石大远程在线考试《采油工程》(含课程设计)80951441781808092.doc

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1、中国石油大学（北京）远程教育学院期末考 试 采油工程 学习中心： 姓名： 学号：_ 关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。一、题型分基础题（60分）和课程设计（40分）。基础题分概念题和问答题：概念题，6题，每题5分，共30分；问答题

2、，3题，每题10分，共30 分。二、基础题（60分）1、概念题（6题，每题5分，共30分）采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的关系的综合指标。其数值等于单位生产压差下的油井产油量。IPR曲线表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线（Inflow Performance Relationship Curve）简称IPR曲线，又称指示曲线（Index Curve）。自喷采油自喷采油指油田开发早期,油井依靠油层天然能量将油从井底连续举升到地面的采油方式。冲程发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程。也称之为行程。酸化压裂压裂酸化主要用于堵塞

3、范围较深或者低渗透区的油气井。注酸压力高于油( 气) 层破裂压力的压裂酸化, 人们习惯称之为酸压。酸化液压是国内外油田灰岩油藏广泛采用的一项增产增注措施。现已开始成为重要的完井手段。吸水剖面指的是水井各个层位对于注入水的分配比例，也是应用于调剖堵水，防止水窜，提高注入水在各个层位的波及系数，提高油层的驱油效率，从而提高采收率。2、问答题（3题，每题10分，共30分）什么叫泵效，影响泵效的主要因素是什么？答：泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值。影响因素：(1) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩；(2) 气体和充不满的影响；(3) 漏失影响；(4) 体积系数的影响气举采油与自喷采油的相同

4、点及不同点是什么？答：相同点：都是依靠气体的膨胀能举升原油，实现举升的目的；不同点：自喷采油依靠的油藏能量，气举采油依靠的人工注入高压气体能量。悬点动载荷和静载荷主要包括哪几部分？答：静载荷包括：抽油杆柱载荷、作用在柱塞上的液柱载荷、沉没压力、泵口压力、井口回压。动载荷包括：惯性载荷忽略杆液弹性影响、振动载荷三、课程设计（40分）1、给定的基础参数每个同学不同的关键参数井深：2000+学号末两位10，单位是m例如: 学号为923512，则井深=2000+1210=2120m。油藏压力：井深/100，单位是MPa例如：井深为2120m，则油藏压力=2120/100=21.2MPa2、每个同学相同

5、的参数油管内径：59mm油层温度：70恒温层温度：16地面脱气油粘度：30m 油相对密度：0.8水相对密度：1.0油饱和压力：10MPa含水率：0.4套压：0.5MPa油压：1MPa生产气油比：50m3/m3测试产液量：40t/d测试井底流压：15MPa抽油机型号：CYJ10353HB电机额定功率：37KW配产液量：50t/d管式泵径：56mm冲程：3m冲次；6rpm沉没压力：3MPa抽油杆：D级杆，杆径19mm，抽油杆质量密度2.3kg/m3、要求计算过程中涉及到与学号相关参数公式中有代入数值的显示，以便查看是否应用的正确参数。4、设计内容及评分标准画IPR曲线（20分）1） 采液指数计算；

6、2） 画出IPR曲线；3） 利用IPR曲线，由给定的配产量计算对应的井底流压。采油工程参数计算（10分）若下泵深度为1500米，杆柱设计采用单级杆，其基本参数已给出，计算悬点最大、最小载荷。抽油机校核计算（10分）说明给定抽油机型号的参数，计算设计中产生的最大扭矩和理论需要电机功率，并与给定抽油机型号参数进行对比，判断此抽油机是否满足生产要求。5、课程设计相关理论和方法本次采油工程课程设计的主要内容是进行有杆抽油生产系统设计，通过设计计算，让学生了解有杆抽油生产系统的组成、设计原理及设计思路。(1)油井流入动态计算Petrobras方法计算综合IPR曲线的实质是按含水率取纯油IPR曲线和水IP

7、R曲线的加权平均值。1）采液指数计算已知=15MPa,饱和压力=10MPa及油藏压力=21.1MPa，含水为0.4，油=0.8，水=1。=40t/d2）画出IPR曲线=j()=6.56（21.1-10）=72.8t/d=+=72.8+=109.2t/d-油IPR曲线的最大产油量。当0qtqb时，令qt=10t/d，则pwf1=19.58MPa同理，qt2=20t/d，Pwf2=18.05Mpa qt3=30t/d，Pwf3=16.53Mpaqt4=40t/d，Pwf4=15Mpaqt5=50t/d，Pwf5=13.48Mpaqt6=60t/d，Pwf6=11.95Mpaqt7=70t/d，Pw

8、f7=10.43Mpa当qbqtqomax时，令qt8=80t/d,则按流压加权平均进行推导得：Pwf8=fw()+0.125(1-fw)Pb-1+=0.4(21.1-80/6.56)+0.125(1-0.4)10-1+=8.86Mpa同理qt9=90t/d，Pwf9=7.13Mpaqt10=100t/d，Pwf10=5.04Mpa当qomaxqt时，qt11=110t/d，Pwf11=0.4(21.1-109.2/6.56)+=1.07Mpa综上，井底流压与产量的关系列表如下：Pwf/Mpa21.119.5818.0516.531513.4811.9510.438.867.135.041.0

9、7Q/(t/d)0102030405060708090100110得到油井的流入动态曲线如下图：3）利用IPR曲线，由给定的配产量计算对应的井底流压。已知配产qt=50t/d下的流压pwf首先确定饱和压力pb下的产液量，为油水两相流量大产液量=6.56*(21.1-10)=72.8t05072.8则所以pwf=13.48MPa.(2)采油工程参数计算悬点最大、最小载荷的计算公式可以用下面公式：0.0002834()杆柱重力=2.315009.8=33810N=0.0002834(14.72-3) 106=3321.448N（1）最大载荷：=（1499.9+26174.24）（1+）=39371

10、.781N=0.0014999110=1499.9N；由于是单级的计算，所以简化为：=78509.811500=327345.81N式中： 第i级杆每米杆在空气中的质量，Kg/m第i级杆杆长，m；i抽油杆级数，从下向上计数；PZ泵排出口压力，Pa，按（油藏压力-套压）/井深*下泵深度计算；PN泵的沉没压力，Pa；N冲次，rpm；S光杆冲程，m；fP活塞截面积，m2；g重力加速度，m/s2；（2）最小载荷：式中：令fr0=0由于，在该设计过程之中，只有一级杆，所以公式变为：=1+10.75=11.75Mpa=26174.24N11.75（0.0014999-0）10=8731N=29899.64

11、7-33810=27859.714N式中：令fr0=0Pj第j级抽油杆底部断面处压力，Pa：Pt井口套压;0，w地面油,水密度，kg/m3;fw体积含水率，小数；L-抽油杆总长度，mfr抽油杆横截面积，m2；4、抽油机校核计算1）最大扭矩计算公式=15003+0.2023（39371.781-27859.714）=12376.313Nm式中：最大扭矩，Nm；悬点最大载荷，N；悬点最小载荷，N；S冲程，m。2）电动机功率计算，=5161.098W式中：Nt需要的电动机功率，W；n冲数，rpm；所以，可知电机的计算功率小于电机的额定功率，因而符合要求。给定的抽油机型号为：CYJ10353HB电机额定功率：37KW5161.098W37KW此抽油机能满足生产要求