壓縮性、壓裂液的造壁性；9.填砂裂縫的導流能力：在油層條件下，填砂裂縫滲透率與裂縫寬度的乘積。11.裂縫閉合后的砂濃度(鋪砂濃度)：指單位面積裂縫上所鋪的支撐劑質量。12.地面砂比：單位體積混砂液中所含的支撐劑質量。或支撐劑體積與壓裂液體積之比。10.裂縫內的砂濃度(裂縫內砂比)：是指單位體積裂縫內所含支撐劑的質量。14.根據(jù)麥克奎爾－西克拉曲線提高增產倍數(shù)的措施：對于低滲油藏，增加裂縫長度比增加裂縫導流能力對增產更有利；對于高滲油藏，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。13.濾失百分數(shù)：壓裂液濾失體積除以地面單元體積液在縫中的剩余體積。15.裂縫幾何參數(shù)計算⑴卡特模型偏心度為零的橢園管、牛頓液體條件下的縫寬公式為：裂縫的平均寬度：非牛頓液體，裂縫最大縫寬為：⑵PKN模型⑶KGD模型井底最大縫寬：單翼縫長：⑷吉爾茲瑪模型在巖石泊松比ν=0.25時，吉爾茲瑪方程為：縫長：縫口寬度：裂縫的平均寬度：第七章小結1.酸洗、基質酸化、壓裂酸化的主要區(qū)別；酸洗

Acidwash基質酸化Matrixacidizing壓裂酸化Acidfracturing將少量酸液注入井筒內，清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及結垢等，并疏通射孔孔眼。在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復或提高井筒附近較大范圍內油層的滲透性。在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，在地層內形成裂縫，通過酸液對裂縫壁面物質的不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫。2.碳酸鹽巖地層酸化原理:2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑生成物狀態(tài)：氯化鈣、氯化鎂全部溶于殘酸中。二氧化碳氣體大部分呈游離狀態(tài)的微小氣泡，分散在殘酸溶液中，有助于殘酸溶液從油氣層中排出。3.酸巖反應速度及反應過程；酸巖反應速度：指單位時間內酸濃度降低值或單位時間內巖石單位反應面積的溶蝕量。①酸液中的H+傳遞到碳酸鹽巖表面；②H+在巖面與碳酸鹽進行反應；③反應生成物Ca2+、Mg2+和CO2氣泡離開巖面。4.影響酸巖反應速度的因素：面容比、酸液的流速、酸液的類型、鹽酸的質量分數(shù)、溫度、壓力等。5.提高酸化效果的措施：降低面容比；提高酸液的流速；使用稠化鹽酸、高濃度鹽酸和多組分酸；降低井底溫度等。6.碳酸鹽巖地層、砂巖地層酸化原理；7.酸液主要類型：鹽酸、甲酸和乙酸、多組分酸、乳化酸、稠化酸、泡沫酸、土酸等；8.酸液添加劑包括：緩蝕劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、增粘劑和減阻劑、暫時堵塞劑等。第八章小結1.油層出砂機理:剪切破壞、拉伸破壞２.油層出砂原因：井筒附近地層的應力變化、巖石的膠結狀態(tài)、地層滲透率、固井質量、射孔密度、油井工作制度、油層含水、地層壓力降低、不適當?shù)拇胧┑?。?常用防砂方法：機械防砂包括下入防砂管柱擋砂（繞絲篩管、割縫襯管、濾砂管）和下入防砂管柱加充填物（裸眼礫石充填、套管內礫石充填）、化學防砂（人工膠結砂層、人工井壁）、焦化防砂、砂拱防砂、復合防砂。4.沖砂方式：正沖砂、反沖砂、正反沖砂、聯(lián)合沖砂。5.結蠟現(xiàn)象：對于溶有一定量石蠟的原油，在開采過程中，隨著溫度、壓力的降低和氣體的析出，溶解的石蠟便以結晶析出、長大聚集和沉積在管壁等固相表面上，即出現(xiàn)所謂的結蠟現(xiàn)象。6.蠟的初始結晶溫度或析蠟點：當溫度降低到某一值時，原油中溶解的蠟便開始析出，蠟開始析出的溫度。7.影響結蠟的因素:原油的性質及含蠟量、原油中的膠質和瀝青質、壓力和溶解氣、原油中的水和機械雜質、液流速度、管壁粗糙度及表面性質。9.油井防蠟方法:油管內襯和涂層防蠟、化學防蠟、熱力防蠟、磁防蠟技術。10.油井堵水技術:機械堵水、油井化學堵水（非選擇性堵水、選擇性堵水）、人工隔板法封堵底水。11.凝固點：在一定條件下原油失去流動性時的最高溫度。12.注蒸汽熱力采油法:通過蒸汽將熱能提供給油層巖石和流體，提高油井產量和油層采收率。13.蒸汽吞吐:是向采油井注入一定量的蒸汽，關井浸泡一段時間后開井生產，當采油量下降到不經濟時，再重復上述作業(yè)的采油方式。一個吞吐周期包括：注汽、燜井和生產階段。14.蒸汽驅:是按一定的注采井網，從注汽井注入蒸汽將原油驅替到生產井的熱力開采方法。蒸汽驅生產過程包括：注汽初始階段、注汽見效階段、蒸汽突破階段(汽竄階段)。15.目前常用的井筒降粘技術：化學降粘、摻輕烴或水稀釋熱力降粘。16.高能氣體壓裂：利用特定的發(fā)射炸藥在井底產生高壓、高溫氣體，在井筒附近油層中產生和保持多條多方位的徑向裂縫，從而達到增產增注目的的工藝措施。17.高能氣體壓裂增產作用基于四個方面的效應：機械作用、熱作用、化學作用、水力作用。18.水力振蕩解堵：是以水力振動器作為井下震源下至處理井段，地面供液源按一定排量將工作液注