采油工程原理与设计(张琪)

采油工程（张琪）

第一章：油井流入动态与井筒多相流动计算

油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油能力。

动态曲线：表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。

三种流动状态：地层渗流（地层到井底）

井口多相管流（井底到井口）

地面水平或倾斜管流（井口到分离器）

采油指数：单位生产压差下的油井产油量。（单相流动时的IPR曲线为直线，其斜率的负倒数便是采油指数）

流动效率FE：该井的理想生产压差与实际生产压差之比。

油井的不完善：打开性质不完善井；打开程度不完善井；双重不完善井

S=0,FE=1 完善井

S<0,FE>1 超完善井

S>0,FE<1 不完善井

单相液流：当油井的井口压力高于原油的饱和压力时井筒内的液流

气液两相流动：当自喷井的井底压力低于饱和压力时

泡流：在井筒中从低于饱和压力的深度起，溶解气开始从油中分离出来，这时，由于气量少，压力高，气体都以小气泡分散在液相中，气泡直径相对于油管直径要小很多，这种结构混合物的流动称为泡流。

滑脱：由于油、气密度的差异和泡流的混合物的平均流速小，因此，在混合物向上流动的同时，气泡上升速度大于液体流速，气泡将从油中超越而过，这种气体超越液体上升的现象称为滑脱。

泡流的特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱现象比较严重。

段塞流：当混合物继续向上流动时，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合成大气泡，直到能过占据整个油管断面时，在井筒内将形成一段油一段气的结构，这种混合物的流动称为段塞流。

环流：随着混合物继续向上流动，压力不断下降，气相体积继续增大，泡弹状的气泡不断加长，并逐渐由油管中间突破，形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。

雾流：在油气混合物继续上升过程中，当压力下降使气体的体积流量增加到足够大时，油管中流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，此时，绝大部分油都以小油滴分散在气流中，这种流动结构称为雾流。

雾流特点：气体是连续相，液体为分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。

自下而上：纯液流、泡流、段塞流、环流、雾流

滑脱损失的实质：液相的流动断面增大将引起混合物密度的增加。

滞留率：多相流动的某一管段中某相流体体积与管段容积之比（存容比）

第二章：自喷与气举采油

自喷：油层能量充足时，利用油层本身的能量就将油举升到地面的方式(p54)

自喷井生产系统的组成：地层到井底—地层渗流

井底到井口—井口多相管流

井口到分离器—地面水平或倾斜管流

嘴流：生产流体通过油嘴的流动

自喷井节点分析：以油井生产系统为对象把从油藏到地面分离器所构成的整个油井生产系统按不同的流动规律分成若干个流动子系统，在每个流动子系统的起始及衔接处设置节点。在分析研究各子系统流动规律的基础上分析各子系统的相互关系及其各自对整个系统工作的影响，为优化系统运行参数和进行系统的调控提供依据。

1、以井底为求解点：油藏到井底、井底到分离器（井底流压即油管鞋压力）

2、以井口为求解点：油藏到井口、井口到分离器

3、以分离器为求解点：油藏到井底、井底到井口、井口到分离器(P63)

临界流动：指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动状态

油嘴系统分为：油嘴、井下安全阀、井下节流器

功能节点：压力不连续即存在压差的节点系统

功能节点分析过程：当以功能节点为求解点时，先要以系统两端为起点分别计算不同流量下节点的上、下游压力，并求得节点压差和绘出压差—流量曲线；然后，根据描述节点设备（油嘴、安全阀）的流量—压差公式或相关式，求得设备工作曲线。由两条压差—流量曲线的交点便可求得问题的解，即节点设备产生的压差及相应的油井产量。（对油嘴的生产系统，必须以油嘴为求解点）

气举：是利用从地面注入高压气体将井内原油举升至地面的一种人工举升方式（条件：必须有足够的气源；原理：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出的流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面。）

气举按注气方式分为：连续气举：将高压气体连续注入井内，排井筒中液体的举升方式

间歇气举：向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的

油层流体段塞升至地面从而排出井中液体的举起方式

沉没度：表示泵沉没在动液面以下的深度

启动压力：随着压缩机压力的不断提高，环形空间内的液面最终将达到管鞋（注气点）处，此时，井口注入压力达到的最高值称为启动压力。

气举设计：根据给定的设备条件（可提供的注气压力及注气量）和油井流入动态确定的。（包括气举方式和气举装置类型；气举点深度、气液比和产量；阀位置、尺寸、类型

及装配要求）

气举阀的作用：降低启动压力和排出油套环形空间中的液体。

气举装置：开式装置（仅限于连续气举）、半闭式装置、闭式装置、箱式装置（后三种既可用于连续气举也可用于间歇气举）

第三章：有杆泵采油

有杆泵采油包括游梁式抽油井有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油

抽油装置系统：抽油机、抽油杆、抽油泵

抽油机工作原理：工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄做低速旋转，曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动，挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。P94

游梁式抽油机：游梁—连杆—曲柄机构—减速箱—动力设备—辅助装置

按结构分为：普通式、前置式（区别：游梁和连杆的连接位置不同；平衡方

式不同，普通式多采用机械平衡，支架在驴头和曲柄连杆之间，

其上、下冲程的时间相等。前置式多采用气动平衡）

抽油泵满足条件：1、结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠。

2、制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长。

3、规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强。

4、便于起下

5、在结构上应考虑防砂、防气，病带有必要的辅助设备。

抽油泵可分为管式泵和杆式泵

管式泵：结构简单、成本低、在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。但检泵时必须起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深不很大、产量较高的油井。

杆式泵：检泵方便，结构复杂，制造成本高，在相同油管直径下允许下入的泵径比管式小。适用于泵深度大、产量较小的油井。

冲程：活塞上下运动一次称为一个冲程分为上冲程和下冲程

冲次：每分钟内完成上下冲程的次数

光杆冲程：悬点在上下死点间的位移用S来表示

活塞冲程：活塞在上下死点间的位移用S p来表示

泵吸入的条件：泵内压力（吸入压力）< 沉没压力

泵排出液体的条件：泵内压力（排出压力）>柱塞以上的液柱压力

泵的工作过程：柱塞在泵内让出容积、井内液体进泵、泵内排出井内液体

四连杆机构：以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄、连杆、游梁后臂为三个活动杆。

悬点载荷：抽油杆柱载荷W r，柱塞上的液柱载荷W l，惯性载荷

上冲程抽油杆柱载荷—抽油杆柱在空气中的重力

下冲程抽油杆柱载荷—抽油杆柱在液体中的重力

上冲程中柱塞上的液柱载荷—柱塞以上的液柱重力

下冲程过程中无液柱载荷—等于零

吸入压力：上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力

井口回压对悬点载荷的影响：上冲程中增加悬点载荷；下冲程中减小抽油杆柱载荷

上冲程中：前半冲程加速度为正，即加速度向上，则惯性力向下，增加悬点载荷

后半冲程加速度为负，即加速度向下，则惯性力向上，减小悬点载荷

下冲程中：前半冲程惯性力向上，减小悬点载荷

后半冲程惯性力向下，增大悬点载荷

抽油机不平衡的原因和后果：上冲程中悬点承受着最大载荷，所以电动机必须作很大的功才能使驴头上行；下冲程中，抽油杆在其自身重力作用下克服浮力下行，这是电动机不仅不需要对外做功，反而接受外来的能量做负功，造成抽油机在上、下冲程中的不平衡。（上、下冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲程中所做的功不想等。）后果：

1、上冲程中电动机和承受着极大的负荷，下冲程中抽油机反而带着电动机运转，从而造成功率的浪费，降低电动机的效率和寿命。

2、由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响抽油装置的寿命。

3、会破坏曲柄旋转速度的均匀性，而影响抽油杆和泵的正常工作。

抽油机平衡原理：在下冲程中把能量储存起来；在上冲程中利用储存的能量来帮助电动机做功。

抽油机平衡方式：气动平衡

机械平衡：游梁平衡、曲柄平衡、复合平衡

抽油机平衡检验方法：1、测量驴头上、下冲程的时间（如果上冲程快、下冲程慢，说明平

衡过量，则应减小平衡重量或平衡半径）

2、测量上、下冲程中的电流（如果上冲程的电流峰值大于下冲程大

的电流峰值，则说明平衡不够，应增加平衡重量或增大平衡半径）

3、观察法

目前国产抽油机所选配的电动机大多是：高启动转矩系列的三相异步封闭式鼠笼型电动机。等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，两种扭矩下电动机发热条件相同，则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。

水力功率：指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率

光杆功率：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率

泵效：实际产量/理论产量

影响泵效的因素：抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩

气体和充不满的影响

漏失影响

影响泵效的漏失的因素：排出部分漏失、吸入部分漏失、其他部分漏失

提高泵效的措施：

1、选择合理的工作方式。

2、确定合理沉没度，以降低泵口气液比，减少进泵气量，从而提高泵的充满程度。

3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能，采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检查泵等

措施。

4、使用油管锚减少冲程损失。

5、合理利用气体能量及减少气体影响。

有杆油井生产系统：油层、井筒流动、机—杆—泵和地面出油管线到油气分离器。

静液面：关井后环形空间中液面恢复到静止（与地层压力相平衡）时的液面。

动液面：油井生产时油套环形空间的液面。

地面示功图：表示悬点载荷与位移的示功图称为地面示功图P157

第五章：注水

油田注水要求：水源的水量充足、水质稳定

水源种类：地面水源、来自河床等冲积层的水源、地层水水源、油层采出水

注入水处理技术：1、沉淀（聚凝剂：硫酸铁、三氯化铁和偏铝酸钠）

2、过滤

3、杀菌（杀菌剂：次氯酸、次氯酸盐及氟化钙、甲醛既有杀菌作用又有

防腐作用）

4、脱氧

5、曝晒

6、含油污水处理

污水回注的优点：(1)污水中含表面活性物质，能提高洗油能力。

(2)高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率。

(3)污水回注保护了环境，提高了水的利用率。

污水回注应解决的问题：(1)处理后的污水应达到注水水质标准。

(2)水在设备和管线中既不产生堵塞性结垢，又不产生严重腐蚀。

(3)和地层水不起化学反应生成沉淀，以免堵塞油层。

注水地面系统：水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井

注水站作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。

储水罐作用：

1、储备作用：为注水泵储备一定水量，防止因停水而造成缺水停泵现象。

2、缓冲作用：避免因供水管网压力不稳定而影响注水泵正常工作及其它系统的

供水量及水质。

3、分离作用：可使水中较大的固体颗粒物质、砂石等沉降于罐底，含油污水中

较大颗粒的油滴可浮于，便于集中回收处理。

注水井投注程序：

1、排液（目的在于清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为注水创造

有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于注水井排拉成水线。）

2、洗井（目的是把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞，影

响注水。）

3、试注（目的在于确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力指数等资料，根据

要求注入量选定注入压力。）

4、转注（注水井通过排液、洗井、试注，取全准试注的资料，并绘出注水指示曲线，

在经过配水就可以转为正常注水。）

吸水指数：单位注水压差下的日注水量，单位为m3/(d*MP a)

比吸水指数：地层吸水指数除以油层有效厚度的数值

视吸水指数：日注水量/井口压力

（未进行分层注水时若采用油管取水，则井口压力取套管压力；若采用套管注水，则井口压

力取油管压力。）

影响吸水能力的因素：

分层注水作用：解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均匀的状况，以控制油井含水上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的开采效果。

封隔器失效的原因：1、封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封

2、配水器弹簧失灵及管柱底部阀密封不严，使油管内外压差达不到封

隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。

表现：油套压平衡；注水压力不变（或下降），而注入量上升。

欠注：设计配注量大于实际注水量使配注误差为正

超注：设计配注量小于实际注水量使配注误差为负

嘴损曲线：配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线。

注水井调剖：为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层的高渗透层注入堵剂，堵剂凝固或膨胀后，降低高渗透层的渗透率，迫使注入

水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施称为注水井调剖。

调剖方法：1、单液法：向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自身发生反应，随后

变成的物质可封堵高渗透层，降低渗透率，实现堵水。

堵水剂：石灰乳、硅酸溶液、络冻胶、硫酸、水包稠油

2、双液法：向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体。

堵水剂：沉淀性堵剂、冻胶型堵剂、胶体分散体型堵剂

注水井调剖的选井条件：

1、位于综合含水高、采出程度较低、剩余油饱和度较高的注水井

2、与井组内油井连通情况好的注水井

3、吸水和注水状况良好的注水井

4、固井质量好、无窜槽和层间窜漏现象的注水井

调剖是否有效判断条件：

1、处理层吸水指数较调剖前下降50%以上

2、吸水剖面发生明显合理变化，高吸水层降低吸水量，低吸水层增

加吸水量10%以上

3、压降曲线明显变缓

示踪剂：指能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向或渗透速度的物质。

常用的水示踪剂：放射性示踪剂、化学示踪剂

第六章：水力压裂技术

水力压裂：利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。（原理主要是通过降低降低附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态。）

破裂梯度：指地层破裂压力与地层深度的比值

1、一般认为β小于15-18时形成垂直裂缝，而大于23时则是水平裂缝。因此深地层出现

的多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率多。

2、如果地层破裂压力过高，难以进行正常施工，可进行预处理以降低破裂压。这些方法的实质是降低井底附近地层的应力，如高效射孔、密集射孔、水力喷砂射孔及小规模酸化。压裂液：前置液：作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。

携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上。

顶替液：将携砂液送到预定位置，并有预防砂卡的作用；注完携砂液后要用顶替液将井筒中全部携砂液替入裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。压裂液的性能要求：1、滤失少2、悬砂能力强3、摩阻低4、稳定性5、配伍性6、低残渣7、

易返排8、货源广、便于配制、价钱便宜

压裂液类型：水基压裂液、酸基压裂液、油基压裂液、乳状及泡沫压裂液。

压裂液到地层受三种机理控制：压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性及压裂液的造壁

性。

初滤失量：形成滤饼前的滤失量用V sp表示。

幂律液体流动从地面到地下裂缝中的四种过程：地面管线、井筒、射孔孔眼和裂缝中的流动。导流率：指油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，常用FRCD表示。

支撑剂的性能要求：1、粒径均匀，密度小2、强度大、破碎率小3、圆度和球度高4、杂质含量少5、来源广，廉价

支撑剂的类型：脆性支撑剂，韧性支撑剂（按力学性质分）

树脂包层支撑剂的优点：

1、树脂薄膜包裹砂粒，增加了砂粒间的接触面积，从而提高了支撑剂抗闭合压力的能力。

2、树脂薄膜可将压碎的砂粒小块或粉砂包裹起来，减少了微粒的运移与堵塞孔道的机会，从而改善了填砂裂缝的导流能力。

3、树脂包层砂总的体积密度比上述中强度与高强度陶粒要低很多，便于选否，因而降低了对携砂液的要求。

4、树脂包层支撑剂具有可变形的特点，这使其接触面积有所增加，可防止支撑剂在软地层中的嵌入。

裂缝内的砂浓度：指单位体积裂缝内所含支撑剂质量。

裂缝闭合后的砂浓度：指单位面积裂缝上所铺的支撑剂质量。

地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量。（支撑剂体积与压裂液体积之比）

平衡状态：液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的能力，此时颗粒停止沉降，这种状态称为平衡状态。

颗粒在垂直剖面上的分布：区域1是沉降下来的沙堤，在平衡状态下沙堤的高度为平衡高度。

区域2是在沙堤面上的颗粒滚流区

区域3则是悬浮区，颗粒都处于悬浮状态，存在浓度梯度

区域4是无砂区

支撑剂的选择依据：支撑剂的类型和粒径

影响支撑剂选择的因素：1、支撑剂的强度；2、粒径及其分布；3、支撑剂类型；4、其他因素（支撑剂的质量、密度以及颗粒圆度、球度也都会影响裂缝的导流能力。）

影响压裂井增产幅度的原因：油层特性和裂缝的几何参数

（油层特性只要是指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油层能量、含油丰度和泄油面积等；裂缝参数是指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力）

麦克奎尔—西克拉曲线结论：

1、在低渗油藏中，增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利。因为对低渗油层容易得到高的导流能力，要提高增产倍数，应以加大裂缝长度为主，这是当前在压裂特低渗透层时，强调增加裂缝长度的依据。而对高渗地层正好相反，应以增加导流能力为主。

2、对一定的裂缝长度，存在一个最佳的裂缝导流能力。因为对一定的油层条件，油层的供液能力是有限的，所要求的渗流条件（导流能力）也是有限的，过分追求高导流能力是不必要的。

压裂效果预测：1、增产倍数；2、产量预测

第七章:：酸处理技术

酸化原理：通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。

酸化分为：

1、酸洗：将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。

2、基质酸化：在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复

或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。

3、压裂酸化：在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成搞导流能力的裂缝。

酸岩反应速度：在数值上酸岩反应速度可用单位时间内酸浓度的降低值表示，也可用单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量来表示。

酸岩反应的三个步骤：

1、酸液中H+传递到碳酸盐岩表面；

2、H+在岩面与碳酸盐进行反应；

3、反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面

酸液中的H+透过边界层传递到岩面的方式：对流和扩散

面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比，简称面容比。

影响酸岩复相反速度的因素分析：P297

1、面容比：当其他条件不变时，面容比越大，单位体积酸液中的H+传递到岩石表面的数量就越多，反应速度也越快。

2、酸液的流速：随着酸液流速的增加，酸液的流动可能会由层流变为紊流，从而导致H+的传质速度显著增加，反应速度也相应增加。

3、酸液的类型：酸岩反应速度近似与酸溶液内部的H+浓度成正比，采用强酸时反应速度快，采用弱酸时反应速度慢。

4、盐酸的质量分数：盐酸质量分数在24%—25%之前，随盐酸质量分数的增加，反应速度也增加；超过这个范围后，随盐酸质量分数的增加，反应速度反而降低。

5、温度：温度升高，H+的热运动加剧，H+传质速度加快，酸岩反应速度也随之加快。

6、压力：当压力小于3MPa时，压力对反应速度的影响显著；压力超过5—6MPa，压力对反应速度影响甚微。

7、其他因素：岩石化学组分、物理化学性质、酸液粘度

酸化压裂：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。

原理：1、酸压过程中一方面靠水力作用形成裂缝2、靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能了，可达到提高底层渗透性的目的。

提高酸压裂缝的有效长度和酸压效率：

1、固相防滤失剂

2、前置液酸压

3、胶化酸

残酸：当酸浓度降低到一定浓度时，酸液基本上失去溶蚀能力的酸液。

有效作用距离(裂缝的有效长度)：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。

增加酸液有效作用距离的方法：

1、在地层中产生较宽的裂缝

2、较低的氢离子有效传质系数

3、较高的排量

4、尽可能小的滤失速度

土酸：由10%—15%的盐酸及3%—8%的氢氟酸混合而成

土酸酸化设计步骤：

1、确信处理井是由于油气层损害造成的地产或低注入量

2、选择适宜的处理液配方

3、确定注入压力或注入排量，以便在低于破裂压力条件下施工

4、确定处理液量

提高土酸处理效果的方法：

1、同时将氟化铵水溶液与有机脂注入地层，一定时间后有机脂水解生成有机酸，有机酸与氟化铵作用生成氢氟酸。

2、利用粘土矿物的离子交换性质，在粘土颗粒上就地产生氢氟酸

高质量分数盐酸处理的好处：

1、酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围增大

2、单位体积盐酸可产生较多的CO2，利于废酸的排出

3、单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高了废酸的粘度，控制了酸岩反应速递，并有利于悬浮、携带固体颗粒从底层中排出

4、受到地层水稀释的影响较小

盐酸处理的缺点：与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部；此外，盐酸会使金属坑蚀成许多麻点状斑痕，腐蚀严重多组分酸：一种或几种有机酸与盐酸的混合物

油酸乳化作用：

1、有利于延缓酸岩的反应速度

2、可把活性酸携带到油气层深部，扩大了酸处理的范围

3、解决防腐问题

稠化酸：指在盐酸中加入增稠剂，使酸液粘度增加。

缓蚀剂作用：

1、抑制阴极腐蚀

2、抑制阳极腐蚀

3、在金属表面形成一层保护膜

稳定剂：为防止氢氧化铁沉淀，避免发生地层堵塞现象而加入的某些化学物质

第八章：复杂条件下的开采技术

油层出砂的危害：

1、砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产

2、出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡

3、冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增

4、出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管

出砂的原因：

一、地质因素（内因）

1、应力状态

2、岩石的胶结状态

3、渗透率的影响

二、开采因素（外因）

1、固井质量

2、射孔密度

3、油井工作制度

4、其它因素

防砂方法：

1、制定合理的开采措施

2、采取合理的防砂工艺方法

3、砾石填充防砂方法

4、化学防砂方法

清砂方法：

1、冲砂：通过冲管、油管或油套环空向井底注入高速流体冲散砂堵，由循环上返的液体将砂粒带到地面，以解除油水井砂堵的工艺措施

2、捞砂：用钢丝绳向井内下入专门捞砂工具，将井底积存的砂粒捞到地面上来的方法

冲砂方式：正冲砂；反冲砂；正反冲砂；联合冲砂P347

石蜡：固相物质主要是含碳原子数为16—64的烷烃

结蜡现象：在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集和沉积在管壁等固相表面上

影响结蜡的因素：

1、原油的性质及含蜡量

2、原油中的胶质、沥青质

3、压力和溶解气油比

4、原油中的水和机械杂质

5、液流速度、管壁粗糙度及表面性质

油井防蜡方法：1、阻止蜡晶的析出

2、抑制石蜡结晶的聚集

3、创造不利于石蜡结晶的条件

油井清蜡方法：

一、机械清蜡：用专门的工具刮除油管壁上的蜡，并靠液流将蜡带至地面的方法

二、热力清蜡：利用热力学能提高液流和沉积表面的温度，熔化沉积于井筒中的蜡

1、热流体循环清蜡法

2、电热清蜡法

3、热化学清蜡法

油井出水：注入水、边水、底水、上层水、下层水、夹层水

油井防水措施：

1、制定合理的油藏工程方案，合理部署井网和划分注采系统，建立合理的注、采井工作制度和采取合适的工程措施以控制油水边界均匀推进。

2、提高固井和完井质量，以保证油井的封闭条件，防止油层与水层串通

3、加强油水井日常管理、分析，及时调整分层注采强度，保持均衡开采

找水：指油气井出水后，通过各种方法确定出水层位和流量的工作

稠油特点：1、粘度高、密度大、流动性差

2、稠油的粘度对温度敏感

3、稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高

高凝油：指蜡含量高、凝固点高的原油

凝固点：指在一定条件下原油失去流动性时的最高温度

《采油工程原理与设计》复习思考题与习题答案

采油工程作业计划第1章：1.1；1.3；1.5；1.6；1.9 第2章：2.1；2.5；2.7 第3章：3.1；3.6；3.7；3.8 第5章:5.1；5.2 第6章：6.2；6.8 第7章：7.1；7.2 采油工程作业答案题1.1 解： 由上表数据做IPR曲线如下图1－1(a)： 图1－1(a) 由IPR曲线可以看出，该IPR曲线符合线性规律，令该直线函数为b = KQ P+

则由给定的测试数据得： 98.154 52.1237.1491.1611.20=+++=p 1.454 4 .621.535.404.24=+++= q 2 2222 )98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S 427 .162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-?-+-?-+ -?-+-?-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427 .1624855 .32-=-= = pq qq S S K 25=-=q K p b 所以252.0+-=Q P )./(81.5860 1000 5)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =?==--=-= 25|0===Q r P P (MPa) 油井位于矩形泻油面积中心，矩形长宽比为2:1，井径0.1米，由此可得： 14171 .045000 668.0668.02 1 =?== w r A X 由) 4 3 (ln 2000s X B ha k J +-= μπ可得 a s X B J h k πμ2)43 (ln 000+- = 0μ=4mPa.s ，0B ＝1.2，a =86.4，s =2，代入上式可得： m m h k .437.020μ= 注：本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线（直线），

《采油工程方案设计》试题及答案

《采油工程方案设计》综合复习资料参考答案 一、名词解释 1．油气层损害2．吸水指数3．油井流入动态4. 蜡的初始结晶温度5．面容比 6.化学防砂 7. 破裂压力梯度8.财务内部收益率9.油田动态监测 10. 单位采油（气）成本 二、填空题 1.砂岩胶结方式可分为、、、。 2.油气层敏感性评价实验有、、、、和等评价实验。 3.常用的射孔液有、、、和等。 4.油田常用的清防蜡技术，主要有、、、、和等六大类。 5.碳酸盐岩酸化工艺分为、和三种类型。 6.目前常用的出砂预测方法有、、和等四类方法。 7.采油工程方案经济评价指标包括、、、、、和等。8．按防砂机理及工艺条件，防砂方法可分为、、和等。9．电潜泵的特性曲线反映了、、和之间的关系。10．酸化过程中常用的酸液添加剂有、、、等类型。11．水力压裂常用支撑剂的物理性质主要包括、、、等。 三、简答题 1.简述采油工艺方案设计的主要内容。 2.简述油井堵水工艺设计的内容。 3.试分析影响酸岩复相反应速度的因素。

4.简述完井工程方案设计的主要内容。 5.简述注水井试注中排液的目的。 6.试分析影响油井结蜡的主要因素。 7. 简述油水井动态监测的定义及其作用。 8. 简述采油工程方案经济评价进行敏感性分析的意义。 9. 简述注水工艺方案设计目标及其主要内容。 10. 简述低渗透油藏整体压裂设计的概念框架和设计特点。

《采油工程方案设计》综合复习资料参考答案 一、名词解释 1.油气层损害：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。 2.吸水指数：单位注水压差下的日注水量。 3.油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。 4.蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 5. 面容比：酸岩反应表面积与酸液体积之比。 6.化学防砂：是以各种材料(如水泥浆、酚醛树脂等)为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以硬质颗粒为支撑剂，按一定比例搅拌均匀后，挤入套管外地层中，凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，阻止地层出砂的工艺方法。 7.破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。 8．财务内部收益率：项目在计算期内各年净现金流量现值累计等于零时的折现率。9．油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油、水井等的生产动态分析工作。 10．单位采油（气）成本：指油气田开发投产后，年总采油（气）资金投入量与年采油（气）量的比值。表示生产1t原油（或1m3天然气）所消耗的费用。 二、填空题 1.砂岩胶结方式可分为基质胶结、接触胶结、充填胶结、溶解胶结。 2.油气层敏感性评价实验有速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏等评价实验。 3.常用的射孔液有无固相清洁盐水射孔液、聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液、乳化液射孔液等。 4.油田常用的清防蜡技术，主要有机械清蜡技术、热力清防蜡技术、表面能防蜡技术、化学药剂清防蜡技术、磁防蜡技术、微生物清防蜡技术等六大类。

采油工程课程设计

采油工程课程设计 课程设计 姓名：孔令伟 学号：201301509287 中国石油大学（北京） 石油工程学院 2014年10月30日

一、给定设计基础数据： (2) 二、设计计算步骤 (3) 2.1油井流入动态计算 (3) 2.2井筒多相流的计算 (4) 2.3悬点载荷和抽油杆柱设计计算 (12) 2.4抽油机校核 (16) 2.5泵效计算 (16) 2.6举升效率计算 (19) 三、设计计算总结果 (22) 四、课程设计总结 (23)

一、给定设计基础数据： 井深：2000+87×10=2870m 套管内径：0.124m 油层静压：2870/100×1.2 =34.44MPa 油层温度：90℃ 恒温层温度：16℃ 地面脱气油粘度：30mPa.s 油相对密度：0.84 气相对密度：0.76 水相对密度：1.0 油饱和压力：10MPa 含水率：0.4 套压：0.5MPa 油压：1 MPa 生产气油比：50m3/m3 原产液量(测试点)：30t/d 原井底流压(测试点)：16.35Mpa 抽油机型号：CYJ10353HB 电机额定功率：37kw 配产量：50t/d 泵径：56mm 冲程：3m 冲次：6rpm 柱塞与衬套径向间隙:0.3mm 沉没压力：3MPa

二、设计计算步骤 2.1 油井流入动态计算 油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力。从单井来讲，IPR 曲线表示了油层工作特性。因而，它既是确定油井合理工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。本次设计油井流入动态计算采用Petro bras 方法Petro bras 方法计算综合IPR 曲线的实质是按含水率取纯油IPR 曲线和水IPR 曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均;预测产量时,按流压加权平均。 (1) 采液指数计算 已知一个测试点： wftest P 、txest q 和饱和压力b P 及油藏压力P 。 因为 wftest P ≥b P ，1j =txwst wfest q P P -=30/(34.44-12)= 1.3/( d.Mpa) (2) 某一产量t q 下的流压Pwf b q =j(b P P -1)=1.4 x （34.44-10）=34.22t/d m o zx q =b q +8.1b jP =34.44+1.4*10/1.8=42.22t/d omzx q -油IPR 曲线的最大产油量。 当0?q t ?b q 时，令q 1t =10 t/d ，则p 1wf =j q P t - 1=15.754 Mpa 同理，q 2t =20 t/d ，P 2wf =13.877 Mpa q 3t =30 t/d ，P 3wf =12.0 Mpa 当q b ?q t ?omzx q 时，令q 4t =50 t/d,则按流压加权平均进行推导得： P 4wf =f )(1j q P t w -+0.125(1-f w )P b =8.166Mpa

工程流体力学

《工程流体力学》课程标准 课程名称：工程流体力学 适用专业：石油工程技术 计划学时：64 一、课程性质 《工程流体力学》课程是石油工程技术专业的一门有特色的必修专业基础课程，也是一门知识性、技能性和实践性要求很强的课程。流体力学课程是学生理解掌握现代化石油勘探、设计、运行与管理的知识基础，也是学生继续深造及将来从事研究工作的重要工具，为今后的专业学习和工作实践奠定基础。本课程是石油工程技术专业一门必修的专业基础课程，具有较强的实际应用性，在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。 二、培养目标 《工程流体力学》课程立足于高职院校的人才培养目标，培养拥护党的基本路线，适应社会主义市场经济需要，德、智、体、美全面发展，面向石油工业生产、管理和服务第一线，牢固掌握石化职业岗位(群)所需的基础理论知识和专业知识，重点掌握从事石化领域实际工作的基本能力利基本技能，具有良好的职业道德、创业精神和健全体魄的高等技术应用型专门人才。 按照职业岗位标准和工作内容的要求，通过对本课程的学习，使学生掌握化学分析中、高级工的应知理论、应会技能和必备的职业素养。成为满足石化企业分析检验岗位对所需人才知识、能力、素质要求的高技能人才。 通过项目导向，教学探究型的教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养、独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力和与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。 通过本课程的实践教学，使学生毕业后可胜任流体力学学科或相邻学科的教学、科研、技术开发与维护工作，能够解决能源化工等工程中遇到的流体力学问题，从而实现本专业的培养目标。 2.1知识目标

《采油工程方案设计》课程综合复习资料

《采油工程方案设计》参考答案 一、名词解释 1. 油气层损害：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。 2．吸水指数：单位注水压差下的日注水量。 3．财务内部收益率：项目在计算期内各年净现金流量现值累计等于零时的折现率。 4．裂缝导流能力：在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积。 5．蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 6．有杆泵泵效：抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。 7．油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油、水井等的生产动态分析工作。 8．面容比：酸岩反应表面积与酸液体积之比。 9．流入动态：油井产量与井底流压之间的关系，反映了油藏向该井供油的能力。 10．单位采油（气）成本：指油气田开发投产后，年总采油（气）资金投入量与年采油（气）量的比值。表示生产1t原油（或1m3天然气）所消耗的费用。 11．应力敏感性：在施加一定的有效压力时，岩样物性参数随应力变化而改变的性质。 12．吸水剖面：在一定注水压力下，各吸水层段的吸水量的分布。 13．水力压裂：利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。 14．化学防砂：是以各种材料（如水泥浆、酚醛树脂等）为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以硬质颗粒为支撑剂，按一定比例搅拌均匀后，挤入套管外地层中，凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，阻止地层出砂的工艺方法。 15．财务净现值率：项目净现值与全部投资现值之比，也即单位投资现值的净现值。 16．套管射孔完井方法：钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管过油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流通道的完井方法。 负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。 17．破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。 18．蒸汽吞吐采油：向采油井注入一定量的蒸汽，关井浸泡一段时间后开井生产，当采油量下降到不经济时，再重复上述作业的采油方式。 19．裸眼完井方法：生产段油层完全裸露的完井方法。 20．采油指数：油井IPR曲线斜率的负倒数。 21．自喷采油法：利用油层自身的能量将井底爆炸产生高压，高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而到达油水井产量增注目的工艺措施。 22．高能气体压裂：利用特定的炸药在井底爆炸产生高压高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而达到油水井增产增注目的的工艺措施。 23．人工井壁防砂法：从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定的比例拌和均匀，用液体携至井下挤入油层出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的避面，可阻止油层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺措施。 24.酸压：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。４.人工胶结砂层防砂法： 25.稠油：地层条件下粘度大于50mPa.s或地面脱气情况下粘度大于100mPa.s的原油。 26.财务净现值：项目在计算期内各年净现金流量按设定折现率(或规定的基准收益率)贴现的现值之和． 27.负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。 28.水敏：油气层遇淡水后渗透率降低的现象。 29.裂缝导流能力：在裂缝闭合压力下裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝支撑缝宽度乘积。它综合反映了支撑剂的物理性质与支撑剂在缝中的铺置状况。 30.压裂液：压裂施工过程中所用的液体的总称。 31.有效厚度：指在现代开采工艺条件下，油气层中具有产油气能力的厚度，即在油气层厚度中扣除夹层及不出油气部分的厚度。 32.投资利润率：项目生产期内年平均利润总额与总投资的比例。

中国石油大学采油工程课程设计

采油工程课程设计 姓名：魏征 编号：19 班级：石工11-14班 指导老师：张黎明 日期：2014年12月25号

目录 3.1完井工程设计 (2) 3.1.1油层及油井数据 (2) 3.1.2射孔参数设计优化 (2) 3.1.3计算油井产量 (3) 3.1.4生产管柱尺寸选择 (3) 3.1.5射孔负压设计 (3) 3.1.6射孔投资成本计算 (4) 3.2有杆泵抽油系统设计 (5) 3.2.1基础数据 (5) 3.2.2绘制IPR曲线 (5) 3.2.3根据配产量确定井底流压 (7) 3.2.4井筒压力分布计算 (7) 3.2.5确定动液面的深度 (21) 3.2.6抽油杆柱设计 (24) 3.2.7校核抽油机 (25) 3.2.8计算泵效，产量以及举升效率 (26) 3.3防砂工艺设计 (30) 3.3.1防砂工艺选择 (31) 3.3.2地层砂粒度分析方法 (31) 3.3.3 砾石尺寸选择方法 (32) 3.3.4支持砾石层的机械筛管规格及缝宽设计。 (32) 3.3.5管外地层充填砾石量估算。 (33) 3.3.6管内充填砾石量估算 (33) 3.3.7携砂液用量及施工时间估算 (33) 3.3.8防砂工艺方案施工参数设计表 (34) 3.4总结 (34)

3.1完井工程设计 3.1.1油层及油井数据 其它相关参数：渗透率0.027 2m μ ，有效孔隙度0.13，泥岩声波时差为3.30 /s m μ，原油粘度8.7Mpa/s,原油相对密度为0.8，体积系数为1.15。 3.1.2射孔参数设计优化 （1）计算射孔表皮系数 p S 和产能比 R p 根据《石油工程综合设计》书中图3-1-10和图3-1-11得 36.8 t = 18.38min 2 V Q ==注注=2.1，t S =22，R p =0.34。 （2）计算1 S ， 1 R p ， dp S ， d S a) PR1=-0.1+0.0008213PA+0.0093DEN+0.01994PD+0.00428PHA-0.00142 7+0.20232z /r K K -0.1147CZH+0.5592ZC-0.0000214PHA2 =0.59248 b) PR1= 1(/)/[(/)] E W E W Ln R R Ln R R S +,得1S =5.03018 c) 因为S1=Sdp+Sp,所以Sdp=S1-Sp=5.03018-2.1=2.93018 d) 因为St=Sdp+Sp+Sd,所以Sd=St-Sdp-Sp=22-2.93018-2.1=16.96982

采油工程课程设计

采油工程课程设计指导书 中国石油大学（北京） 石油天然气工程学院 2013.3.5

本次采油工程课程设计的主要内容是进行有杆抽油生产系统设计，通过设计计算，让学生了解有杆抽油生产系统的组成、设计原理及设计思路。 1．有杆泵抽油生产系统设计 1．1有杆抽油生产系统设计原理 有杆抽油系统包括油层，井筒流体、泵、油管、抽油杆、抽油机、电动机、地面出油管线直到油气分离器。有杆抽油系统设计就是选择合理的机，杆，泵，管以及相应的抽汲参数，目的是挖掘油井潜力，使生产压差合理，抽油设备工作安全、高效及达到较好的经济效益。 在生产过程中，井口回压h p 基本保持不变，可取为常数。它与出油管线的长度、分离器的入口压力有关，此处取MPa p h 0.1 。 抽油井井底流压为wf p 向上为多相管流,至泵下压力降至泵的沉没压力(或吸入口压力)n p ,抽油泵为增压设备,故泵出口压力增至z p ,称为泵的排出口压力.在向上,为抽油杆油管间的环空流动.至井口,压力降至井口回压h p 。 (1)设计内容 对刚转为有杆泵抽油的井和少量需调整抽油机机型的有杆抽油井可初选抽油机机型。对大部分有杆抽油油井。抽油机不变，为己知。对于某一抽油机型号，设计内容有： 泵径、冲程、冲次、泵深及相应的泵径、杆长，并求载荷、应力、扭矩、功率、产量等技术指标。 (2)需要数据 井：井深，套管直径，油层静压，油层温度 混合物：油、气、水比重，饱和压力 生产数据：含水率，套压，油压，生产气油比，原产量，原流压（或原动液面）。 (3)设计方法这里介绍给定配产时有杆抽油系统的设计方法。首先需要获得油层的IPR 曲线。若没有井底流压的测试值，可根据测试液面和套压计算得井底流压，从而计算出采液指数及IPR 曲线。 1）根据测试液面计算测试点流压 从井口到井底可分为三段。从井口到动液面为气柱段，若忽略气柱压力，则动液面

石油工程采油工程

石油工程采油工程

采油工程课程设计 姓名：李健星 班级： 1班 学号： 915463 中国石油大学（北京） 二O一二年四月

目录 1、设计基础数据： (1) 2、具体设计及计算步骤 (2) （1）油井流入动态计算 (2) （2）流体物性参数计算方法 (4) （3）井筒温度场的计算 (6) （4）井筒多相流的计算 (7) （5）悬点载荷和抽油杆柱设计计算 (16) （6）抽油机校核 (21) (7) 泵效计算 (21) (8) 举升效率计算 (24) 3、设计计算总结果 (26)

有杆抽油系统包括油层，井筒流体、油管、抽油杆、泵、抽油机、电动机、地面出油管线直到油气分离器。有杆抽油系统设计就是选择合理的机，杆，泵，管以及相应的抽汲参数，目的是挖掘油井潜力，使生产压力差合理，抽油设备工作安全、高效及达到较好的经济效益。 本次采油工程课程设计的主要内容是进行有杆抽油生产系统设计，通过设计计算，让学生了解有杆抽油生产系统的组成、设计原理及设计思路。 1、设计基础数据： 井深：2000+学号末两位63×10m=2630m 套管内径：0.124m 油层静压：给定地层压力系数为 1.2MPa/100m，即油层静压为井深2630m/100m×1.2MPa=31.56MPa 油层温度：90℃ 恒温层温度：16℃ 地面脱气油粘度：30mPa.s 油相对密度：0.84 气相对密度：0.76 水相对密度：1.0 油饱和压力：10MPa 含水率：0.4 套压：0.5MPa

油压：1 MPa 生产气油比：50m3/m3 原产液量(测试点)：30t/d 原井底流压(测试点)：12MPa（根据测试液面计算得到） 抽油机型号：CYJ10353HB 配产量：50t/d 泵径：44mm(如果产量低泵径可改为56mm，70mm) 冲程：3m 冲次：6rpm 沉没压力：3MPa 电机额定功率：37kw 2、具体设计及计算步骤 （1）油井流入动态计算 油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力，从单井来讲，IPR曲线表示了油层工作特性。因而，他既是确定油井合理工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。本次设计油井流入动态计算采用Petrobras方法。Petrobras方法计算综合IPR曲线的实质是按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均；当预测产量或流压加权求平均值。

采油工程原理与设计复习思考题与习题答案

采油工程作业计划 第1章：；；；； 第2章：；； 第3章：；；； 第5章:； 第6章：； 第7章：； 采油工程作业答案 题 解： 由上表数据做IPR 曲线如下图1－1(a)： 图1－1(a) 由IPR 曲线可以看出，该IPR 曲线符合线性规律， 令该直线函数为b KQ P += 则由给定的测试数据得： 98.154 52 .1237.1491.1611.20=+++= p 1.454 4 .621.535.404.24=+++= q 2 2222 )98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S

427 .162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-?-+-?-+ -?-+-?-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427 .1624855 .32-=-= = pq qq S S K 25=-=q K p b 所以252.0+-=Q P )./(81.5860 10005)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =?==--=- = 25|0===Q r P P (MPa) 油井位于矩形泻油面积中心，矩形长宽比为2:1，井径0.1米，由此可得： 14171 .045000 668.0668.02 1 =?== w r A X 由) 4 3(ln 2000s X B ha k J +-= μπ可得 a s X B J h k πμ2)43 (ln 000+- = 0μ=，0B ＝，a =，s =2，代入上式可得： m m h k .437.020μ= 注：本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线（直线），根据直线斜率的负倒数等于J 求得采油指数,如图1－1（b ）。 图1－1(b) 题 解：由Vogel 方程得：

采油工程设计参考.

XXX油田ODP方案 第一章总论 第二章地质与储量 第三章开发方案 第四章钻井工程或钻井与完井工程 第五章采油工程 第六章油气处理与集输 第七章…

采油工程设计方案 第一章钻完井及采油工程设计基础 1.1 油田概况及储层物性 1.1.1 油田的地理位置和环境条件 1.1.2 地层分层 1.1.3 储层物性 1.1.4 地层压力系数及地温梯度 1.1.5 流体性质 1.2 油藏推荐方案 1.2.1 开发方式 衰竭开发or注水、注气开发？ 1.2.2 布井井数及井槽预留要求 1.2.3 油藏靶点坐标 1.3 油藏实施要求 1、在实施过程中，应做好地质油藏跟踪和测试工作，加强钻井跟踪，以便及时利用新的钻井资料，指导下一口井的钻井和及时进行井位调整； 2、为更好监测油藏生产动态，所有生产井在电潜泵下加压力温度传感器，为确定油田合理的单井产量和生产压差提供依据；

3、生产管柱设计应满足取资料要求； 9、加强电潜泵生产管理，尽量选用优质大排量的电泵，降低作业费用，保证油井产能。 …… 1.4 CO2腐蚀预测及防腐方案 1.5 工程方案描述 1.6 钻完井设备选择 1.7 钻完井及采油工程方案制定原则及钻井基本情况 钻井、完井和采油工程方案的制定遵循安全、适用、经济的原则；设计的主要依据为满足地质油藏专业推荐油藏开发方案的要求。 同时，本方案设计应满足国家、行业及海油总相关标准的要求，所设计的内容及深度应满足“海上油田总体开发方案编制要求”的要求。

第二章采油工程 4.1 概述 油藏工程研究优化的推荐方案等。 4.2 机采方式选择 根据油藏专业提供的油田开发指标预测，应用PipeSim软件进行井筒管流计算。油井自喷期分析，需要进行人工举升采油。 电潜泵or 气举？ 电潜泵地面控制设备，选择每一口电潜泵井配备一台变频器，有利于油井的调产。 4.3 油管设计 4.3.1油管尺寸选择原则 生产井油管尺寸选择主要应满足以下要求： 1.在给定的地面条件下能满足最大产量要求； 2.在规定的产量下保持尽量长的自喷生产时间；转电泵生产后耗电量最低。 4.3.2油管尺寸敏感性分析 根据油藏提供的开发指标预测， 根据油管尺寸敏感性分析，油管尺寸越大，在油管上的摩阻损失越小——不同产液量下的油管尺寸与井底流压关系

《采油工程方案设计》课程模拟试题

《采油工程方案设计》课程模拟试题 一、名词说明 1、油气层损害：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。 2、速敏：流体与储层岩石和流体在无任何物理化学作用的条件下，由于流体的流淌引起的 地层渗透率下降的现象。 3、裸眼完井方法：生产段油层完全裸露的完井方法。 4、吸水剖面：在一定注水压力下，各吸水层段的吸水量的分布。 5、采油指数：油井IPR 曲线斜率的负倒数。 6、Vogel 方程：2 max 00 8.02.01??????--=r wf r wf P P P P q q 7、气举采油法：从地面注入高压气体，利用其膨胀能和降低井筒流体密度的机理将井内原 油举升到地面的采油方法。 8、高能气体压裂：利用特定的炸药在井底爆炸产生高压高温气体，使井筒邻近地层产生和 保持多条径向裂缝，从而达到油水井增产增注目的工艺措施。 9、酸压：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。 10、油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油水井等的生产动态分析工作。 11、破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。 12、人工胶结砂层防砂法：指从地面向油层挤入液体胶结剂及增孔剂，然后使胶结剂固化， 在油气层层面邻近形成具有一定胶结强度及渗透性的胶结砂层，达到防砂目的方法。 13、稠油：地层条件下粘度大于50mPa.s 或地面脱气情形下粘度大于100mPa.s 的原油。 14、财务净现值：项目在运算期内各年净现金流量按设定折现率(或规定的基准收益率)贴现 的现值之和。 15、单位采油（气）成本：指油气田开发投产后，年总采油(气)奖金投入量与年采油(气)量 的比值。表示生产1t 原油(或1m3天然气)所消耗的费用。 16．吸水指数：单位注水压差下的日注水量。 17．流淌效率：指该井理想生产压差与实际生产压差之比。 18．蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 19．压裂液：压裂施工过程中所用的液体的总称。 20．负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。 21．化学防砂：是以各种材料(如水泥浆，酚醛树脂等)为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以硬 质颗粒为支撑剂，按一定比例搅拌平均后，挤入套管外地层中，凝固后形成具有一定强度和 渗透性的人工井壁，阻止地层出砂的工艺方法。 22. 面容比：酸岩反应表面积与酸体积之比。 23. 蒸汽吞吐采油：向采油井注入一定量的蒸汽，关井浸泡一段时刻后开井生产，当采油量 下降到不经济时，现重复上述作业的采油方式。 24. 有杆泵泵效：抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。 25．投资回收期：以项目净收益抵偿全部投资(包括固定投资和流淌奖金)所需要的时刻。 26．水敏：油气层遇淡水后渗透率降低的现象。 27．应力敏锐性：在施加一定的有效压力时，岩样物性参数随应力变化而改变的性质。 28．流入动态：油井产量与井底流压之间的关系，反映了油藏向该项井供油的能力。 29．自喷采油法：利用油层自身的能量将井底爆炸产生高压，高温气体，使井筒邻近地层产

东北石油大学石油工程课程设计采油工程部分井筒压力分

东北石油大学课程设计任务书 课程石油工程课程设计 题目井筒压力分布计算 专业石油工程姓名赵二猛学号100302240115 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1.设计主要内容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成自喷井系统从井口到井底的所有相关参数的计算，最终计算井筒内的压力分布。 ①计算出油井温度分布；②确定平均温度压力条件下的参数； ③确定出摩擦阻力系数；④确定井筒内的压力分布； 2. 设计基本要求： 要求学生选择一组基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成本专题设计，设计报告的具体内容如下： ①概述；②基础数据；③能量方程理论；④气液多相垂直管流压力梯度的 摩擦损失系数法；⑤设计框图及结果；⑥结束语；⑦参考文献。 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范，论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3. 主要参考资料： 王鸿勋，张琪等，《采油工艺原理》，石油工业出版社，1997 陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000 万仁溥等，《采油技术手册第四分册－机械采油技术》，石油工业出版社，1993 完成期限2013年7月1日—2013年7月20日 指导教师张文 专业负责人王立军 2013年6月25日

目录 第1章概述 (1) 1.1 设计的目的和意义 (1) 1.2 设计的主要内容 (1) 第2章基础数据 (2) 第3章能量方程理论 (3) 3.1 能量方程的推导 (3) 3.2多相垂直管流压力分布计算步骤 (6) 第4章气液多相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法 (8) 4.1 基本压力方程 (8) 4.2 平均密度平均流速的确定方法 (8) 4.3 摩擦损失系数的确定 (11) 4.4 油气水高压物性参数的计算方法 (12) 4.5 井温分布的的计算方法 (16) 4.6 实例计算 (17) 第5章设计框图及结果 (21) 5.1 设计框图 (21) 5.2 设计结果 (22) 结束语 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

石油工程采油工程设计说明

采油工程课程设计 ：健星 班级： 1班 学号： 915463 中国石油大学（） 二O一二年四月

目录 1、设计基础数据： (1) 2、具体设计及计算步骤 (2) （1）油井流入动态计算 (2) （2）流体物性参数计算方法 (4) （3）井筒温度场的计算 (6) （4）井筒多相流的计算 (7) （5）悬点载荷和抽油杆柱设计计算 (16) （6）抽油机校核 (21) (7) 泵效计算 (21) (8) 举升效率计算 (24) 3、设计计算总结果 (26)

有杆抽油系统包括油层，井筒流体、油管、抽油杆、泵、抽油机、电动机、地面出油管线直到油气分离器。有杆抽油系统设计就是选择合理的机，杆，泵，管以及相应的抽汲参数，目的是挖掘油井潜力，使生产压力差合理，抽油设备工作安全、高效及达到较好的经济效益。 本次采油工程课程设计的主要容是进行有杆抽油生产系统设计，通过设计计算，让学生了解有杆抽油生产系统的组成、设计原理及设计思路。 1、设计基础数据： 井深：2000+学号末两位63×10m=2630m 套管径：0.124m 油层静压：给定地层压力系数为 1.2MPa/100m，即油层静压为井深2630m/100m×1.2MPa=31.56MPa 油层温度：90℃ 恒温层温度：16℃ 地面脱气油粘度：30mPa.s 油相对密度：0.84 气相对密度：0.76 水相对密度：1.0 油饱和压力：10MPa 含水率：0.4 套压：0.5MPa

油压：1 MPa 生产气油比：50m3/m3 原产液量(测试点)：30t/d 原井底流压(测试点)：12MPa（根据测试液面计算得到） 抽油机型号：CYJ10353HB 配产量：50t/d 泵径：44mm(如果产量低泵径可改为56mm，70mm) 冲程：3m 冲次：6rpm 沉没压力：3MPa 电机额定功率：37kw 2、具体设计及计算步骤 （1）油井流入动态计算 油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力，从单井来讲，IPR曲线表示了油层工作特性。因而，他既是确定油井合理工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。本次设计油井流入动态计算采用Petrobras方法。Petrobras方法计算综合IPR曲线的实质是按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均；当预测产量或流压加权求平均值。

完整采油工程课程设计

完整采油工程课程设计

采油工程课程设计 课程设计 姓名：唐建锋 学号：039582 中国石油大学（北京） 石油工程学院 2012年12月10日

一、给定设计基础数据： (2) 二、设计计算步骤 (3) 2.1油井流入动态计算 (3) 2.2井筒多相流的计算 (4) 2.3悬点载荷和抽油杆柱设计计算 (12) 2.4抽油机校核 (16) 2.5泵效计算 (16) 2.6举升效率计算 (19) 三、设计计算总结果 (20) 四、课程设计总结 (21)

一、给定设计基础数据： 井深：2000+82×10=2820m 套管内径：0.124m 油层静压：2820/100×1.2 =33.84MPa 油层温度：90℃ 恒温层温度：16℃ 地面脱气油粘度：30mPa.s 油相对密度：0.84 气相对密度：0.76 水相对密度：1.0 油饱和压力：10MPa 含水率：0.4 套压：0.5MPa 油压：1 MPa 生产气油比：50m3/m3 原产液量(测试点)：30t/d 原井底流压(测试点)：12Mpa 抽油机型号：CYJ10353HB 电机额定功率：37kw 配产量：50t/d 泵径：44mm(如果产量低，而泵径改为56mm，38mm) 冲程：3m 冲次：6rpm 柱塞与衬套径向间隙:0.3mm 沉没压力：3MPa

二、设计计算步骤 2.1 油井流入动态计算 油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力。从单井来讲，IPR 曲线表示了油层工作特性。因而，它既是确定油井合理工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。本次设计油井流入动态计算采用Petro bras 方法Petro bras 方法计算综合IPR 曲线的实质是按含水率取纯油IPR 曲线和水IPR 曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均;预测产量时,按流压加权平均。 (1) 采液指数计算 已知一个测试点： wftest P 、 txest q 和饱和压力 b P 及油藏压力P 。 因为wftest P ≥b P ，1j = txwst wfest q P P -=30/(33.84-12)= 1.4/( d.Mpa) (2) 某一产量 t q 下的流压Pwf b q =j(b P P -1)=1.4 x （33.84-10）=33.38t/d m o zx q =b q +8 .1b jP =33.38+1.4*10/1.8=41.16t/d omzx q -油IPR 曲线的最大产油量。 当0?q t ?b q 时，令q 1t =10 t/d ，则p 1wf = j q P t - 1=15.754 Mpa 同理，q 2t =20 t/d ，P 2wf =13.877 Mpa q 3t =30 t/d ，P 3wf =12.0 Mpa 当q b ?q t ?omzx q 时，令q 4t =50 t/d,则按流压加权平均进行推导得： P 4wf =f )(1j q P t w -+0.125(1-f w )P b 8180()]t b omzx b q q q q ---=8.166Mpa

采油工程设计指南

采油工程设计 第一节完井工程设计 一、完井方法 1、油藏工程及采油工程对完井的要求 列出各方案的井别及数量：采油井、注水井（或注气井）、水平井、丛式井、多底井、观察井及水源井等。 2、井身结构确定 1）套管程序的确定 根据原始地层压力和破裂压力剖面、注水压力，确定井身结构层次、下深和水泥面返高。根据采油工程要求确定完井方式、完钻井眼尺寸及油层套管尺寸。给出套管程序：（1）表层套管：钢级×外径×壁厚 （2）技术套管：钢级×外径×壁厚 （3）生产套管：钢级×外径×壁厚 绘出完井工程示意图。 2）水泥固井 根据要求确定注水泥方式（一次注水泥，分级注水泥或管外封隔器注水泥），根据油藏要求确定水泥性能、返高及主要外加剂和外加剂的数量。 3、完井设计 根据油藏特性优选完井方法。 ①.套管固井射孔完井 若采用套管固井射孔完井，生产套管内径应与最大产油量油管相匹配，并要考虑大修和侧钻更新的要求。在此基础上选择生产套管的尺寸、钢级、强度、壁厚、螺纹连接类型、螺纹密封脂的类型及上扣扭矩。若尾管完井，则要给出悬挂深度及悬挂方式。 ②.裸眼完井 确定是采用先期裸眼完井还是后期裸眼完井。 ③.割缝衬管完井 割缝衬管完井，要确定缝割的形状、缝口宽度、缝眼排列形式及数量。若尾管完井，给出悬挂深度及悬挂方式。若选用定向井和水平井则要考虑套管弯曲，套管螺纹承受的拉力、螺纹的密封问题，造斜段过泵及井下工具等问题。

④.砾石充填完井 砾石充填完井时要根据筛管及砾石充填设计要求，（比如绕丝筛管尺寸及缝隙尺寸要求，砾石质量要求、扩眼尺寸及工艺要求等确定充填砾石中径，携砂液配方及性能。 ⑤.预充填烧丝筛管完井 对预充填烧丝筛管完井进行施工设计。 ⑥.其它防砂完成井 是否选择有金属纤维防砂筛管、陶瓷防砂、化学预包砂人工井壁等完井，根据具体储层条件来筛选。对事故井和抢险井的完井方法按现场条件来决定。 4、自喷井系统装置选择 1）井口装置 优选自喷井井口装置（采油树）的型号、连接基本形式（法兰、卡箍连接）、最大工作压力及公称通径和试压等级。 2）套管头 选择套管头型号，类型（单体式、分级式、组合式、整体式），连接方式等，提出分级试压要求。 3）油管头 油管头安装于采油树和套管之间，支撑井内油管重力。所以要计算承受的井口压力，支撑井内油管的重力，密封油套管环形空间的压力，循环压井或井下作业的最大压力等参数。在此基础上优选油管头。 4）采油树 采油树选择必须符合KYS25/650DQ、kYS25／65SL、KYS15/62DQ等标准，按最大压力和公称直径选择。试压时必须超过铭牌压力1.5倍试压，不刺不漏，修复闸门不得在高气油比井中使用。 二、油管尺寸优选及管柱受力分析 1、油管尺寸优选 根据多相管流理论，计算并优选出保证自喷期生产时间最长的油管尺寸及油管直径，保证摩阻损失和滑脱损失保持最低，达到最大的能量利用效率。 2、增产措施对油管及生产套管尺寸和强度的校核 考虑到水力加砂大型压裂或者碳酸盐岩地层的水力加砂压裂、酸压，特别是深井、高破裂压力井的特殊处理，对优选出的油管尺寸及生产套管尺寸和强度应进行校核。

石油工程综合设计教学大纲

《石油工程综合设计》教学大纲 英文名称：Comprehensive Design of Petroleum Engineering 课程编码：02902 学分：5（7留学生）实践周数：5（7）上机学时：适用专业：石油工程 大纲执笔人：步玉环于乐香孟红霞系（教研室）主任：步玉环 一、课程目标 石油工程综合设计是石油工程专业本科生必修的实践性课程。通过本课程的学习，培养 学生综合运用所学基础知识和专业知识解决实际生产问题的能力。目的是使学生掌握油田工程 设计中开发方案设计、钻井工程设计、采油工程设计和油藏工程评价等的设计方法和设计步骤，提高学生工程设计能力和综合运用知识的能力。 二、基本要求 学生在修完全部基础及专业课程后进行综合设计。按本大纲完成石油工程综合设计后，应对大纲规定的全部内容有系统的理解，掌握其中的工艺设计方法及设计思路，并达到下列要求： 1．掌握油藏工程设计的基本方法，会编写简单的油田开发方案； 2．学会井身结构的设计方法； 3．学会钻井工具的选用及钻井参数的设计计算； 4．掌握固井工程设计方法，包括套管柱强度设计、注水泥设计等； 5．掌握完井方法、生产管柱尺寸及射孔工艺参数的优选方法； 6．掌握常规有杆泵抽油系统设计的主要思路和工艺设计方法。 三、教学内容与学时分配建议 综合设计在教师指导下进行。学生根据所提供的以下基本数据进行设计：油藏地质特征参数、测井资料、取心资料、试采、开发试验等动静态资料；以及井别、井深、地质概况、油层位置、完井方式、地层孔隙压力、地层破裂压力、地层温度、流压及对应产量、饱和压力、套管直径、含水、生产气液比、原油密度、水密度、天然气相对密度、出砂情况、结蜡情况等，完成以下设计内容： （一）油藏工程设计 1.5周 1．开发方式确定 溶解气驱，水驱，溶解气驱转水驱等。 2．开发层系划分与组合 开发层系划分与组合原则、层系综合评价等。 3．注水方式及井网密度确定 注水方式及井网类型、井网密度及注采井距等。 4．开发指标预测 （1）排状注水（2）面积注水 开发年限，无水采油期，日产液量、日产油量、日注水量，累产液量、累产油量、累注水量，含水率，采出程度等。 5．经济指标概算与方案优选 经济指标概算方法、可行性研究、方案优选方法等。 6．油田开发方案的编写 油田概况，油藏描述，油藏工程设计，钻井及完井、采油和地面工程设计要求，经济评价，方案实施要求等。

《采油工程原理与设计》复习思考题与习题答案

采油工程作业计划 第1章：1.1；1.3；1.5；1.6；1.9 第2章：2.1；2.5；2.7 第3章：3.1；3.6；3.7；3.8 第5章:5.1；5.2 第6章：6.2；6.8 第7章：7.1；7.2 采油工程作业答案 题1.1 解： Pwf（MPa）20.11 16.91 14.37 12.52 Q0（t/d）24.4 40.5 53.1 62.4 由上表数据做IPR曲线如下图1－1(a)： 图1－1(a) 由IPR曲线可以看出，该IPR曲线符合线性规律， 令该直线函数为b = KQ P+

则由给定的测试数据得： 98.154 52.1237.1491.1611.20=+++=p 1.454 4 .621.535.404.24=+++= q 2 2222 )98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S 427 .162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-?-+-?-+ -?-+-?-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427 .1624855 .32-=-= = pq qq S S K 25=-=q K p b 所以252.0+-=Q P )./(81.5860 10005)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =?==--=-= 25|0===Q r P P (MPa) 油井位于矩形泻油面积中心，矩形长宽比为2:1，井径0.1米，由此可得： 14171 .045000 668.0668.02 1 =?== w r A X 由) 4 3(ln 2000s X B ha k J +-= μπ可得 a s X B J h k πμ2)43 (ln 000+- = 0μ=4mPa.s ，0B ＝1.2，a =86.4，s =2，代入上式可得： m m h k .437.020μ= 注：本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线（直线），