《采油工程》(含課程設(shè)計(jì))

1、中國(guó)石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期 末 考 試 采油工程 學(xué)習(xí)中心：_甘肅慶陽_ 姓名：_ _ 學(xué)號(hào)：_*034_ 關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說明1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容（包括抄襲網(wǎng)上、書籍、報(bào)刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標(biāo)記，不符合學(xué)院要求或?qū)W生本人情況，或存在查明出處的內(nèi)容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績(jī)?yōu)椤?”。 2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語有50%以上相同者判為雷同，成績(jī)?yōu)椤?”。3、所提交試卷或材料沒有對(duì)老師題目進(jìn)行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者，認(rèn)定為“白卷”或“錯(cuò)卷”，成績(jī)?yōu)椤?”。一、題型分基礎(chǔ)題（60分）和課程設(shè)計(jì)（40分）?；A(chǔ)題分概念題和問答題：概念題，

2、6題，每題5分，共30分；問答題，3題，每題10分，共30 分。二、基礎(chǔ)題（60分）1、概念題（6題，每題5分，共30分）采油指數(shù)油井日產(chǎn)油量除以井底壓力差，所得的商叫采油指數(shù)。是一個(gè)反映油層性質(zhì)，厚度，流體參數(shù)，完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間關(guān)系的綜合指標(biāo)，采油指數(shù)等于單位生產(chǎn)壓差的油井日產(chǎn)油量，它是表示油井產(chǎn)能大小的重要參數(shù)。IPR曲線表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線稱為流入動(dòng)態(tài)曲線（Inflow Performance Relationship Curve）簡(jiǎn)稱IPR曲線，又稱指示曲線（Index Curve）。就單井而言，IPR曲線是油氣層工作特性的綜合反映，因此它既是確定油氣井合理工作方式的

3、主要依據(jù)，又是分析油氣井動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。自噴采油油田開發(fā)早期,油井依靠油層天然能量將油從井底連續(xù)舉升到地面的采油方式。沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞從一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置的距離稱為一個(gè)沖程。也稱之為行程。酸化壓裂用酸液作為壓裂液，不加支撐劑的壓裂。酸化壓裂主要用于堵塞范圍較深或者低滲透區(qū)的油氣井。吸水剖面指的是水井各個(gè)層位對(duì)于注入水的分配比例，也是應(yīng)用于調(diào)剖堵水，防止水竄，提高注入水在各個(gè)層位的波及系數(shù)，提高油層的驅(qū)油效率，從而提高采收率。2、問答題（3題，每題10分，共30分）什么叫泵效，影響泵效的主要因素是什么？答：抽油機(jī)井的實(shí)際產(chǎn)液量與泵的理論排量的比值叫做泵效。影響泵效的因素有三個(gè)方面：(1)地

4、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(dāng)，或凡爾球與凡爾座不嚴(yán)等都會(huì)使泵效降低。(3)工作方式的影響：泵的工作參數(shù)選擇不當(dāng)也會(huì)降低泵效。如參數(shù)過大，理論排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油層供液能力，造成供不應(yīng)求，泵效自然很低。沖次過快會(huì)造成油來不及進(jìn)入泵工作筒，而使泵效降低。泵掛過深，使沖程損失過大，也會(huì)降低泵效。氣舉采油與自噴采油的相同點(diǎn)及不同點(diǎn)是什么？ 答：相同點(diǎn)：都是依靠氣體的膨脹能舉升原油，實(shí)現(xiàn)舉升的目的；不同點(diǎn)：自噴采油依靠的是油藏能量，氣舉采油依靠的是人工注入高壓氣體能量。懸點(diǎn)

5、動(dòng)載荷和靜載荷主要包括哪幾部分？答：靜載荷包括：抽油桿柱載荷、作用在柱塞上的液柱載荷、沉沒壓力（泵口壓力）、井口回壓。動(dòng)載荷包括：慣性載荷（忽略桿液彈性影響）、振動(dòng)載荷。三、課程設(shè)計(jì)（40分）1、給定的基礎(chǔ)參數(shù)每個(gè)同學(xué)不同的關(guān)鍵參數(shù)井深：2000+學(xué)號(hào)末兩位×10，單位是m例如: 學(xué)號(hào)為923512，則井深=2000+12×10=2120m。油藏壓力：井深/100，單位是MPa例如：井深為2120m，則油藏壓力=2120/100=21.2MPa2、每個(gè)同學(xué)相同的參數(shù)油管內(nèi)徑：59mm 油層溫度：70恒溫層溫度：16 地面脫氣油粘度：30m 油相對(duì)密度：0.8 水相對(duì)密度：1

6、.0油飽和壓力：10MPa 含水率：0.4套壓：0.5MPa 油壓：1MPa生產(chǎn)氣油比：50m3/m3 測(cè)試產(chǎn)液量：40t/d測(cè)試井底流壓：15MPa 抽油機(jī)型號(hào)：CYJ10353HB電機(jī)額定功率：37KW 配產(chǎn)液量：50t/d管式泵徑：56mm 沖程：3m沖次；6rpm 沉沒壓力：3MPa抽油桿：D級(jí)桿，桿徑19mm，抽油桿質(zhì)量密度2.3kg/m3、要求計(jì)算過程中涉及到與學(xué)號(hào)相關(guān)參數(shù)公式中有代入數(shù)值的顯示，以便查看是否應(yīng)用的正確參數(shù)。4、設(shè)計(jì)內(nèi)容及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)畫IPR曲線（20分）1） 采液指數(shù)計(jì)算；2） 畫出IPR曲線；3） 利用IPR曲線，由給定的配產(chǎn)量計(jì)算對(duì)應(yīng)的井底流壓。答：1)采液指數(shù)因

7、則采液指數(shù)=(2000+34*10)/100=23.4Mpa=15Mpa =10Mpa qtest=40t/dj=40/23.4-15=4.76t/(d·MPa)2)IPR曲線首先確定飽和壓力下的產(chǎn)液量，為油水兩相流量大產(chǎn)液量 =4.76*（23.4-10）=63.78t/d若則 令qt=10t 則pwf=21.3Mpa令qt=20t 則pwf=19.2Mpa令qt=30t 則pwf=17.1Mpa令qt=50t 則pwf=12.9Mpa3)流壓計(jì)算根據(jù)IPR曲線，給定產(chǎn)量50t/d時(shí)對(duì)應(yīng)流壓為12.9MPa采油工程參數(shù)計(jì)算 （10分）若下泵深度為1500米，桿柱設(shè)計(jì)采用單級(jí)桿，其基

8、本參數(shù)已給出，計(jì)算懸點(diǎn)最大、最小載荷。答： 式中：桿柱在液體中的重力，N； 油管中液體的重力（忽略桿空間），N； 桿柱在空氣中的重力，N； fr抽油桿橫截面積，m2；抽油桿桿長(zhǎng)，m； 抽油桿密度，kg/m3； 液體密度，kg/m3；活塞截面積，m2；N沖次，rpm；S光桿沖程，m；曲柄滑塊系數(shù)，為了計(jì)算方便，設(shè)為0.2；g重力加速度，N/kg；根據(jù)以上公式計(jì)算=/4*0.056*0.056=0.00246fr =/4*0.019*0.019=0.00028=800*(1-40%)+1000*40%=880 kg/m3=2.3/ fr =2.3/0.00028=8214 kg/m3= fr Lg

9、=1500*2.3*9.8=33810N=0.00028*1500*(8214-880)*9.8=30186.7N=0.00246*1500*880*9.8=31822.6N =30186.7+31822.6+(33810*3*6*6/1790)*(1+0.2) =64411.6N=30186.7-(33180*3*6*6/1790)*(1-0.2)=28585.2N抽油機(jī)校核計(jì)算（10分）說明給定抽油機(jī)型號(hào)的參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的最大扭矩和理論需要電機(jī)功率，并與給定抽油機(jī)型號(hào)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷此抽油機(jī)是否滿足生產(chǎn)要求。答：CYJ：抽油機(jī)，10：懸點(diǎn)負(fù)荷100KN的1/10,3：沖程3米，53

10、：減速器扭矩為53K N·m，H：圓弧齒輪，B:曲柄平衡。最大扭矩 =1800*3+0.202*3*（64411.6-28585.2）=27110.80 N·m電動(dòng)機(jī)功率=1000*27110.8*6/14388=11305.59W給出的抽油機(jī)CYJ10353HB最大扭矩為53 N·m，大于本井生產(chǎn)最大扭矩27.11N·m；給出電機(jī)額定功率為37KW，大于本井所需11.30KW，因此給出抽油機(jī)、電機(jī)滿足該井生產(chǎn)需求。5、課程設(shè)計(jì)相關(guān)理論和方法 本次采油工程課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)計(jì)算，讓學(xué)生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)原

11、理及設(shè)計(jì)思路。(1) 油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算Petrobras方法計(jì)算綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì)是按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值。1）采液指數(shù)計(jì)算已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)；、和飽和壓力及油藏壓力。如果則采液指數(shù) 如果則需要用氣液兩相采液指數(shù)公式。 2）求某一產(chǎn)量 下的流壓 首先確定飽和壓力下的產(chǎn)液量，為油水兩相流量大產(chǎn)液量若則若則所求井底壓力要低于飽和壓力，需要?dú)庖簝上酀B流計(jì)算公式。給出多組產(chǎn)液量和井底壓力，即可畫出IPR曲線，也可求出某產(chǎn)液量下對(duì)應(yīng)的井底壓力。(2)采油工程參數(shù)計(jì)算 懸點(diǎn)最大、最小載荷的計(jì)算公式可以用下面公式： 式中：桿柱在液體中的重力，N； 油管中液體的重力（忽略桿空間），N； 桿柱在空氣中的重力，N； fr抽油桿橫截面積，m2；抽油桿桿長(zhǎng)，m； 抽油桿密度，kg/m3； 液體密度，kg/m3，為了計(jì)算方便，這里取油相密度；活塞截面積，m2；N沖次，rpm；S光桿沖程，m；曲柄滑塊系數(shù)，為了計(jì)算方便，設(shè)為0.2；g重力加速度，N/kg；(3)抽油機(jī)校核1）最大扭矩計(jì)算公式式中：最大扭矩，N·m；懸點(diǎn)最大載荷，N；懸點(diǎn)最小載荷，N；S沖程，m。2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算，式中：Nt需要的電