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1、中國(guó)石油大學(xué)(北京)遠(yuǎn)程教育學(xué)院期末考試 石油工程概論學(xué)習(xí)中心: 姓名: 學(xué)號(hào): 一、綜述題(共 8 小題,每小題 15 分,任選 4小題,共 60 分)(綜述題請(qǐng)根 據(jù)知識(shí)點(diǎn)提示結(jié)合課件組織答案,每道題目不少于 400 字。照抄知識(shí)點(diǎn)提示不 得分。) 選做題號(hào):1. 闡述井身結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容,說(shuō)出各內(nèi)容所包括的具體知識(shí),并畫出基本的井 深結(jié)構(gòu)圖。答:井身結(jié)構(gòu)是指由直徑、 深度和作用各不相同, 且均注水泥封固環(huán)形空間而形 成的軸心線重合的一組套管與水泥環(huán)的組合。 包括井中套管的層數(shù)及各種套管的 直徑、下入深度和管外的水泥返深,以及相應(yīng)各井段鉆進(jìn)所用鉆頭直徑。井身結(jié)構(gòu)的組成及作用:井身結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)
2、管、表層套管、技術(shù)套管、油層 套管和各層套管外的水泥環(huán)等組成。.導(dǎo)管:井身結(jié)構(gòu)中下入的第一層套管叫 導(dǎo)管。其作用是保持井口附近的地表層。 .表層套管:井身結(jié)構(gòu)中第二層套管 叫表層套管,一般為幾十至幾百米。下入后,用水泥漿固井返至地面。其作用是 封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層。 .技術(shù)套管:表層套管與油層套管之間的套管叫技術(shù)套管。是鉆井中途遇到高 壓油氣水層、 漏失層和坍塌層等復(fù)雜地層時(shí)為鉆至目的地層而下的套管, 其層次 由復(fù)雜層的多少而定。 作用是封隔難以控制的復(fù)雜地層, 保持鉆井工作順利進(jìn)行。 .油層套管:井身結(jié)構(gòu)中最內(nèi)的一層套管叫油層套管。油層套管的下入深度取 決于油井的完鉆深度和完井方法
3、。一般要求固井水泥返至最上部油氣層頂部100150米。其作用封隔油氣水層,建立一條供長(zhǎng)期開采油氣的通道。.水泥返高:是指固井時(shí), 水泥漿沿套管與井壁之間和環(huán)形空間上返面到轉(zhuǎn)盤平面之間 的距離。2. 簡(jiǎn)述絕對(duì)滲透率、有效滲透率、相對(duì)滲透率的定義,影響絕對(duì)滲透率的影響因 素?絕對(duì)滲透率 :巖石孔隙中只有一種流體 (單相 )存在,流體不與巖石起任何物理和化 學(xué)反應(yīng),且流體的流動(dòng)符合達(dá)西直線滲濾定律時(shí),所測(cè)得的滲透率。有效滲透率 :多相流體在多孔介質(zhì)中滲流時(shí),其中某一項(xiàng)流體的滲透率叫該項(xiàng)流 體的有效滲透率,又叫相滲透率。相對(duì)滲透率 :多相流體在多孔介質(zhì)中滲流時(shí),其中某一項(xiàng)流體在該飽和度下的滲 透系數(shù)與
4、該介質(zhì)的飽和滲透系數(shù)的比值叫相對(duì)滲透率,是無(wú)量綱量。影響絕對(duì)滲透率的因素有: 巖石的顆粒大??; 孔隙截面形狀和孔隙連通性的 好壞:膠結(jié)物的含量;巖石中的裂縫。3. 闡述油藏的驅(qū)動(dòng)能量及油藏驅(qū)動(dòng)類型,并針對(duì)國(guó)內(nèi)一油藏進(jìn)行舉例分析。 答:一般油藏驅(qū)動(dòng)類型可以分為五類: 1)彈性驅(qū)動(dòng):依靠油層巖石和流體的彈 性膨脹能進(jìn)行原油驅(qū)動(dòng)的方式。 2)溶解氣驅(qū):油層壓力低于飽和壓力時(shí),溶解 狀態(tài)的氣體分離出的氣泡膨脹而將石油推向井底的驅(qū)動(dòng)方式。3)水壓驅(qū)動(dòng):當(dāng)油藏有邊水、底水時(shí)就會(huì)形成水壓驅(qū)動(dòng),可以分為剛性水驅(qū)和彈性水驅(qū)。4)氣壓驅(qū)動(dòng):當(dāng)油藏存在氣頂,氣頂中的壓縮氣為驅(qū)油的主要能量時(shí)為氣壓驅(qū)動(dòng), 可 分為剛性
5、氣驅(qū)和彈性氣驅(qū)。5)重力驅(qū)動(dòng):對(duì)于一個(gè)無(wú)原始?xì)忭敽瓦叺姿娘柡?或未飽和油藏,當(dāng)期油藏儲(chǔ)層的向上傾斜度比較大時(shí),就能存在并形成重力驅(qū), 靠原油自身的重力將油驅(qū)向井底即為重力驅(qū)動(dòng)。4. 分別闡述有桿抽油泵在上沖程和下沖程的工作原理,并畫出示意圖。答:上沖程-活塞上行,游動(dòng)閥關(guān)閉,泵筒內(nèi)壓力下降,當(dāng)泵筒內(nèi)壓力低于泵入 口壓力時(shí),固定閥打開,液體進(jìn)入泵內(nèi),同時(shí)井口排出活塞讓出泵筒體積的液體(如圖a)。b )。下沖程-活塞下行,泵筒內(nèi)壓力升高,游動(dòng)閥打開,固定閥關(guān)閉,液體從泵 內(nèi)排出到活塞以上的油管中,同時(shí)井口排出光桿進(jìn)入的液體體積(如圖(a)上沖程;1-游動(dòng)閥;2-活塞;(b )下沖程;3-襯管;4
6、-固定閥5. 闡述水力壓裂增產(chǎn)增注的原理和水力壓裂的工藝過(guò)程。答:水力壓裂是油氣井增產(chǎn)/水井增注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。當(dāng)?shù)孛娓邏罕媒M將 高粘液體以大大超過(guò)地層吸收能力的排列注入井中,在井底附近憋起超過(guò)井壁附 近地應(yīng)力及巖石抗張強(qiáng)度的壓力后,即在地層中形成裂縫。隨著帶有支撐劑的液 體注入裂縫中,裂縫逐漸向前延伸。這樣在地層中形成了足夠長(zhǎng)度、一定寬度的 填砂裂縫。由于它具有很高的滲濾能力,使油氣能夠通暢流入井筒,起到增產(chǎn)增 注的作用。6. 簡(jiǎn)述石油工業(yè)中業(yè)通常采用蘇林分類法將水分為哪幾種類型?各類水型的沉 積環(huán)境有什么區(qū)別?判斷方法是什么?答:蘇林分類法將天然水分成硫酸鈉水型 (Na2SO4)、重碳
7、酸鈉水型(NaHC0 3) 氯化鎂水型(MgCl2)、氯化鈣水型(CaCl2)四種。油田水主要為重碳酸鈉(NaHCO 3) 和氯化鈣(CaCl2)型。地面水則多為硫酸鈉(Na2S04)型。7. 闡述泵效的影響因素及提高泵效的措施。答:影響泵效的因素:1 )地質(zhì)因素:包括油井出砂、氣體過(guò)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:泵的質(zhì)量,襯套與活塞間隙等;3) 工作方式的影響。提高泵效的措施有:1)采取有效的防砂措施,減輕砂粒對(duì)泵的磨損,減輕 漏失影響,減少砂子在井中沉積,減小油流入井阻力,也會(huì)降低泵效。2)選擇合理的工作方式, 對(duì)于粘度不太大的常規(guī)
8、抽油機(jī)井應(yīng)選用大沖程、 小沖數(shù)和較小 泵徑,這樣既可減小氣體影響, 又可減小懸點(diǎn)的交變載荷; 對(duì)于原油比較稠的井, 一般選用大沖程、 大泵經(jīng)、小沖數(shù), 可以減小原油經(jīng)過(guò)閥座孔的阻力和原油與桿 柱與管柱之間的阻力;對(duì)于連噴帶抽的井,則采用大沖程、大沖數(shù)、大泵經(jīng),快 速抽汲可增大對(duì)井的誘噴能力。 3)確定合理的下泵深度和合理的沉沒度。4)使用油管錨減小沖程損失。 5) 采用井下油氣分離和井口放套管氣裝置減輕氣體 影響。8. 闡述壓裂液的定義和性能? 答:壓裂液是流體礦(氣、汽、油、淡水、鹽水、熱水等)在開采過(guò)程中,為了 獲得高產(chǎn)而借用壓裂措施時(shí)所用的液體。主要由前置液、攜砂液、頂替液組成。 在實(shí)際
9、壓裂施工過(guò)程中對(duì)壓裂液一般有以下要求: 濾失小, 前置液、攜砂液的 綜合濾失系數(shù)W 1 X 10-3m/min1/2 ;懸砂能力強(qiáng)。一般認(rèn)為壓裂液的粘度為 50150mPa - s較合適;摩阻低;穩(wěn)定性好;與地層巖石及流體配伍性 好;低殘?jiān)?;易返排;貨源廣,便于配制,價(jià)格便宜。二、論述題( 40 分) 結(jié)合自己所學(xué)專業(yè), 談?wù)勈凸こ贪膬?nèi)容、 任務(wù)和將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 字?jǐn)?shù)不 少于 800 字。答:從本學(xué)期學(xué)習(xí)石油工程概論, 我才認(rèn)識(shí)到石油工程是培養(yǎng)具備工程基礎(chǔ)理論 和石油工程專業(yè)知識(shí), 能在石油工程領(lǐng)域從事油氣鉆井工程、 采油工程、 油藏工 程相關(guān)工作,下面就三大工程談一下自己的認(rèn)識(shí)。一、
10、對(duì)鉆井工程的認(rèn)識(shí) 鉆井是石油工程的龍頭,是指利用專業(yè)設(shè)備和技術(shù),在預(yù)先選定的地表位置處, 向下或一側(cè)鉆出一定直徑的孔眼, 一直達(dá)到地下油氣層的工作。 鉆井的發(fā)展經(jīng)過(guò) 了人工掘井、人工沖擊鉆、機(jī)械頓鉆、旋轉(zhuǎn)鉆四個(gè)過(guò)程。鉆井工程是油氣勘探開 發(fā)的主要手段, 對(duì)于油氣勘探開發(fā)的成敗起著決定性的作用。 作為勘探開發(fā)的第 一步,先進(jìn)的鉆井工藝核技術(shù)、 良好的鉆井液體系和相配套的完井方法是提高油 氣勘探成功率、發(fā)現(xiàn)油氣田、圓滿完成甲方施工要求的重要保證。 目前,國(guó)際上鉆井新技術(shù)主要包括:定向井、水平井、大位移井技術(shù);分支井技 術(shù);深井及超深井技術(shù);深海鉆井技術(shù);欠平衡鉆井技術(shù);小井眼鉆井技術(shù);地 質(zhì)導(dǎo)向鉆
11、井技術(shù);撓性連續(xù)管鉆井技術(shù); 從當(dāng)前世界范圍內(nèi)鉆井工程來(lái)看,鉆井服務(wù)主要發(fā)展方向有以下幾方面: 1 )提 高單井產(chǎn)出水平,例如分支井、叢式井等,單井所控制的泄油面積越來(lái)越大,節(jié) 約成本的同時(shí)也簡(jiǎn)化了作業(yè)程序。 2 )大范圍采用井下遙測(cè)儀器, 例如 MWD/LWD 工具、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)( RSS )、垂直鉆井系統(tǒng)(如 Power -V 系統(tǒng))等,使 井下軌跡更有可控性, 以滿足陸地 /海洋鉆井的各種需要; 3)簡(jiǎn)化鉆井施工程序, 如套管鉆井技術(shù)、連續(xù)管鉆井技術(shù)、頂驅(qū)系統(tǒng)(TDS ),這些工具及工藝的研發(fā) 和應(yīng)用,大大地簡(jiǎn)化了鉆井工藝流程,為鉆井施工節(jié)約了成本; 4)老井重新利 用技術(shù),例如老井
12、側(cè)鉆、加深等技術(shù),利用已有井眼結(jié)構(gòu),通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)等措施 使原來(lái)低產(chǎn)量井重新煥發(fā)生機(jī)。二、對(duì)采油工程的認(rèn)識(shí) 采油工程是油田開采過(guò)程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過(guò)生產(chǎn)井和注入井對(duì)油藏采取的各 項(xiàng)工程技術(shù)措施的總稱。 它所研究的是以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項(xiàng)工程 技術(shù)措施的理論、工程設(shè)計(jì)方法及實(shí)施技術(shù)。通過(guò)一系列可作用于油藏的工程技 術(shù)措施,使油、氣流入井底,并高效率地將其舉升到地面進(jìn)行分離和計(jì)量,經(jīng)濟(jì) 有效地提高油井產(chǎn)量和原油采收率。目前最主要的采油方式有氣舉采油、有桿泵 米油和無(wú)桿泵米油。隨著人類工業(yè)化進(jìn)程的深入,分布在世界各地的油田由于連續(xù)開采, 油藏壓力不 斷下降,為了更多地將底層原有采出,普遍采用各種增產(chǎn)措施來(lái)提高油田的原油 產(chǎn)量,例如酸化工藝、壓裂工藝、油井解堵、油井化學(xué)堵水、注水井調(diào)驅(qū)調(diào)剖、 注水井降壓增注、注水井?dāng)D堵等。三、對(duì)油藏工程的認(rèn)識(shí)油藏工程主要研究油藏內(nèi)流體性質(zhì)和流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法。一般包括油層物理、 油氣層滲流力學(xué)、試井解釋、數(shù)值模擬、油藏動(dòng)態(tài)分析方法等。主要包括以下幾 個(gè)方面:開發(fā)方案設(shè)計(jì)、水驅(qū)油理論基礎(chǔ)、開發(fā)動(dòng)態(tài)分析、油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)整。 最后,石油作為一
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