石油工程試卷

一、綜述題（共8小題，每小題15分,任選4小題,共60分）（綜述題請根據(jù)知識點提示結(jié)合課件組織答案，每道題目不少于400字.照抄知識點提示不得分.）選做題號:1.闡述井身結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容,說出各內(nèi)容所包括的具體知識，并畫出基本的井深結(jié)構(gòu)圖。知識點提示：井深結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括套管的層次、各層套管下入深度、相應(yīng)的鉆頭直徑、套管外水泥返高等,請詳細列出各內(nèi)容所包含的具體內(nèi)容，并畫出簡單的井深結(jié)構(gòu)圖。答：井身結(jié)構(gòu)主要由導管、表層套管、技術(shù)套管、油層套管和各層套管外的水泥環(huán)等組成.1。導管：井身結(jié)構(gòu)中下入的第一層套管叫導管。其作用是保持井口附近的地表層。2?表層套管：井身結(jié)構(gòu)中第二層套管叫表層套管，一般為幾十至幾百米。下入后，用水泥漿固井返至地面.其作用是封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層.3。技術(shù)套管:表層套管與油層套管之間的套管叫技術(shù)套管。是鉆井中途遇到高壓油氣水層、漏失層和坍塌層等復雜地層時為鉆至目的地層而下的套管，其層次由復雜層的多少而定。作用是封隔難以控制的復雜地層，保持鉆井工作順利進行.4?油層套管：井身結(jié)構(gòu)中最內(nèi)的一層套管叫油層套管。油層套管的下入深度取決于油井的完鉆深度和完井方法?一般要求固井水泥返至最上部油氣層頂部100?150米.其作用封隔油氣水層，建立一條供長期開采油氣的通道.5。水泥返高：是指固井時,水泥漿沿套管與井壁之間和環(huán)形空間上返面到轉(zhuǎn)盤平面之間的距離。2.簡述絕對滲透率、有效滲透率、相對滲透率的定義，影響絕對滲透率的影響因素？答：絕對滲透率：當單相流體通過橫截面積為A、長度為L、壓力差為AP的一段孔隙介質(zhì)呈層狀流動時，流體粘度為□，則單位時間內(nèi)通過這段巖石孔隙的流體量為:Q=KAPA/uL有效滲透率：由兩種或兩種以上流體通過巖石時，所測出的某一相流體的滲透率。相對滲透率：是指該相流體的有效滲透率與絕對滲透率的比值。絕對滲透率的影響因素：流體空隙的橫截面積為A、長度為L、壓力差為AP、流體粘度為u3?闡述油藏的驅(qū)動能量及油藏驅(qū)動類型,并針對國內(nèi)一油藏進行舉例分析。答：油藏的驅(qū)動類型可以分為五類:水壓驅(qū)動、彈性驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、溶解氣驅(qū)動和重力驅(qū)動。4。 分別闡述有桿抽油泵在上沖程和下沖程的工作原理，并畫出示意圖。知識點提示：有桿抽油泵在上沖程的工作原理，并畫出示意圖。有桿抽油泵在下沖程的工作原理，并畫出示意圖。答:有桿抽油泵在上沖程的工作原理：抽油桿柱向上拉動柱塞，柱塞上的游動閥受油管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉。此時，柱塞下面的下泵腔容積增大，泵內(nèi)壓力降低，固定閥在其上下壓差作用下打開，原油吸入泵內(nèi)。與此同時，如果油管內(nèi)已逐漸被液體所充滿，柱塞上面的液體沿油管排到地面。

所以，上沖程是泵內(nèi)吸入液體，而井口排出液體的過程。造成吸液進泵的條件是泵內(nèi)壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。有桿抽油泵在下沖程的工作原理：抽油桿柱帶動柱塞向下運動?柱塞壓縮固定閥和游動閥之間的液體：當泵內(nèi)壓力增加到大于泵沉沒壓力時，固定閥先關(guān)閉，當泵內(nèi)壓力增加到大于柱塞以上液體壓力時，游動閥被頂開，柱塞下面的液體通過游動閥進入柱塞上部，使泵排出液體。由于有相當于沖程長度的一段光桿從井外進入油管，將排擠出相當于這段光桿體積的液體?原來作用在柱塞以上的液體重力轉(zhuǎn)移到固定閥上，因此引起抽油桿柱的縮短和油管的伸長?所以，下沖程是泵向油管內(nèi)排液的過程，造成泵排出液體的條件是泵內(nèi)壓力高于柱塞以上的液柱壓力。上下沖程示意圖：(a)上沖程示意圖、(b)下沖程示意圖管管5。 闡述水力壓裂增產(chǎn)增注的原理和水力壓裂的工藝過程.答：水力壓裂增產(chǎn)增注的原理主要是降低了井底附近地層中流體的滲流阻力和改變流體的滲流狀態(tài)，使原來的徑向流動改變?yōu)橛蛯优c裂縫近似性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，大大降低了能量消耗.水力壓裂的工藝過程：裂縫延伸充填支撐劑憋壓造逢裂縫閉合簡述石油工業(yè)中業(yè)通常采用蘇林分類法將水分為哪幾種類型？各類水型的沉積環(huán)境有什么區(qū)別？判斷方法是什么？答：按蘇林分類法可以把地層水分成四個水型：硫酸鈉水型(Na2SO4)、重碳酸鈉水型(NaHCO3)氯化鎂水型(MgCI2)、氯化鈣水型(CaCI2)水型判斷法：自然界的水根據(jù)其成因、特征和分布，可分為大陸淡水、大洋海水和地下水.地下水實際上是由不同時代的大陸淡水或大洋海水在沉積物中保存下來的水?油田水是在油氣區(qū)保存下來的地下水。因此，水按形成環(huán)境分大陸淡水和大洋海水兩大類；大陸淡水含鹽度低于0。05%(500ppm)，很少超過0.1%.其化學成分間有如下關(guān)系HCO3—〉SO42—〉Cl—，Ca2+〉Na+>Mg2+,而且Na+>CI-即Na+/Cl->1，大洋海水含鹽度高達3。5%(3500ppm)其化學組成中Cl—〉SO42-〉HCO3—,Na+〉Mg2+〉Ca2+,而且Cl—>Na+即.因此，淡水與海水的主要區(qū)別在于Na+/Cl—比值的大??；淡水中重碳酸納占優(yōu)勢，并含有硫酸鈉；而海水中不存在硫酸納，可見鈉鹽存在的形式不同是兩種水的又一區(qū)別。利用水中主要離子的當量比，即Na+/CI—、(Na+-CI-)/SO42—、(CI--Na+)/Mg2+、SO42-/Cl—和的比值來判斷水型的方法。(Na+—Cl-//SO42—〉1為重碳酸鈉型(NaHCO3)(Cl-—Na+)/Mg2+〉1為氯化鈣(CaCl2)(Na+—Cl-)/SO42—<1為硫酸鈉型(Na2SO4)(Cl-—Na+)/Mg2+〈1為氯化鎂型(MgCI2)一般說Na2SO4水型形成于大陸環(huán)境，Na也存在并形成于大陸環(huán)境，氯化鎂水型存在并形成于海洋環(huán)境，而氯化鈣水型則是地殼內(nèi)部深成環(huán)境中的主要類型，而且認為油田水的化學類型大都屬于氯化鈣水型和重碳酸鈉水型.蘇林分類也存在一些問題，主要是它所劃分的四種水型與天然分布的實際情況存在很大差別，如我國地表水淺層水常見氯化鎂水型和氯化鈣水型，深部地層

則也見到Na2SO4、NaHC03水型?他的分類缺乏區(qū)分油田水和非油田水的特征參數(shù)，而僅僅是天然水鹽類成份的分類。在成因上他把地下水全看成是地表水滲入而成的。實際上地下水有海相原生水及內(nèi)生水（如結(jié)晶水、幔源水等）。7。7。闡述泵效的影響因素及提高泵效的措施。知識點提示:泵效的影響因素。提高泵效的措施.⑴影響泵效的因素：1）地質(zhì)因素：包括油井出砂、氣體過多、油井結(jié)蠟、原油粘度高、油層中含腐蝕性的水、硫化氫氣體腐蝕泵的部件等；2） 設(shè)備因素：泵的制造質(zhì)量，安裝質(zhì)量，襯套與活塞間隙配合選擇不當，或凡爾球與凡爾座不嚴等都會使泵效降低；3） 工作方式的影響:泵的工作參數(shù)選擇不當也會降低泵效?如過大，理論排量遠遠大于油層供液能力,造成供不應(yīng)求，泵效然很低.沖次過快會造成油來不及進入泵工作筒,而使泵效降低?泵掛過深，使沖程損失過大，也會降低泵效?？偟膩碚f，影響抽油泵泵效的主要因素有泵的充滿系數(shù)、沖程損失以及泵的漏失，其中進液氣油比高造成的充滿系數(shù)低，下泵深度大引起的沖程損失大，以及動液面深、下泵處井斜較大造成的漏失量大等原因?qū)е虏糠志眯汀＂迫绾翁岣哂吞锍橛捅帽眯У貙臃矫娴拇胧?） 對于注水開發(fā)的油田，加強注水，保持油層能量高，井中液面高，是保證油井高產(chǎn)量、高泵效生產(chǎn)的根本措施。井中液面高，沉沒壓力高，一方面增大了原油進泵的動力，另一方面，沉沒壓力高于飽和壓力，可防止原油脫氣，減輕氣體影響，增大泵的充滿系數(shù)；2） 采取有效的防砂措施，減輕砂粒對泵的磨損，減輕漏失影響.另外如果砂子在井中沉積，掩埋油層，會增大油流入井阻力降低液面，也會降低泵效。井筒方面措施1）選擇合理的工作方式選擇抽汲參數(shù)組合的一般原則是：對于粘度不太大的常規(guī)抽油機井應(yīng)選用大沖程、小沖數(shù)和較小泵徑，這樣既可減小氣體影響，又可減小懸點的交變載荷；對于原油比較稠的井，一般選用大沖程、大泵經(jīng)、小沖數(shù)，可以減小原油經(jīng)過閥座孔的阻力和原油與桿柱與管柱之間的阻力；對于連噴帶抽的井，則采用大沖程、大沖數(shù)、大泵經(jīng)，快速抽汲可增大對井的誘噴能力.2）確定合理的下泵深度和合理的沉沒度能使n入B乘積最大的下泵深度和沉沒度，即是合理的下泵深度和合理的沉沒度。3）使用油管錨減小沖程損失用油管錨或封隔器將油管下端固定，則可消除油管的彈性伸縮，減小沖程損失。深井中將油管下端錨定還可消除由于內(nèi)壓引起的油管螺旋彎曲，減小沖程損失。4）采用井下油氣分離和井口放套管氣裝置減輕氣體影響。③設(shè)備方面和管理方面的措施1） 改善泵的結(jié)構(gòu)提高泵效。針對油井出砂、結(jié)蠟、油稠的特殊情況，石油科研人員研制了許多特殊抽油泵。如用在出砂井的防砂卡抽油泵，用在含氣多的井中的環(huán)閥式防氣抽油泵，用在稠油井中的液壓反饋抽稠泵；2） 改善泵的材料提高泵效。采用耐磨材料加工成的泵可減輕砂磨引起的漏失,采用耐腐蝕的材料加工的泵防止泵受腐蝕引起的漏失和破壞；3） 加強檢泵作業(yè)質(zhì)量防止漏失。檢泵中下油管時按要求上緊絲扣，防止油管漏影響泵效。防止泵和泄油器等的連接部位漏失等。8。闡述壓裂液的定義和性能？答：壓裂液的性能：二、論述題（40分）結(jié)合自己所學專業(yè)，談?wù)勈凸こ贪膬?nèi)容、任務(wù)和將來的發(fā)展趨勢。字數(shù)不少于800字。答：石油工程是培養(yǎng)具備工程基礎(chǔ)理論和石油工程專業(yè)知識，能在石油工程領(lǐng)域從事油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程、儲層評價等方面的工程設(shè)計、工程施工與管理、建筑工程、應(yīng)用研究與科技開發(fā)等方面工作，獲得石油工程師基本訓練的高級專門技術(shù)人才。石油工程主要包括：鉆井工程、采油工程、油藏工程三大部分,下面就談一下自己的認識。1、對采油工程的認識采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標通過生產(chǎn)井和注入井對油藏采取的各項工程技術(shù)措施的總稱.它所研究的是以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項工程技術(shù)措施的理論、工程設(shè)計方法及實施技術(shù).采油工程的任務(wù)是通過一系列可作用于油藏的工程技術(shù)措施,使油、氣流入井底，并高效率地將其舉升到地面進行分離和計量，其目的是經(jīng)濟有效地提高油井產(chǎn)量和原油采收率。采油方法是指將流入井底的原油采到地面所采用的工藝方法和方式。采油方法分為自噴采自噴采油是利用油層本身的能量將原油舉升到地面的方式。人工舉升采油主要包括:氣舉采油、有桿泵采油和無桿泵采油氣舉采油是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,該方式主要適用于高產(chǎn)量的深井、油氣比高的油井、定向井和水平井。有桿泵采油：由抽油機、抽油桿、抽油泵和其它附件組成。抽油機包括游梁式抽油機和無游梁式抽油機兩種。其工作原理是：工作時動力設(shè)備將高速旋轉(zhuǎn)運動通過減速箱傳遞給曲柄，帶動曲柄低速旋轉(zhuǎn)，曲柄通過連桿帶動游梁作上下擺動，掛在驢頭上的懸繩器通過抽油桿帶動井下深井泵作上下往復運動，把原油抽到地面.無桿泵采油:電潛泵電動機和泵一起下入油井內(nèi)液面以下進行抽油的井下采油設(shè)備。增產(chǎn)措施：水力壓裂、酸化、酸化壓裂。水力壓裂是用壓力將地層壓開一條或幾條水平的或垂直的裂縫，并用支撐劑將裂縫支撐起來，減少油氣的流動阻力，溝通油、氣、水的流動通道，從而達到增產(chǎn)增注的目的;酸化是利用酸液溶解巖石中的所含鹽類物質(zhì)的特性，擴大近井地帶油層的孔隙度，提高地層滲透率，改善油氣流動狀況,以增加油氣產(chǎn)量的一種增產(chǎn)措施;酸化壓裂是依靠酸液對裂縫壁面的不均勻溶蝕產(chǎn)生的一定導流能力。油和人工舉升采油。2、對油藏工程的認識油藏工程的主要內(nèi)容：研究油藏內(nèi)流體性質(zhì)和流體運動規(guī)律的方法。一般包括油層物理、油氣層滲流力學、試井解釋、數(shù)值模擬、油藏動態(tài)分析