《采油工程》課程教學(xué)大綱

《采油工程》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱采油工程OilProductionEngineering課程編碼SPE120511035開課院部石油工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)采油工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分3.5課內(nèi)學(xué)時(shí)58講授50實(shí)驗(yàn)8上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)58適用專業(yè)石油工程授課語言中文先修課程工程力學(xué)、工程流體力學(xué)、油層物理、滲流力學(xué)、巖石力學(xué)課程簡介（必修）《采油工程》是面向石油工程專業(yè)本科生開設(shè)的、特色鮮明的專業(yè)核心必修課程。本課程以工程設(shè)計(jì)為主線，介紹油氣開采技術(shù)的基本原理、工程設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)分析方法，主要包括油井流入動態(tài)、井筒多相流動、采油工藝設(shè)計(jì)、注水與儲層改造、完井與試油等經(jīng)典內(nèi)容，也與時(shí)俱進(jìn)拓展了大數(shù)據(jù)與智能生產(chǎn)優(yōu)化、非常規(guī)油氣儲層改造等新內(nèi)容，并適時(shí)融合思政教育元素。通過學(xué)習(xí)學(xué)生能夠理解油氣開采工程專業(yè)知識，具有針對油氣舉升與儲層改造等技術(shù)中的科學(xué)問題和工程應(yīng)用問題進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、研究以及技術(shù)開發(fā)的能力，并在設(shè)計(jì)與研究中體現(xiàn)創(chuàng)新意識工程素養(yǎng)，為學(xué)生畢業(yè)后從事油氣開采生產(chǎn)管理、工程設(shè)計(jì)與施工、科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)等工作提供支撐。ProductionEngineering,isacorecompulsorycoursewithdistinctivefeaturesforundergraduatesmajoringinpetroleumengineering.Thiscoursefocusesonengineeringdesignandintroducesthebasicprinciplesofoilandgasproductiontechnology,engineeringdesignandproductionanalysismethods.Itmainlyincludesoilwellinflowdynamics,wellboremultiphaseflow,oilproductionprocessdesign,waterinjectionandreservoirstimulation,wellcompletionandoiltesting,etc.Theclassiccontentalsokeepspacewiththetimesandexpandsnewcontentsuchasbigdataandintelligentproductionoptimization,unconventionaloilandgasreservoirstimulation,andintegratesideologicalandpoliticaleducationelementsinatimelymanner.Bystudying,studentscanunderstandtheprofessionalknowledgeofoilandgasextractionengineering,andhavetheabilitytoanalyze,design,research,anddeveloptechnologyforscientificproblemsandengineeringapplicationproblemsintechnologiessuchasoilandgasliftsandreservoirreconstruction,andreflectinnovationindesignandresearch.Consciousofengineeringliteracy,providingsupportforstudentsengagedinoilandgasproductionandproductionmanagement,engineeringdesignandconstruction,scientificresearchandtechnologydevelopmentaftergraduation.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：理解油氣開采技術(shù)的基本原理、工程設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)分析的專業(yè)知識，并用于辨別和解決油氣開采技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用問題是1.42M2目標(biāo)2：能夠應(yīng)用工程知識，并通過文獻(xiàn)研究了解新工藝，新技術(shù)及發(fā)展動向，評判和解決油氣開采技術(shù)優(yōu)選、油氣入井動態(tài)預(yù)測、油水井生成工況診斷、以及生成效果評價(jià)等工程問題是2.13M3目標(biāo)3：具有油水井生成工藝計(jì)算和單井工藝方案設(shè)計(jì)能力是3.14M4目標(biāo)4：具有新油田采油工程方案和老油田采油工程調(diào)整方案的設(shè)計(jì)與規(guī)劃能力，并在設(shè)計(jì)與規(guī)劃中體現(xiàn)創(chuàng)新意識是3.25M5目標(biāo)5：能夠基于實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)測試資料，解釋油氣舉升工藝和儲層改造技術(shù)在應(yīng)用中存在的主要問題，研究解決方案。是4.16M6目標(biāo)6：能夠評價(jià)工程方案實(shí)踐、新工藝與新技術(shù)應(yīng)用對健康、安全、環(huán)境的影響。是6.26.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1緒論/采油工程定義、采油工程專業(yè)方向的技術(shù)水平狀況、采油工程師的要求、《采油工程》課程介紹。思政內(nèi)容：列舉老一輩石油人真實(shí)案例講述愛崗敬業(yè)精神，體現(xiàn)“守初心、擔(dān)使命，愛石油、獻(xiàn)身石油”。（思政指標(biāo)點(diǎn)：愛崗敬業(yè)）M11講授（思政內(nèi)容10分鐘）//2第一章油井流入動態(tài)與井筒多相流動計(jì)算本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：流入動態(tài)的基本概念與計(jì)算、公式推導(dǎo)與計(jì)算；井筒氣液兩相流流型的變化；井筒氣液兩相流能量平衡方程的建立；井筒流體壓力分布計(jì)算步驟。/////31.1油井流入動態(tài)單相液體的流入動態(tài)、油氣兩相滲流時(shí)的流入動態(tài)、ˉP_r>P_b>P_wf時(shí)的流入動態(tài)、油氣水三相IPR曲線、多層油藏油井流入動態(tài)。M11講授//41.2井筒氣液兩相流基本概念井筒氣液兩相流動的特性、井筒氣液兩相流能量平衡方程及壓力分布計(jì)算步驟。M12講授//51.3計(jì)算氣—液兩相垂直管流的Orkiszewski方法壓力降公式及流型劃分、平均密度及摩擦損失梯度的計(jì)算。M1,M21講授//61.4計(jì)算井筒多相流動的Beggs-Brill方法自學(xué)M1,M21研討//7(Err)過程控制及自主學(xué)習(xí)考核環(huán)節(jié)實(shí)施布置油井流動環(huán)節(jié)作業(yè)////綜合大作業(yè)8第二章自噴與氣舉采油本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：自噴井系統(tǒng)組成；節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析及其應(yīng)用；氣舉采油原理；氣舉啟動過程；氣舉閥工作原理；氣舉井生產(chǎn)設(shè)計(jì)。/////92.1自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成、自噴井節(jié)點(diǎn)分析及其應(yīng)用M1,M32講授//102.2氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法氣舉采油原理、氣舉啟動、氣舉閥、氣舉設(shè)計(jì)M1,M3,M52講授/研討//11(Err)實(shí)驗(yàn)M52//實(shí)驗(yàn)報(bào)告12第三章有桿泵采油本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：抽油裝置及其工作原理；抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律的推導(dǎo)與分析；懸點(diǎn)載荷的計(jì)算與分析；抽油機(jī)平衡原理與計(jì)算；抽油機(jī)曲柄扭矩的計(jì)算與扭矩曲線分析；抽油機(jī)井系統(tǒng)效率分析；影響泵效的因素分析與計(jì)算；抽油桿受力特征與強(qiáng)度計(jì)算方法；抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；抽油井液面測試與分析；示功圖分析；抽油機(jī)井工況診斷技術(shù)的理論與應(yīng)用；螺桿泵采油工藝原理/////133.2抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律及懸點(diǎn)載荷靜載荷、動載荷M1,M32講授//143.1抽油裝置及泵的工作原理各種抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵原理、抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律M12講授//153.3抽油機(jī)平衡、扭矩與功率計(jì)算M31講授//163.4泵效計(jì)算與分析柱塞沖程、泵的充滿程度、泵的漏失、提高泵效的措施M1,M3,M51講授//17(Err)過程控制及自主學(xué)習(xí)考核環(huán)節(jié)實(shí)施油井流動環(huán)節(jié)課堂考核、布置人工舉升環(huán)節(jié)作業(yè)思政內(nèi)容2（5分鐘）M2,M3,M4,M5,M6///綜合大作業(yè)183.5有桿抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)抽油桿強(qiáng)度計(jì)算及桿柱設(shè)計(jì)、抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)M1,M2,M31講授//193.6有桿抽油系統(tǒng)工況分析M1,M2,M31講授//203.7抽油機(jī)井工況診斷技術(shù)思政內(nèi)容：結(jié)合抽油機(jī)工況診斷技術(shù)研發(fā)歷程，講述張琪老師等老一輩石油人的愛黨愛國情懷與科研奉獻(xiàn)精神。（思政指標(biāo)點(diǎn)：愛黨愛國、奉獻(xiàn)社會）M1,M2,M3,M41講授/研討（思政內(nèi)容5分鐘）//213.8螺桿泵采油工藝原理與設(shè)計(jì)方法M1,M2,M3,M41講授/研討//22第四章無桿泵采油本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：電潛泵井生產(chǎn)系統(tǒng)的組成及其工作原理；電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；水力射流泵井生產(chǎn)系統(tǒng)的組成及其工作原理；水力射流泵井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。/////234.1電潛泵舉升技術(shù)電潛泵采油裝置及其工作原理、電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)、診斷M1,M2,M32講授//244.2水力活塞泵采油自學(xué)M1,M2,M31講授/研討//254.3水力射流泵采油水力射流泵采油系統(tǒng)、水力射流泵工作特性、水力射流泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)M1,M2,M31講授/研討//26(Err)實(shí)驗(yàn)M52//實(shí)驗(yàn)報(bào)告27第五章注水本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：注入水處理技術(shù)；注水系統(tǒng)流程；注水井吸水能力及其影響因素分析；分層吸水能力及測試方法；注水指示曲線的分析和應(yīng)用。/////285.1水源、水質(zhì)及注水系統(tǒng)水源選擇及水質(zhì)要求、注入水處理技術(shù)、注水系統(tǒng)流程、注水井投注程序M1,M3,M61講授//295.2注水井吸水能力分析注水井吸水能力、影響吸水能力因素、改善吸水能力措施M1,M3,M61講授//305.3分層注水技術(shù)分層吸水能力及測試方法、分層注水管柱M1,M2,M30.5講授//315.4注水指示曲線的分析和應(yīng)用指示曲線分析、井下配水工具工作狀況的判斷、配注準(zhǔn)確程度和分配層段注水量檢查、嘴損曲線與配水嘴的選擇M1,M2,M31講授//325.5注水井調(diào)剖技術(shù)簡介自學(xué)M1,M2,M30.5講授/研討//33(Err)過程控制及自主學(xué)習(xí)考核環(huán)節(jié)實(shí)施人工舉升環(huán)節(jié)課堂考核、布置注水及增產(chǎn)措施環(huán)節(jié)作業(yè)M2,M3,M4,M5,M6///綜合大作業(yè)34第六章水力壓裂技術(shù)本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：油井應(yīng)力狀況分析；水力壓裂造縫條件與裂縫延伸條件；壓裂液濾失性與流變性分析；支撐劑在裂縫內(nèi)的分布研究；壓裂井增產(chǎn)倍數(shù)曲線分析；裂縫參數(shù)計(jì)算模型。/////356.1造縫機(jī)理油井應(yīng)力狀況、造縫條件、裂縫延伸條件M11講授//366.2壓裂液壓裂液類型、壓裂液濾失性、壓裂液流變性M11講授//376.3支撐劑支撐劑的要求、支撐劑的類型、支撐劑在裂縫內(nèi)的分布、支撐劑的選擇M1,M2,M31講授/研討//386.4壓裂設(shè)計(jì)影響壓裂井增產(chǎn)幅度的因素、裂縫幾何參數(shù)計(jì)算模型、壓裂效果預(yù)測、裂縫參數(shù)設(shè)計(jì)方法M1,M2,M31講授/研討//39(Err)實(shí)驗(yàn)M5//2實(shí)驗(yàn)報(bào)告406.5壓裂增產(chǎn)新技術(shù)自學(xué)M1,M2,M3////41第七章酸化技術(shù)本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：常用的酸液、添加劑及其性能；鹽酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)原理；影響酸巖反應(yīng)速度的因素分析；砂巖油氣層的土酸處理原理；酸巖復(fù)相反應(yīng)有效作用距離；前置液酸壓設(shè)計(jì)方法/////427.1碳酸鹽巖地層鹽酸酸化原理鹽酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)、影響酸巖反應(yīng)速度的因素M1,M2,M31講授//437.2酸化壓裂技術(shù)酸液的濾失、酸液的損耗、酸巖復(fù)相反應(yīng)有效作用距離、前置液酸壓設(shè)計(jì)方法M1,M2,M31講授//447.3砂巖油氣層土酸酸化原理砂巖地層土酸處理原理、土酸處理設(shè)計(jì)M1,M2,M3,M61講授//457.4酸液及添加劑M1,M2,M3,M60.5講授//467.5酸處理工藝自學(xué)M1,M2,M3,M60.5講授/研討//47第八章復(fù)雜條件下的開采技術(shù)本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：油層出砂原因與出砂機(jī)理；防砂方法及其適用性分析；清砂方法；油井結(jié)蠟與防蠟機(jī)理及防治方法；稠油及高凝油開采特征；熱采技術(shù)原理；井筒降粘技術(shù)原理/////488.1防砂與清砂油層出砂原因、防砂方法、清砂方法M1,M2,M62講授//498.2防蠟與清蠟油井防蠟機(jī)理、油井防蠟方法、油井清蠟方法M1,M2,M61講授//508.3油井堵水自學(xué)M1,M2,M60.5講授/研討//51(Err)過程控制及自主學(xué)習(xí)考核環(huán)節(jié)：注水及增產(chǎn)措施部分M2,M3,M4,M5,M6////528.4稠油及高凝油開采技術(shù)M1,M2,M60.5講授//53第九章完井方案設(shè)計(jì)與試油本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：完井方式及其選擇需要考慮的因素；射孔設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)步驟；射孔工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容；油氣層損害機(jī)理分析；儲層敏感性/////549.1完井方式選擇M1,M31講授//559.2射孔設(shè)計(jì)射孔參數(shù)設(shè)計(jì)、射孔工藝設(shè)計(jì)M1,M31講授//569.3油氣層保護(hù)M1,M2,M3,M4,M60.4講授//579.4試油自學(xué)M1,M2,M3,M4,M60.4講授//5810.3采油工程方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容M1,M2,M3,M4,M62講授2作業(yè)5910.1油田開發(fā)總體建設(shè)方案的構(gòu)成M1,M2,M3,M4,M60.4講授//60第十章采油工程方案設(shè)計(jì)概要/////6110.2采油工程方案編制原則及要求M1,M2,M3,M4,M60.4講授//四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時(shí)表現(xiàn)考核1、平時(shí)作業(yè)、課堂研討表現(xiàn)。2、成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評分、課堂研討參與情況。3、考核學(xué)生對采油工程基本知識的掌握能力，工程案例研討、工程問題分析及解決對策研討、新技術(shù)新工藝研討、教材中自主學(xué)習(xí)內(nèi)容的研討等。10%2實(shí)驗(yàn)過程控制考核1、本課程包括3次實(shí)驗(yàn)，共8個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。2、成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評分。3、考核學(xué)生對垂直多相管流、抽油泵泵效、壓裂工藝原理及改造效果評價(jià)（仿真實(shí)訓(xùn)、裂縫導(dǎo)流能力測試）的掌握情況，能夠從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。10%3課堂學(xué)習(xí)過程控制考核1、本課程包括油井流動、人工舉升、注水及增產(chǎn)措施3個(gè)考核環(huán)節(jié)，共6個(gè)理論學(xué)時(shí)。2、該環(huán)節(jié)以分析設(shè)計(jì)類作業(yè)的形式進(jìn)行，學(xué)生分組選擇不同的作業(yè)完成工程案例分析，以小組為單位進(jìn)行答辯及成績評定。30%4期末考試1、閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2、注重對基本概念、原理及工程案例分析能力的考查，題型主要有基礎(chǔ)知識測試題（名詞或術(shù)語解釋）、綜合分析能力測試題（圖例分析、工程設(shè)計(jì)與計(jì)算）等。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時(shí)表現(xiàn)考核50%A-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂，未參與研討環(huán)節(jié)B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確，參與研討環(huán)節(jié)。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式規(guī)范、答案準(zhǔn)確，積極參與研討并能針對工程問題得出基本結(jié)論。D-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確，積極參與研討并能針對工程問題得出有效結(jié)論。2M1期末考試50%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）3M2期末考試75%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）4M3課堂學(xué)習(xí)過程控制考核40%A-設(shè)計(jì)思路清晰、嚴(yán)謹(jǐn)及方法正確、先進(jìn)，步驟完整、分析透徹，作業(yè)格式規(guī)范；答辯過程講解邏輯性強(qiáng)，表達(dá)準(zhǔn)確、語言流暢，舉止得體；回答問題觀點(diǎn)正確、思路清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍好B-設(shè)計(jì)思路清晰、嚴(yán)謹(jǐn)及方法正確、較為先進(jìn)，步驟完整、分析較透徹，作業(yè)格式規(guī)范；答辯過程講解邏輯性較強(qiáng)，表達(dá)準(zhǔn)確、語言流暢，舉止得體；回答問題觀點(diǎn)正確、思路清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍好C-設(shè)計(jì)思路合理、嚴(yán)謹(jǐn)及方法基本正確，步驟基本完整、有分析過程，作業(yè)格式基本規(guī)范；答辯過程講解有邏輯性，表達(dá)基本準(zhǔn)確、語言較流暢，舉止得體；回答問題觀點(diǎn)基本正確、思路較清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍較好D-設(shè)計(jì)思路欠合理、嚴(yán)謹(jǐn)及方法欠合理，步驟不完整、缺失分析過程，作業(yè)格式規(guī)范性差；答辯過程講解無邏輯性，表達(dá)不準(zhǔn)確、語言不流暢，舉止基本得體；回答問題觀點(diǎn)不準(zhǔn)確、思路欠清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍一般 5M3期末考試60%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）6M4期末考試50%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）7M5課堂學(xué)習(xí)過程控制考核25%A-設(shè)計(jì)思路清晰、嚴(yán)謹(jǐn)及方法正確、先進(jìn)，步驟完整、分析透徹，作業(yè)格式規(guī)范；答辯過程講解邏輯性強(qiáng)，表達(dá)準(zhǔn)確、語言流暢，舉止得體；回答問題觀點(diǎn)正確、思路清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍好B-設(shè)計(jì)思路清晰、嚴(yán)謹(jǐn)及方法正確、較為先進(jìn)，步驟完整、分析較透徹，作業(yè)格式規(guī)范；答辯過程講解邏輯性較強(qiáng)，表達(dá)準(zhǔn)確、語言流暢，舉止得體；回答問題觀點(diǎn)正確、思路清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍好C-設(shè)計(jì)思路合理、嚴(yán)謹(jǐn)及方法基本正確，步驟基本完整、有分析過程，作業(yè)格式基本規(guī)范；答辯過程講解有邏輯性，表達(dá)基本準(zhǔn)確、語言較流暢，舉止得體；回答問題觀點(diǎn)基本正確、思路較清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍較好D-設(shè)計(jì)思路欠合理、嚴(yán)謹(jǐn)及方法欠合理，步驟不完整、缺失分析過程，作業(yè)格式規(guī)范性差；答辯過程講解無邏輯性，表達(dá)不準(zhǔn)確、語言不流暢，舉止基本得體；回答問題觀點(diǎn)不準(zhǔn)確、思路欠清晰，團(tuán)結(jié)協(xié)作氛圍一般 8/平時(shí)表現(xiàn)考核10%A-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂，未參與研討環(huán)節(jié)B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確，參與研討環(huán)節(jié)。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式規(guī)范、答案準(zhǔn)確，積極參與研討并能針對工程問題得出基本結(jié)論。D-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確，積極參與研討并能針對工程問題得出有效結(jié)論。9/實(shí)驗(yàn)過程控制考核10%A-按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，數(shù)據(jù)分析符合規(guī)范，結(jié)論無誤。B-按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，數(shù)據(jù)分析基本規(guī)范，結(jié)論基本正確。C-數(shù)據(jù)分析過程存在問題。D-發(fā)生安全事故10/課堂學(xué)習(xí)過程控制考核30%A-設(shè)計(jì)思路清晰、嚴(yán)謹(jǐn)及方法正確、先進(jìn)，步驟完整、分析透徹，作業(yè)格式規(guī)范