长江大学考研真题采油工程doc.docx

1、长江大学考研真题采油工程doc一、名词解释：潜油电泵工作特性曲线：电泵的扬程（压头）、泵效、功率与排量之间的关 系曲线。持液率：单位长度油管中所留存的液相体积与其油管体积之比。光杆马力（功率）：通过光杆来捉升液体和克服井下损耗所需要的马力（功 率）。吸水指数：是单位压差下的FI注水量。功能节点：压力不连续，即存在压差的节点。破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。液有效作用距离:酸液由活酸变为残酸Z前所流经裂缝的距离。釆油指数：是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等 与产量之间关系的综合指标，其数值等于单位压差下的油井产油量。相对吸水量：是指在同一注入压力下，某一层吸水量

2、占全井吸水量的百分数。 抽油泵气锁现象：抽油泵在抽吸时由于气体在泵内压缩和膨胀，使吸入 和排出阀无法打开，出现抽不出油的现彖。自喷：靠油层木身的能量（天然的或人工的），使油从井底口行按照人们的 意志喷到地面的一种采油方法。注水井指示曲线：是指在稳定流动条件下，注入压力与注入量之间的关系曲 线。水力功率（水马力）：是指在一定时间内将一定量的液体捉升一定距离所需 要的功率。二、填空：1.抽汕泵泵效的高低受抽汕杆柱和汕管柱的弹性伸缩、气体和充不满的影响及 漏失影响三方而因素的影响。2.在均质各向同性地层屮，裂缝而总是垂直于最小主应力轴。在深地层多出现 垂直裂缝;而浅地层多出现（水平）裂缝。为了降低破

3、裂压力可采取射孔和 酸化预处理措施。3.酸压时，酸液沿裂缝向前流动，酸浓度逐渐降低，当酸浓度降低到已基木失 去溶蚀能力的酸液（浓度为2-3%）时称之为残酸；酸液浓度变为2-3%之前所流 经裂缝的距离称为活性酸的有效作用距离距离,也可称为有效裂缝长度。4.随着压力的不断增加，井筒内依次口J能出现雾流；环流；段寒流；泡流四种 流态，其屮泡流的滑脱损失最大，雾流的摩擦损失最大,段塞流的气体膨胀能利 用最好。5.气举采油可分为连续气举和间歇气举。方式适合于采油指数、井底流 压和产量都高的井;方式适合丁采油指数较高、井底流圧较低或采油指数和井 底流压都低的低产井。6.按泵压高低，酸处理方式可分为當规酸化

4、和酸压。砂岩地层多采用（方 式）;灰岩地层多采用（方式）。7.油井生产协调的原则是质量流量相等和前过程的剩余圧力等于下过程的 起点压力或能量守恒。8.对于单相液体非达西渗流（紊流），一般是在直角坐标系下作几一 Pf与q的q直线型1PR。克紊流严重程度是由直线的（斜率）大小来反映,对此为提高油井 产量应采取补孔措施。9.根据Mcguire-Sikora垂直裂缝增产倍数曲线，在压裂设计时，对于低渗透 地层（KlX10-3um2）且闭合压力不很高时，应以加人裂缝长度为主;而对于较 高渗透地层，H闭合斥力也较高时，应以提高裂缝导流能力（或裂缝宽度）为主。10.应用井下诊断技术所获得的泵功图之所以比地面

5、示功图形状简单，是由于消 除了（抽油朴）变形和抽油杆（动载）的彩响。11.在气液两相垂直管流中，由于气液密度羞而产生气体超越液体而上升的现象 称为滑脱,它的存在将使气液混合物的密度（增加）,从而使井筒压力损失（壇 加）。12.为了保证口喷井稳定生产，设计时要求井口冋压低于油压的二以下，以使 嘴流处丁临界流动状态，此时通过油嘴的产量Q与（油压）呈（线性）关系。13.压裂液的滤失受斥裂液粘度、地层流体和岩石压缩性和压裂液造壁性三种I大I 素控制。滤失速度与综合滤失系数的关系式为V=C/VFo14.扭矩因素的物理意义是悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的比值。 其大小与悬点载荷（无关）;与抽油机

6、四连杆几何尺寸（冇关）。在实际生产屮可 根据测时法;测电流法;计算曲柄轴上、卜冲程的峰值净扭矩是否相等（或 听声音）來检验抽油机是否平衡。15.碳酸盐岩地层酸化，盐酸与地层矿物反应是由盐酸屮的H传递到碳酸盐汁 表而H在岩而上与碳酸盐岩反应反应生成物C/、M/和CO?气泡离开岩而 三个过程组成。其中过程 的速率最慢；过程的速率最快；酸一岩复相反应 速度主要取决于H传质速度速度。16.油井流入动态（IPR）是指井底流压和 产量的关系。单相液体 在层流条件下，IPR曲线呈直线 型；油气两相流（Pr C打开关闭不变吸液C - C关闭关闭不变C - D，关闭关闭卸载D f A关闭打开不变排液12、根据麦

7、克奎尔-西克拉(Mcguirc-Sikora)垂直裂缝增产倍数曲线图说明其 对压裂设计的指导意义。在压裂设计时，对于低渗透地层(K 1X1 0-3um2)且闭合压力不很高时, 应以增加裂缝长度为主；而对丁较高渗透地层，且闭合压力也较高时，应以增加 导流能力为主。14B12H1O9876SWar wow4 zlz V50%4：!%20%40X2. 471X100.6 1.013、试绘出吸水指数和油藏压力同时下降时注水井指示曲线变化的前后对比图, 并简要说明在测试资料止确条件下，引起指示曲线变化的可能主要原因。原因：（1）注入水和管线的腐蚀产物以及垢的堵塞；（3）细菌及其代谢产物 堵塞；（4）机械

8、杂质的堵塞；（4）注入水与地层不配伍而造成的物理化学堵塞;（5）粘土膨胀。14.试对比分析水力压裂与酸化压裂（酸压）二种增产措施原理的主要区别和适用 条件。水力压裂：是利用地面高压泵组，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的抗 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导流能力的填砂裂缝，达到增产的口的。酸化压裂（酸压）:用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂称为酸化压裂。 酸压过程中一方面靠水力作用形成裂缝，

9、另一方面靠酸液的溶蚀的作用把裂缝的 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 导流能力，可达到提高地层渗透率的目的。酸压和水力压裂增产的基本原理和门的都是相同的。对水力压裂，裂缝内的支撑 剂阻止停泵后裂缝闭合；酸压是依靠酸液对裂缝壁面的不均匀刻蚀产生一定的导 流能力。因此，酸压应用通常局限丁碳酸盐岩地层；水力压裂应用于砂岩地层。15.为什么砂岩地层酸化大多要用土酸（盐酸和氢氟酸的混合液）处理，而-般 不单独用盐酸或氢氟酸处理？答:砂岩组成：砂岩是由砂粒（石英、硅酸盐）和胶结物（粘土、碳酸岩） 组成的。盐酸不能溶解泥质和石英，而氢氟酸口J与砂岩中的任何物质起反应，但

10、 不能单独使用氢氟酸，原因如下：(2)IIF与砂岩中的矿物反应：2HF+CaC03=CaF2 I +CO2+H2O16HF+CaAl2SiO8= GF2 I +2AlF3+2SiF4+8H20生成物中冇气态物质、可溶性物质，也有不溶于残酸的沉淀，如CE当酸浓 度高时处丁溶解状态，当酸浓度降低时会沉淀；酸液中含有IIC1时，可维持酸液 较低的值，避免GF2沉淀。(3)氢氟酸与砂岩屮各种成分的反应速度各不相同。HF与碳酸岩反应最快，其次是硅酸盐(粘土)，最慢是石英。当HF进入砂 岩地层后，价格较贵的HF大部分首先消耗在与碳酸岩的反应上，而影响HF对泥 质成分的反应。但HC1与碳酸岩的反应速度比I1

11、F与碳酸岩的反应速度还要快， 因此土酸中的HC1成分可先把碳酸岩类溶解掉，从而充分发挥HF溶蚀粘十.和石 英成分的作用。总之，依靠土酸中盐酸成分溶蚀碳酸岩类，并维持酸液较低的PH值，依 靠氢氟酸成分溶蚀泥质成分和部分右英颗粒，因此砂岩地层耍用盐酸和氢氟酸的 混合液(土酸)处理，而不能单独使用盐酸或氢氟酸处理。16.自喷井生产中油嘴的作用是什么？在正常生产时对其有何要求？为什么？作用：控制和调节产量；保持一定的回压，避免井底出砂。正常生产时要求油气混合物通过油嘴时必须达到临界状态，因为在临界状态 下，下游压力的波动不会影响到上游压力，油井的产量只取决于油嘴前的压力。 17水力压裂的基木原理是什么

12、？其增产增注的实质是什么？水力压裂原理：水力压裂增产增注的原理主要是通过降低井底附近地层中流 体的渗流阻力和改变流体的渗流状态，使原来的径向流动改变为油层与裂缝的近 似单向流动和裂缝与井筒间的单向流动。消除了径向节流损失，大大降低了能量 的消耗，因而油气井产量或注水井注入量就会大幅度捉高。如果水力压裂能连通 油气层深处的产层和犬然裂缝，则增产的效杲就会更加明显。另外，水力压裂对 井底附近受伤害的油气层冇解除堵塞的作用。具实质是利用地面高压泵组，将高 粘度液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井屮，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，便会在井底附近地层产牛裂缝； 继

13、续注入带冇支撑剂的携砂液，裂缝向前延仲并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在 支撑剂上，从而在井底附近地层内形成貝有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂 缝，从而达到增产增注的目的。实质是：改变了渗流方式、增大了渗流面积、开辟了 “新”的产油区、使油 流“绕过” 了伤害区。18、1试绘出充不满影响时的典型示功图，并说明在整个抽汲过程中，与理论 示功图相比悬点载荷的变化、凡尔开关状态情况。2.在图中标Hh(1)光杆冲程；(2)活塞有效冲程；(3)冲程损失；(4)抽 油杆在液体中的重量；(5)作用在全活塞上的液体载荷。3.针对该情况口J采取哪些措施來提高泵效？(1)下冲程卸载不能立即减小；游动凡尔打开滞后(充

14、不满影响吋的示功 图如图所示)。(2)见图。(3)可釆取的措施包括：减小防冲距，以减小余隙；或增大沉没度，减少 进泵内的油气比；或在泵吸入口处安装气锚(井下油气分离器)，使气体在泵外 分离，以防止和减少气体进泵；对于稠油，可采取降粘措施。19、1 试绘出有气体影响时的典型示功图，并说明在整个抽汲过程中，与理论 示功图相比悬点载荷的变化、凡尔开关状态情况。2.若气体影响严重吋会发生什么现象？并绘出此情况下的典型示功图。3.可采取哪些措施来防止该现彖的发牛？(1)上冲程加载变缓；下冲程卸载变慢；游动凡尔打开滞后；固定凡尔打开滞后(有气体影响时的示功图如图所示)。(2)气体影响严重时会发生“气锁”现

15、彖。见图。(3)可采取的措施：卜气锚；定期套管放气；加大沉没度等。20.画出抽油杆强度校核和设计的修正古德曼(Goodman)图，并说明如何根 据修正古德曼(Goodman)图进行抽油杆强度校核和杆柱设计。解：修正古徳曼图的纵他标为抽油杆的最大应力，横处标为最小应力。图中的阴 影区为疲劳安全区，抽油杆柱的应力点落在该区内时，抽油杆将不会发生疲劳破坏， 根据修正古徳曼图，抽汕杆柱的许用最大应力的计算公式为。要保证抽油杆柱不发生疲劳破坏，抽油杆的授大应力不应超过计算出的授大应力。 抽油杆柱设计及应力分析中常采用应力范围比更，即合理的抽油杆组合比例不仅应保证各级抽油杆的戶厶1% ,而H.各级抽油杆的

16、 瓦值应该比较接近。同时，为了冇效的使用抽油杆，更还应保持较高的数值。四、计算题1.有一口井，已知地层压力匕二20Mpa,饱和压力Pb=22MPa,当井底流压Pwf=12MPa 时产油量qo=32. 8m /d (fw=0),其中流动效率FE二0. 5。求：(1)FE=1时的彳FE=iomax qFE=o maxo maxQo = 32.80.328 0.328100叶/d)=1-0.2(殳)-0.8(殳尸=1-0.2() - 0.8()2 = 0.328P, Pt 20 20(2)当P.f二0吋，油井实际产量最大。此时 Pwf =耳 _ 说 _ PQ FE = 20_ (20一0) 0.5

17、= 10(MPJ必阳=讥川 - 02(字)-0.8(字尸=10011- 0.2(% - O.sA21 = 70(m3 /d)Pr Pr ZU ZU(3) qo 二码囂10.2(鱼)0.8(鱼)2 =100l0.2(黑)0&早)2 = 59.2(/d)Pr Pr 20 20捉高的产量为：Aq = 59.2 - 32.8 = 26.4(/ /d) 2、某口油井欲进行水力压裂，己知该区块的破裂压力梯度17.9KPa/ni,压裂油 层屮部深度3250m,油层压力25MPa,油层岩石泊松比0.24,上覆岩层平均相对 密度2. 3,试求该井的破裂压力梯度（不考虑压裂液滤失）。解：根据该区块破裂压力梯度（17.9KPa/m）,可知该区块出现垂直裂缝的几率 大。现假设水平方向的两个应力相等，且忽略岩石的水平抗张强度。 o z=23H（KPa/m）在不考虑滤失的情况下，该区块的破裂梯度为：u =2 v/ (1-v ) *az/H+(l-3 v)/(l-v)*Ps/H=2*0. 24/(1-0. 24)*2311/11+(1-3*0. 24)/(1-0. 24) *25000/3250=17. 36KPa/m