采油工程教學(xué)大綱

1、采油工程教學(xué)大綱一、課程基本信息1、課程英文名稱：petroleum production engineering2、課程類別：專業(yè)課程3、課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)64，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)64、學(xué) 分：4學(xué)分5、先修課程：工程流體力學(xué)、油層物理、油氣滲流力學(xué)、油藏工程6、適用專業(yè)：石油工程7、大綱執(zhí)筆：石油工程教研室 李穎川8、大綱審批：石油工程學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)9、制定(修訂)時(shí)間：2006.11二、課程的目的與任務(wù)該課程為石油工程專業(yè)學(xué)生必修專業(yè)課程之一。本門課程是從油層出發(fā)，全面闡述石油開采方法的一門綜合性專門技術(shù)。該課程主要保證學(xué)生掌握各項(xiàng)采油工藝的基礎(chǔ)理論和技術(shù)原理，熟悉相應(yīng)問題的工程背景，培養(yǎng)學(xué)生分析解

2、決實(shí)際采油工程問題的能力和從事生產(chǎn)管理、工藝設(shè)計(jì)等實(shí)際工作的能力，掌握解決采油工程問題的思路和方法。三、課程的基本要求通過本門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生系統(tǒng)地掌握油井生產(chǎn)系統(tǒng)流動(dòng)過程的動(dòng)態(tài)規(guī)律、各種采油方式和增產(chǎn)工藝措施的基本原理和設(shè)計(jì)方法。力圖建立采油系統(tǒng)工程觀念，掌握采油工藝的基礎(chǔ)理論和采油工程設(shè)計(jì)方法及施工技能。四、教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時(shí)分配(一)理論教學(xué)第一章 油井基本流動(dòng)規(guī)律（10學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 油氣流入動(dòng)態(tài)（4學(xué)時(shí)）一、油氣兩相滲流的流入動(dòng)態(tài)二、含水及多層油藏油井流入動(dòng)態(tài)三、完井方式對(duì)油井流入動(dòng)態(tài)的影響四、預(yù)測(cè)未來油井流入動(dòng)態(tài)第二節(jié) 氣液兩相管流基本概念及基本方程（2學(xué)時(shí)

3、）一、氣液兩相管流的滑脫現(xiàn)象及特性參數(shù)二、氣液兩相管流的流型三、氣液兩相管流壓力梯度方程及求解步驟第三節(jié) 氣液兩相管流計(jì)算方法（2學(xué)時(shí)）一、垂直管兩相上升orkiszewski方法二、傾斜（水平）管兩相流計(jì)算方法三、環(huán)形空間流動(dòng)的處理方法第四節(jié) 嘴流動(dòng)態(tài)（2學(xué)時(shí)）一、單相氣體嘴流二、氣液兩相嘴流教學(xué)要求：明確采油工程的地位、研究對(duì)象、課程特點(diǎn)及其學(xué)習(xí)方法。了解采油生產(chǎn)系統(tǒng)組成和采油方法及油井增產(chǎn)措施的基本原理，初步建立采油系統(tǒng)工程概念。掌握垂直井和水平井單相油流產(chǎn)能預(yù)測(cè)理論和方法，正確計(jì)算繪制目前和未來溶解氣驅(qū)油井及產(chǎn)水情況下的流入動(dòng)態(tài)曲線，綜合分析射孔和礫石充填完井方式對(duì)油井流入動(dòng)態(tài)的影響。

4、 了解氣液兩相管流（油井舉升及地面集輸管流）的基本知識(shí)。通過兩相流管實(shí)驗(yàn)觀查和認(rèn)識(shí)兩相流流型及其變化。重點(diǎn)掌握垂直管和傾斜管（水平管）兩相流壓降計(jì)算方法。掌握油嘴節(jié)流基本理論和動(dòng)態(tài)規(guī)律。重點(diǎn)：油井流入動(dòng)態(tài)和兩相管流壓降計(jì)算方法。難點(diǎn)：油嘴節(jié)流基本理論和兩相流液相滯留特性。第二章 自噴及氣舉采油（8學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 自噴井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析（4學(xué)時(shí)）一、基本概念和分析步驟二、節(jié)點(diǎn)分析方法及其應(yīng)用第二節(jié) 氣舉采油（4學(xué)時(shí)）一、氣舉采油方式及氣舉管柱二、氣舉的啟動(dòng)壓力與工作壓力三、氣舉閥四、連續(xù)氣舉設(shè)計(jì)教學(xué)要求：明確自噴井各流動(dòng)過程的協(xié)調(diào)原理，掌握自噴井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法和實(shí)施步驟。了解氣舉

5、方式及類型，明確氣舉采油的基本原理特點(diǎn)和適用條件。掌握氣舉閥的結(jié)構(gòu)類型、工作原理和連續(xù)氣舉工藝設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：油井協(xié)調(diào)概念及自噴井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法，連續(xù)氣舉設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)：氣舉井的卸載過程和氣舉閥的工作原理。第三章 有桿泵采油（12學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 有桿抽油裝置（1學(xué)時(shí)）一、抽油機(jī)二、抽油泵三、抽油桿柱第二節(jié) 抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（1學(xué)時(shí)）一、簡化分析二、精確分析第三節(jié) 抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷（2學(xué)時(shí)）一、懸點(diǎn)靜載荷及其理論示功圖二、懸點(diǎn)動(dòng)載荷三、摩擦載荷四、懸點(diǎn)最大和最小載荷第四節(jié) 抽油機(jī)平衡計(jì)算（1學(xué)時(shí)）一、平衡方式及其原理二、平衡計(jì)算第五節(jié) 減速器扭矩及電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算（1學(xué)時(shí)）一、扭矩

6、計(jì)算二、扭矩曲線的應(yīng)用三、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算第六節(jié) 泵效分析（2學(xué)時(shí)）一、柱塞沖程損失對(duì)泵效的影響二、氣體對(duì)泵效的影響三、漏失對(duì)泵效的影響四、提高泵效的措施第七節(jié) 抽油系統(tǒng)選擇設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）一、確定下泵深度二、抽油桿強(qiáng)度計(jì)算和桿柱設(shè)計(jì)三、抽油機(jī)選擇第八節(jié) 抽油井生產(chǎn)分析及系統(tǒng)效率（2學(xué)時(shí)）一、環(huán)空液面探測(cè)二、抽油泵工作狀況分析三、井下示功圖的計(jì)算機(jī)診斷四、系統(tǒng)效率分析五、提高系統(tǒng)效率的途徑教學(xué)要求：掌握機(jī)-桿-泵裝置的基本理論和常規(guī)工程計(jì)算方法。正確地選擇抽油設(shè)備和進(jìn)行抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)分析。重點(diǎn)：機(jī)-桿-泵工作過程的力學(xué)分析及示功圖分析。難點(diǎn)：泵效分析，減速器扭矩計(jì)算。第四章 無桿泵采油（4學(xué)時(shí)）教

7、學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 潛油電泵采油 （1學(xué)時(shí)）一、潛油電泵舉升系統(tǒng)二、井下多極離心泵工作特性三、潛油電泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)四、潛油電泵井的節(jié)點(diǎn)分析方法第二節(jié) 水力活塞泵采油 （1學(xué)時(shí)）一、水力活塞泵采油系統(tǒng)組成和類型二、水力活塞泵的結(jié)構(gòu)及型號(hào)工作原理三、水力活塞泵的結(jié)構(gòu)和工作原理四、水力活塞泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三節(jié) 水力射流泵采油 （1學(xué)時(shí)）一、射流泵結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)二、射流泵的型號(hào)三、射流泵動(dòng)態(tài)特性四、射流泵的選擇第四節(jié) 螺桿泵采油 （1學(xué)時(shí)）一、螺桿泵的結(jié)構(gòu)及工作原理二、螺桿泵的工作特性三、螺桿泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)要求：掌握潛油電泵、水力活塞泵、水力射流泵、螺桿泵四種機(jī)械采油方式的采油系統(tǒng)的裝置及其工作

8、原理和主要特點(diǎn)。了解影響四種無桿泵工作特性的主要因素。正確地設(shè)計(jì)各種無桿泵采油裝置和分析采油系統(tǒng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。重點(diǎn)：四種機(jī)械采油方式的采油裝置及其工作原理和設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)：水力活塞泵采油裝置的類型及其工作原理。第五章 注水（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 水質(zhì)（1學(xué)時(shí)）一、注水過程中油層傷害的因素二、注水井油層特定堵塞機(jī)理三、油田生產(chǎn)對(duì)注水水質(zhì)的基本要求四、水質(zhì)的指標(biāo)體系五、注入水水質(zhì)推薦標(biāo)準(zhǔn)六、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定方法第二節(jié) 水源及水處理（1學(xué)時(shí)）一、水源選擇二、水處理措施三、水處理流程第三節(jié) 注水井動(dòng)態(tài)（1學(xué)時(shí)）一、流度比與吸水指數(shù)二、注水井的注水量三、吸水能力因素分析四、注水指示曲線分析與應(yīng)用

9、第四節(jié) 注水工藝（1學(xué)時(shí)）一、注水工藝參數(shù)設(shè)計(jì)二、注入系統(tǒng)三、實(shí)施注水四、注水井工藝措施教學(xué)要求：明確注水工程的任務(wù)和注水對(duì)水質(zhì)處理的技術(shù)要求。掌握注水井動(dòng)態(tài)分析、注水管理方法和常用穩(wěn)油控水方法。重點(diǎn)：注水過程中油層傷害的因素分析。難點(diǎn)：注水對(duì)水質(zhì)處理的技術(shù)要求。第六章 水力壓裂（12學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 水力壓裂造縫機(jī)理（2學(xué)時(shí)）一、地應(yīng)力力分析二、裸眼井水力壓裂造縫機(jī)理三、地應(yīng)力場(chǎng)測(cè)量及計(jì)算第二節(jié) 壓裂液（2學(xué)時(shí)）一、壓裂液類型二、壓裂液添加劑三、壓裂液流變性四、壓裂液的濾失性五、壓裂液對(duì)地層的污染第三節(jié) 支撐劑（1學(xué)時(shí)）一、支撐劑類型二、支撐劑性能三、支撐劑選擇第四節(jié) 水力壓

10、裂裂縫延伸模型（2學(xué)時(shí)）一、卡特面積公式二、pkn模型三、cgd模型四、cgd和pkn模型的比較第五節(jié) 支撐劑輸送（1學(xué)時(shí)）一、支撐劑沉降特性二、沉降型布砂設(shè)計(jì)三、懸浮型布砂設(shè)計(jì)四、改善支撐劑在裂縫中分布的方法第六節(jié) 水力壓裂評(píng)價(jià)（1學(xué)時(shí)）一、水力裂縫評(píng)估二、工藝效果分析三、水力壓裂經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)第七節(jié) 水力壓裂設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）一、選井選層二、確定入井材料三、水力壓裂設(shè)計(jì)計(jì)算第八節(jié) 水力壓裂工藝技術(shù)（1學(xué)時(shí)）一、分層及選擇性壓裂二、控縫高壓裂技術(shù)教學(xué)要求：對(duì)巖石破裂機(jī)理、裂縫延伸狀況、壓裂液、支撐擠類型及其性能，填砂裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素，水力壓裂計(jì)算模擬、壓裂設(shè)計(jì)方法、水力壓裂經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等的分析理論

11、，掌握水力壓裂基本概念、基本設(shè)計(jì)方法。了解水力壓裂三維延伸優(yōu)化設(shè)計(jì)及適于不同儲(chǔ)層條件和壓裂施工目的水力壓裂新工藝、新技術(shù)。重點(diǎn)：壓裂機(jī)理、裂縫延伸機(jī)理。難點(diǎn)：壓裂模擬計(jì)算、壓裂設(shè)計(jì)。第七章 酸化（10學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：第一節(jié) 酸化增產(chǎn)原理（2學(xué)時(shí)）一、酸化工藝分類二、酸化增產(chǎn)原理第二節(jié) 酸巖化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量及反應(yīng)產(chǎn)物（2學(xué)時(shí)）一、酸巖反應(yīng)的化學(xué)當(dāng)量二、酸巖反應(yīng)生成物狀態(tài)第三節(jié) 酸巖化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（2學(xué)時(shí)）一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理二、酸巖反應(yīng)速度及動(dòng)力學(xué)方程三、酸巖反應(yīng)速度的室內(nèi)確定及動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定四、影響酸巖反應(yīng)速度的因素第四節(jié) 碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸化設(shè)計(jì)計(jì)算（1學(xué)時(shí)）一、酸沿裂縫流動(dòng)反應(yīng)的濃度分布

12、及有效作用距離二、酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的計(jì)算三、酸化增產(chǎn)倍比預(yù)測(cè)第五節(jié) 砂巖儲(chǔ)層酸化設(shè)計(jì)計(jì)算（1學(xué)時(shí)）一、砂巖儲(chǔ)層酸化酸濃度及礦物濃度分布二、砂巖儲(chǔ)層酸化的孔隙度和滲透率分布三、砂巖酸化效果預(yù)測(cè)第六節(jié) 酸化工藝設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)）一、酸化處理井和層的選擇二、常用酸化工藝三、酸壓設(shè)計(jì)四、基質(zhì)酸化處理設(shè)計(jì)第七節(jié) 酸液及添加劑（1學(xué)時(shí)）酸液類型及選擇酸液添加劑及選擇教學(xué)要求：掌握酸巖反應(yīng)機(jī)理、基本酸巖反應(yīng)特性的分析方法，酸液及其添加劑的選擇及評(píng)價(jià)、基質(zhì)酸化和壓裂酸化設(shè)計(jì)計(jì)算模擬方法。分析基質(zhì)酸化后孔隙度、滲透率分布、壓裂酸化酸蝕裂縫有效作用距離及酸蝕裂縫導(dǎo)流能力。掌握酸化工藝技術(shù)的基本概念，選擇方法、基本設(shè)計(jì)

13、方法。了解酸化優(yōu)化設(shè)計(jì)及酸化新工藝、新技術(shù)、新材料。重點(diǎn)：酸巖反應(yīng)機(jī)理、酸化工藝設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：酸化模擬設(shè)計(jì)計(jì)算、酸化優(yōu)化設(shè)計(jì)。第八章 油井防砂、防蠟與堵水工藝技術(shù)（自學(xué)）第九章 稠油和高凝油的開采技術(shù)（自學(xué)） (二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)1、實(shí)驗(yàn)課的目的和要求使學(xué)生了解氣、液兩相在垂直管中的流態(tài)變化，綜合分析其現(xiàn)象；了解兩相垂直管流實(shí)驗(yàn)原理、裝置流程、操作測(cè)試方法。了解游梁式抽油機(jī)及深井泵的結(jié)構(gòu)、工作原理。掌握管式泵、桿式泵、水力活塞泵、電潛泵、螺桿泵結(jié)構(gòu)各部件的結(jié)構(gòu)及用途。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和占用學(xué)時(shí)的具體分配（1）兩相垂直管流實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2學(xué)時(shí) 綜合型1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅貉芯繗狻⒁簝上嘣诖怪惫苤械牧鲬B(tài)變化，

14、綜合分析其現(xiàn)象；了解兩相垂直管流實(shí)驗(yàn)原理、裝置流程、操作測(cè)試方法。測(cè)定不同氣量下的產(chǎn)液量和氣體體積流量，并觀察其流態(tài)，繪制qv曲線。確定始噴點(diǎn)、停噴點(diǎn)、最高效率點(diǎn)和最大產(chǎn)量點(diǎn)。掌握兩相垂直管流的基本變化規(guī)律。2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備：氣液兩相垂直管流實(shí)驗(yàn)裝置、空氣壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)模型、往復(fù)式壓縮機(jī)模型、螺桿式壓縮機(jī)模型、計(jì)時(shí)器、光電轉(zhuǎn)換器、精密壓力表、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、恒液位水箱、氣體調(diào)壓閥、穩(wěn)壓器、電磁閥、空氣包、模擬井筒、輸水管線、氧氣管等。（2）抽油機(jī)及有桿泵模型抽水實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2學(xué)時(shí) 綜合型1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅河^察了解無游梁式抽油機(jī)、游梁式抽油機(jī)及深井泵的結(jié)構(gòu)、工作原理。測(cè)定（有）無氣體影響

15、時(shí)的抽汲液量，計(jì)算其泵效，分析氣體對(duì)泵效的影響、氣錨防氣效果。掌握深井泵的結(jié)構(gòu)、工作原理和影響泵效的因素，觀察已剖管式泵、桿式泵、結(jié)構(gòu)。掌握它們各部件的結(jié)構(gòu)及用途；拆裝深井泵。 2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備：教學(xué)游梁式抽油實(shí)驗(yàn)裝置、無游梁式抽油機(jī)、空氣壓縮機(jī)、計(jì)時(shí)器、光電轉(zhuǎn)換器、精密壓力表、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、氣體調(diào)壓閥、氮?dú)馄?、液壓閥、電磁閥，油泵閥模型、筒式桿式泵模型、油泵閥模型，已剖管式泵、桿式泵、水力活塞泵，未剖深井泵、管鉗、手套、黃油等。（3）無桿泵模型及采油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)參觀 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2學(xué)時(shí) 驗(yàn)證型1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅河^察了解、掌握電潛泵、螺桿泵、水力活塞泵的結(jié)構(gòu)組成、工作原理；觀察已剖水力活塞泵、電潛泵、螺桿泵結(jié)構(gòu)。掌握它們各部件的結(jié)構(gòu)及用途；觀察了解采油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)模型、勝利開發(fā)1號(hào)平臺(tái)模型。 2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備：電潛泵采油系統(tǒng)模型、螺桿泵采油系統(tǒng)模型、水力活塞泵模型、開式水力活塞泵井口模型，井口裝置模型，已剖水力活塞泵，采油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)模型、勝利開發(fā)1號(hào)平臺(tái)模型等。3、實(shí)驗(yàn)課的考核辦法以實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核。4、實(shí)驗(yàn)教材石油工程教研室編. 采油工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，2006年版五、考試考核辦法該課程考試成