石油工程概论.docx

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石油工程概论

Ａ卷

2006—2007学年第2学期

《石油工程概论》试卷

参考答案

专业班级石油工程

姓名

学号

开课系室油气井、采油工程系

题号

一

二

三

四

五

总分

得分

阅卷人

一、填空题：

（共34分，每个空0.5分）

1、早期现代石油的三大产地是：

（美国）、（巴库）、（东印度（印尼））。

2、在常温常压下，（C1-C4）的烷烃呈气态；（C5-C15）的烷烃是液态；（C16以上）的烷烃为固态。

3、石油的三大合成材料指（合成树脂）、（合成纤维）、（合成橡胶）。

4、沉积岩的成岩作用的方式有（胶结作用）、（压固作用）、（重结晶作用）、（交代作用）等四种。

5、油气勘探方法主要由（地质法）、（地球物理勘探法）、（地球化学勘探法）和（钻井法）等四种。

6、储集层有三个重要的物性参数，即（孔隙度）、（渗透率）和（饱和度）。

7、根据主要任务的不同，常规勘探程序可分为（区域勘探）和（工业勘探）两大阶段，又可细分为（区域普查）、（区带详查）、（圈闭预探）、（油气藏评价勘探）四个小阶段。

8、目前国内外油田应用的注水方式，归纳起来，主要有（边缘注水）、（切割注水）、（面积注水）和（点状注水）四种。

9、油藏管理的基本原则有（时间连续性原则）、（学科协同原则）、（经济效益原则）。

10、整套旋转钻井设备由六个系统组成：

（动力系统）、（起升系统）、（旋转系统）、（循环系统）、（气控系统）、（井控系统）。

11、常用的钻头类型有（刮刀钻头）、（牙轮钻头）、（PDC钻头）三大类。

12、油井自喷生产，一般要经过四种流动过程：

（油层渗流）、（井筒流动）、（油嘴节流）、（地面管线流动）。

13、在低渗透砂岩和灰岩油藏的开发中，（水力压裂）和（酸处理）是油田开发的基本措施。

14、油气集输工作的主要内容：

（油气计量）；（集油、集气）；（油气水分离）；（原油脱水）；（原油稳定）；（原油储存）；（天然气脱水）；（天然气轻烃回收）；（液烃储存）；（输油、输气）。

15、石油化工包括以下三大生产过程：

（基本有机化工生产过程），（有机化工生产过程），（高分子化工生产过程）。

16、HSE管理的含义包括（健康）、（安全）和（环境）三部分。

17、石油天然气工业所带来的问题主要有（资源问题）、（温室效应）、（白色污染）和（石油污染）等。

二、判断题（共10分，每题1分）（对的打√，错的打×）

1、1957年，石油在世界能源中的消费比重达40.4%，超过煤炭，成为第一大能源。

（×）

2、石油和天然气是由C和H两种化学元素组成的多种化合物的混合物。

（×）

3、Ⅱ型干酪根生油潜能比Ш型干酪根小。

（×）

4、少环长侧链的烃类是润滑油中的非理想组分。

（×）

5、地质圈闭里面不一定有油气，但油气藏一定是地质圈闭。

（√）

6、PDC钻头能适用于任何地层。

（×）

7、水力压裂增产技术不仅应用于低渗透砂岩和灰岩油藏的开发中，也可应用于中高渗透油藏的开发中。

（√）

8、相比较油轮运输、管道运输、铁路运输，长距离管道运输成本最低。

（×）

9、碳纤维可以用石油加工而成。

（√）

10、地层压力就是指地层的孔隙压力。

（√）

三、名词解释（共16分，每题4分）

1、辛烷值

所谓辛烷值就是人们一般所说的汽油的牌号值。

将抗爆性能较好的组分工业异辛烷的辛烷值定为100，较差的正庚烷的辛烷值定为0，将两者按不同的比例混合，组成标准燃料，用来对比各种汽油的抗爆性。

（2分）在测定汽油的辛烷值时，将待测汽油试样与一系列辛烷值不同的标准燃料在标准的实验用单缸发动机上进行比较，试样汽油的辛烷值等于与其具有相同爆震倾向的标准燃料中所含异辛烷的体积分数。

（2分）

2、油气藏

油气藏是指油气在单一圈闭中聚集。

（2分）一个油气藏内的流体具有统一压力系统和统一油水界面。

（2分）

3、欠平衡钻井

欠平衡钻井是井内流体总压力（包括流动压力和静液柱压力）小于地层压力的钻井方式，又称有控制的负压钻井。

（3分）可边钻井，边开采油气，提早使油气井投产。

（1分）

4、催化裂化

催化裂化是在催化剂作用和一定温度下，（2分）使重质油进行裂化反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质油品的加工工艺。

（2分）

四、简答：

（共25分，每题5分）

1、油气藏形成的基本条件有哪些？

油气藏形成，要有一系列基本条件：

（1）充足的油气来源：

充足的油气来源是形成储量丰富的油气田的重要前提。

（1分）

（2）良好的生储盖组合：

是形成丰富的油气聚集的必不可少的条件之一，意指生油层中生成的丰富的油气能及时地运移到良好储集层中，同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的油气不逸散。

（2分）

（3）有效的圈闭：

在油气运移前形成、并处在油气运移通道上的圈闭，才是聚集油气的有效圈闭。

（1分）

（4）良好的保存条件：

油气藏形成之后，如果没有经历过强烈的地壳运动（形成断裂）、岩浆活动、水动力强烈冲刷作用破坏油气藏的话，则它可以保存至今。

（1分）

2、简述地震勘探的基本原理。

地下岩层一般是成层分布的，尤其是沉积岩，在沉积过程中往往形成层状结构，上下不同岩层，由于沉积时代不同，岩石的密度不同，以及岩石孔隙内含有的流体（油、气、水）不同等等，使岩层与岩层之间就有着不同性质的界面存在。

（1分）地震波在地下传播过程中就会出现两种情况，一是由于岩层性质不同，传播的速度不同；（2分）二是遇到不同岩层的界面，即会产生反射波或折射波，返回地面。

人们利用地震波的这两个基本特征加以研究和判别，就可以了解地质构造，这就是地震勘探的基本原理。

（2分）

3、游梁式抽油装置工作过程是什么？

游梁式抽油机工作过程是：

由地面抽油机上的电动机（或天然气发动机），经过传动皮带，将高速旋转运动传递给减速箱减速后，再由曲柄连杆机构，将旋转运动改变为游梁的上下运动，（2分）悬挂在驴头上的旋绳器连接抽油杆，并通过抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下往复运动，从而把原油抽汲至地面。

（3分）

4、与油品的铁路、公路、水路运输相比，管道运输具有的独特优点。

与油品的铁路、公路、水路运输相比，管道运输具有独特的优点：

（1）运输量大。

（1分）

（2）运费低，能耗少。

且口径愈大，单位运费愈低。

（2分）（3）输油管道一般埋在地下，较安全可靠，且受气候环境影响小，对环境污染小。

（1分）（4）建设投资小，占地面积少。

（1分）

5、石油与天然气成本组成有什么区别？

石油成本主要由以下四个部分组成：

矿区取得成本、勘探成本、开发成本、生产成本。

（2分）

天然气成本主要由井口成本、管道输送成本、地方燃气公司的输配成本和营销成本等组成。

（2分）

由于天然气的生产和销售紧紧连在一起，是上中下游一体化的，所以天然气成本涵盖的范围较广。

（1分）

五、综合题（15分）

试综述常规勘探开发一个油田的完整过程。

要点：

油气勘探开发体系是由油气勘探工程、油气藏开发工程、油气井工程、油气开采工程、油气储运工程构成的。

常规勘探开发一个油田的完整过程包括：

（1）常规勘探程序可分为（区域勘探）和（工业勘探）两大阶段，又可细分为（区域普查）、（区带详查）、（圈闭预探）、（油气藏评价勘探）四个小阶段。

（3分）

（2）油气田开发程序主要包括油气田开发前的准备阶段、油气田开发方案的编制、油气田开发调整三个阶段。

（3分）

（3）一口井钻井工艺流程按其顺序可分为四个阶段：

即钻前准备、钻进、固井和完井。

（3分）

（4）当油层压力足够时，油井自喷生产，一般要经过油层渗流、井筒流动、油嘴节流、地面管线流动等四种流动过程。

当油层压力不足时，通过人工举升的方式把油采出来，也称为机械采油。

（3分）

（5）油气集输工作的主要内容：

油气计量；集油、集气；油气水分离；原油脱水；原油稳定；原油储存；天然气脱水；天然气轻烃回收；液烃储存；输油、输气。

（3分）

B卷

2006—2007学年第2学期

《石油工业概论》试卷

参考答案

专业班级

姓名

学号

开课系室油气井工程系、采油工程系

考试日期

题号

一

二

三

四

五

总分

得分

阅卷人

一、填空题：

（共34分，每个空0.5分）

1、最初的世界石油三大产地为（美国）、（巴库）和（印度尼西亚）。

2、石油七姊妹指（埃克森公司（新泽西标准石油公司））、（皇家荷兰/壳牌石油公司）、（莫比尔公司（纽约标准石油公司））、（德士古公司）、（英国石油公司）、（雪佛龙石油公司（加利福尼亚美孚石油公司））、（海湾石油公司）。

3、根据化学结构，石油中的烃可分为（烷烃）、（环烷烃）和（芳香烃）三大类。

4、三大合成材料指（合成树脂（塑料））、（合成纤维）、（合成橡胶）。

5、石油地质学家总结实践经验，提出油气田形成要具备（生油层）、（储集层）、（盖层）和（圈闭）4大要素，要经历（运移）、（聚集）、（保存）等过程。

6、油气勘探的程序包括（区域普查）、（区带详查）、（圈闭预探）、（油气藏评价勘探）。

7、油气田开发的程序包括（油气田开发前的准备阶段）、（油气田开发方案的编制）、（油气田开发调整）、（三次采油）。

8、人类钻井的历史可分为（人工挖井方法）、（冲击钻井方法）和（旋转钻井方法）三种钻井方法。

按照钻井的顺序，钻井工程工艺可包括（钻前准备）、（钻进）、（固井和完井）等三个主要阶段。

9、油井自喷生产，一般要经过（油层渗流）、（井筒流动）、（油嘴节流）、（地面管线流动）四种流动过程。

10、油气集输工作的主要内容包括（油气计量）、（集油集气）、（油气水分离）、（原油脱水）、（原油稳定）、（原油储存）、（天然气脱水）、（天然气轻烃回收）、（液烃储存）、（输油输气）等。

11、原油的初加工包括（原油的预处理）、（常压蒸馏）和（减压蒸馏）；原油的深加工包括（催化裂化）、（催化重整）、（加氢裂化）、（延迟焦化）、（减粘裂化）、（氧化沥青）等。

12、石油成本包括（矿区取得成本）、（勘探成本）、（开发成本）、（生产成本）等四部分；天然气成本包括（井口成本）、（管道输送成本）、（地方燃气公司的输配成本）和（营销成本）。

二、判断题（共10分，每题1分）（对的打√，错的打×）

1、1957年，石油在世界能源中的消费比重达40.4%，超过煤炭，成为第一大能源。

（×）

2、石油和天然气是由C和H两种化学元素组成的多种化合物的混合物。

（×）

3、Ⅱ型干酪根生油潜能比Ш型干酪根小。

（×）

4、少环长侧链的烃类是润滑油中的非理想组分。

（×）

5、地质圈闭里面不一定有油气，但油气藏一定是地质圈闭。

（√）

6、PDC钻头能适用于任何地层。

（×）

7、水力压裂增产技术不仅应用于低渗透砂岩和灰岩油藏的开发中，也可应用于中高渗透油藏的开发中。

（√）

8、相比较油轮运输、管道运输、铁路运输，长距离管道运输成本最低。

（×）

9、碳纤维可以用石油加工而成。

（√）

10、地层压力就是指地层的孔隙压力。

（√）

三、名词解释（共16分，每题4分）

1、油气勘探工程

油气勘探工程是一门综合性的应用科学，它是根据石油地质学及相关学科知识和勘探技术，通过一定的勘探方法和管理方法，以最佳方式探明油气储量的一项系统工程。

（2分）油气勘探工程的主要任务是高水平、高效率地探明油气储量，按照一定的勘探程序，分阶段地、逐级地进行地质和经济评价，筛掉无工业价值的地区，逐步集中勘探研究的“靶区”，直到发现和探明工业油气田，收集齐全准确的资料，并计算出油气储量，为评价和开发油气田创造条件。

（2分）

2、油气井工程

油气钻井工程就是快速高效地破碎井底的岩石、取出破碎的岩屑、保护井壁等一系列的工艺技术，以建立起一条开采油气的永久性通道的应用科学。

（2分）它是勘探开发地下油气资源的基本手段，是探明油气储量和提高油气田产量的重要环节。

它主要包括钻井、固井、完井等多种工程技术，涉及地质学、岩石矿物学、物理学、化学、数学、力学、机械工程、系统工程和遥测遥控等各种学科，是一项多学科、多工种、技术复杂、造价昂贵的地下基建工程。

（2分）

3、油品的精制与调和

石油经过一次加工和二次加工所得到的油品，还不能完全符合市场上的使用要求，因为在油品中还含有各种杂质，如含有硫、氮、氧等化合物、胶质以及某些影响使用的不饱和烃和芳烃，因此对油品中含有影响使用的杂质必须加以处理，使油品完全符合质量标准，这就是油品的精制。

（2分）同时，每种油品有不同的质量档次与牌号，价格高低不同，这就需要发挥每种油品在某种性能上的优势，相互调和匹配，使之既达到了质量标准，又能取得最大的经济效益，因此，油品调和也是炼厂生产经营上一项十分重要的措施。

（2分）

4、循环经济

循环经济指以“减量化、再利用、资源化”为原则，以提高资源利用效率为核心，促进资源利用由“资源-产品-废物”的线性模式向“资源-产品-废物-再生资源”的循环模式转变，以尽可能少的资源消耗和环境成本，实现经济社会可持续发展，使社会经济系统与自然生态系统相和谐。

（1分）“减量化”，即减少进入生产和消费过程的物质量，从源头节约资源，减少污染物排放；（1分）“再利用”，即提高产品和服务的利用效率；（1分）“资源化”即生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源而不是垃圾。

因此本质上是一种生态经济。

（1分）

四、简答：

（共25分，每题5分）

1、简介石油工业初期的捕获规则。

这个规则规定，如果被猎的鸟兽从一块地盘逃入另一块地盘，那么后者的主人完全有权将进入他地界所有猎物宰杀。

即土地的所有人有权开采他土地下面的财富。

（3分）所以，在当时的美国，谁买下或租下一片土地，如果找到石油，那么土地下面的油藏就归他所有，不需要经过政府的许可，也不必缴纳矿产资源税。

“捕获规则”是人们踊跃参与石油勘探开采的一个因素。

这种混乱无序的捕获规则直到20世纪30年代才被取消。

（2分）

2、简述地震勘探的基本原理。

地下岩层一般是成层分布的，尤其是沉积岩，在沉积过程中往往形成层状结构，上下不同岩层，由于沉积时代不同，岩石的密度不同，以及岩石孔隙内含有的流体（油、气、水）不同等等，使岩层与岩层之间就有着不同性质的界面存在。

（1分）地震波在地下传播过程中就会出现两种情况，一是由于岩层性质不同，传播的速度不同；（2分）二是遇到不同岩层的界面，即会产生反射波或折射波，返回地面。

人们利用地震波的这两个基本特征加以研究和判别，就可以了解地质构造，这就是地震勘探的基本原理。

（2分）

3、为什么要进行开发层系的划分与组合？

一个油田地下的油层通常不仅是一个层，而是有许多个油层，有的十几层，几十层，而且每个油层的性质又是不同的。

有的油层渗透性好，油层压力高，含油饱和度高；有的油层渗透性差，压力低，含油饱和度也低。

如果把这许多油层不区别好与差放在一起进行开采，就会造成有些层出油多，有些层出油少甚至不出油。

（2分）

为了调动每一个油层出油的积极性，把油田地下渗透率等性质相似的和延伸分布情况差别不大的、油层压力相近的油层组合在一起，用同一套井网进行开发。

在开发一些地质储量极为丰富的多油层油田时，可把多油层按照油层的性质分为几个层系，对每一个层系都单独钻一套井网，分别进行开发，这种方式叫做划分开发层系。

对每一套开发层系要采用与之相适应的开发方式和井网部署，这样可减少好油层与差油层之间的相互干扰，对提高采油速度和采收率有较好的效果。

（3分）

4、钻井作业对钻井液有哪些要求？

钻井液是钻井的“血液”，在钻井作业中起着非常重要的作用。

因此对钻井液要求很高，主要有四个方面：

①钻井循环的要求。

通过钻井液循环，清除岩屑，冷却钻头，保持井眼畅通。

钻井循环对钻井液的要求是泵压低（粘度低），携砂能力强（动切力高），启动泵压低（静切力低），润滑性能好，摩擦力低，磨损小（固体颗粒少）；（2分）

②要保持井眼的稳定。

钻穿地层时要用钻井液的液柱压力与地层压力取得平衡，从而要求钻井液的密度要适当。

另外钻井液要有克服不稳定地层的性能，例如泥岩吸水膨胀造成井眼收缩、砾岩、火山岩遇水造成跨塌、盐岩遇水而形成溶洞等；（1分）

③要求钻井液保护油气层。

钻开油气层后，钻井液与油气层接触，为防止钻井液损害油气层，要求钻井液的失水小、泥饼薄（钻井液失水后，固压差固体颗粒在井壁上形成泥饼环）、固相含量低、滤液的水化作用低（滤液进入地层后与地层中的液体发生的化学作用）等；（1分）

④保护环境和生态。

钻井液中常含有原油、柴油和各种油类以及含有大量的化学处理剂，为防止钻井液对环境和生态可能造成的影响，要求使用无害、无毒的钻井液。

（1分）

5、石油与天然气成本组成有什么区别？

石油成本主要由以下四个部分组成：

矿区取得成本、勘探成本、开发成本、生产成本。

（2分）

天然气成本主要由井口成本、管道输送成本、地方燃气公司的输配成本和营销成本等组成。

（2分）

由于天然气的生产和销售紧紧连在一起，是上中下游一体化的，所以天然气成本涵盖的范围较广。

（1分）

五、综合题（15分）

论述石油科技的发展趋势。

要点：

石油科技的发展趋势向信息化、集成化、智能化、可视化、实时化、绿色化（六化）方向发展：

1、以信息技术为工具，连接人、战略、过程和信息，实时产生最优决策、提高业绩和价值的知识管理已经形成，并正在将石油工业推向数字油田时代；（3分）

2、面对环境恶劣化、油气目标复杂化和资源劣质化的挑战，多学科技术集成是当代石油科技发展的最明显的方向和趋势，勘探开发一体化、炼化一体化等为代表的一批关键技术将日臻完善；（3分）

3、以人工智能专家系统、地质导向钻井技术、旋转闭环导向钻井系统、智能完井技术、数字油田、智能清管检测器等为标志的一批关键技术推动了油田生产与经营向智能化方向发展；（3分）

4、20世纪90年代以来，可视化趋势日益明显，地震成像技术、成像测井技术、钻井过程可视化监控、虚拟现实技术等，为优化控制、多学科集成研究与决策提供了最佳途径；（2分）

5、通过数字油田的建设与完善，各独立闭环实时联系与集成，形成整个业务范围的实时优化大闭环，实现实时的油田经营与管理，达到最大的资产经营效益；（2分）

6、完善的HSE体系和清洁生产技术与工艺等推动世界石油工业朝着原料绿色化、生产过程绿色化、产品绿色化的绿色工业方向发展。

（2分）