采油工程课总复习.ppt

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1、,Xian Shiyou University,第一章 油井流入动态第二章 井筒流动动态第三章 自喷与气举采油第四章 有杆泵采油第五章 无杆泵采油第六章 注水第七章 水力压裂第八章 酸化第九章 油水井维护性措施第十章 稠油与高凝油开采技术第十一章 采油工程方案设计,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,采油工程课总复习,试卷1一、名词解释（81分=8分）二、简答题（126分=72分）Ch2,1;Ch3,2;ch4,3;ch6,1;ch7,1;ch8,2;ch9,1;ch10,1三、推导题（110分,ch4）四、计算题（110分,ch1）,Xian Shiyou Uni

2、versity,采油工程课总复习,试卷2一、名词解释（102分=20分）二、填空题（241分=24分）三、简答题（7（38）分=36分）Ch1,1;Ch4,1;ch5,1;ch6,1;ch7,2;ch11,1四、说明题（110分,ch3）五、计算题（110分,ch1）,Xian Shiyou University,采油工程课总复习,试卷3一、名词解释（102分=20分）二、简答题（85分=40分）Ch1,1;ch5,1;ch6,1;ch7,2;ch8,1;ch9,1;ch11,1三、问答题（210分=20分）Ch4,1;ch6,1四、计算题（210分=20分）Ch1,1;ch4,1,流入动态（

3、关系）：流入动态关系（Inflow Performance Relationship）曲线（IPR曲线，指示曲线）,第一章 油井流入动态,第一节 垂直井流入动态第二节 水平井流入动态（）,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、单相液体的流入动态,达西渗流的流动方程：,采油指数,IPR曲线斜率的负倒数,单位压差下的产量；或产油量与生产压差之比,反映了油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积,1.1 垂直井流入动态,采油工程课总复习,二、溶解气驱油藏油井的流入动态,条件：地层压力小于饱和压力,1.Vogel 方程,排除高粘度油藏及油层损害严重的油藏。,1.1 垂直

4、井流入动态,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,Xian Shiyou University,2.非完善井Vogel方程的修正,流动效率：在相同产量下的理想生产压差与实际生产压差之比,二、溶解气驱油藏油井的流入动态,1.1 垂直井流入动态,特别注意：要求流动效率的范围为0.51.5,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、组合型流入动态曲线,条件：,1.1 垂直井流入动态,时,时,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第二章 井筒流动动态,第一节 气液两相流动的基本概念 第二节 井筒气液两相流动压力梯度方程第三节

5、 井筒压力分布计算的实用方法（）,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、基本参数1.流量 质量流量、体积流量2.速度 气相实际速度、气相表观速度（气相折算速度）、液相实际速度、液相表观速度（液相折算速度）、两相混合物速度、滑脱,滑脱速度3.含气率和含液率 体积含气率（无滑脱含气率）、体积含液率（无滑脱含液率）、真实含气率（空隙率、气相存容比、截面含气率）、真实含液率（持液率）4.混合物密度 真实密度、无滑脱密度,2.1 气液两相流动的基本概念,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、气液两相流动型态 流动型态简称流型，指气液两相的结构形

6、式或分布状态。,1.单相流与两相流的区别2.垂直气液两相流动的流型及其特征 流动型态 滑脱损失与压力损失的关系,2.1 气液两相流动的基本概念,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、压力梯度方程 根据动量定理推导压力梯度方程：,2.2 井筒气液两相流动压力梯度方程,井筒内的压力损失由重力损失、摩擦损失和加速度损失构成。,二、井筒压力分布计算步骤 按长度增量迭代 按压力增量迭代,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第三章 自喷与气举采油第一节 自喷井生产管理与分层开采（）第二节 自喷井节点系统分析 第三节 气举采油,采油工程课总复习,Xi

7、an Shiyou University,节点系统分析(Nodal Systems Analysis)简称节点分析。是指通过生产系统中各影响因素对节点处流入流出动态的敏感性分析，进行综合评价，实现目标产量（注入量）并优化生产系统。一、基本概念 1.油井生产系统构成 2.节点 普通节点 函数节点,3.2 自喷井节点系统分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、流体通过嘴流特征,3.2 自喷井节点系统分析,临界流动,采油工程课总复习,有何应用？,Xian Shiyou University,三、节点分析步骤（1）根据系统构成设置节点并建立相应的物理模型和数学模型。（

8、2）确定分析目标。（3）选定求解节点。（4）对普通节点，计算节点流入流出动态；对函数节点，计算节点上、下游压力，作节点压差流量曲线或节点上（下）游压力流量曲线，根据节点设备的工作特性在同一坐标中作节点压差流量曲线或节点上（下）游压力流量曲线。（5）动态拟合。（6）应用。,3.2 自喷井节点系统分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,四、节点分析在设计和预测中的应用1.不同油嘴下的产量预测与油嘴选择2.选择油管直径3.预测油藏压力变化对产量的影响4.预测停喷压力,3.2 自喷井节点系统分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,3.3 气举

9、采油,依靠从地面注入井内的高压气体，使井筒内气液混合物密度降低，而将原油举升到地面的方法。一、气举方式1.连续气举 适用于供液能力好、产量较高的油井。2.间歇气举 适用于供液能力差、产量低的油井。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、气举管柱（装置）,只适用于连续气举和无法下入封隔器的油井,既可用于连续气举，也可用于间歇气举,只适用于间歇气举,3.3 气举采油,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、气举启动过程 1.气举过程与启动压力,3.3 气举采油,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,降低启动压力的方

10、法很多，其中最常用的是在油管柱上装设气举阀。,三、气举启动过程 2.降低启动压力的方法,3.3 气举采油,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,四、气举设计 1.气举设计内容,根据给定的设备条件和油井供液能力主要确定：,气举方式 气举装置类型 注气量和/或产量 阀位置、类型、尺寸等,可提供的注气压力及注气量,IPR曲线,3.3 气举采油,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,四、气举设计 2.气举设计的理论依据（气举井内的压力及分布）,3.3 气举采油,3.不同条件下连续气举设计的方法和步骤,采油工程课总复习,Xian Shiyou Univ

11、ersity,第四章 有杆泵采油第一节 抽油设备及其工作原理 第二节 抽油机悬点的运动规律 第三节 抽油机悬点载荷计算 第四节 抽油机的平衡计算 第五节 抽油机曲柄轴扭矩及电机功率计算 第六节 泵效计算与分析 第七节 有杆抽油系统设计（）第八节 有杆抽油系统工况分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、抽油机,抽油机,游梁式抽油机无游梁式抽油机,重点是游梁式抽油机的：分类 结构 工作原理,4.1 抽油设备及其工作原理,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、抽油泵,4.1 抽油设备及其工作原理,1.结构、分类、特点2.工作原理3.理论

12、排量,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、简化为简谐运动,4.2 抽油机悬点的运动规律,采油工程课总复习,二、简化为曲柄滑块机构,Xian Shiyou University,4.3 抽油机悬点载荷计算,静载荷-由抽油杆柱重力、液柱重力、沉没压力、井口回压在悬点上产生的载荷动载荷-抽油杆柱运动时由于振动、惯性以及摩擦在悬点上产生的载荷,悬点载荷,包括种类及其大小。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、不平衡危害二、平衡原理 三、平衡方式,4.4 抽油机的平衡计算,平衡方式,气动平衡机械平衡,游梁平衡：适用于小型抽油机 曲柄平衡（旋

13、转平衡）：适用于大型抽油机复合平衡（混合平衡）：适用于中型抽油机,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,四、平衡计算,4.4 抽油机的平衡计算,依据平衡原理进行不同平衡方式下平衡重或平衡半径的计算。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、曲柄轴扭矩的计算,（1）复合平衡,（2）曲柄平衡,（3）游梁平衡,4.5 抽油机曲柄轴扭矩及电机功率计算,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、扭矩曲线及其应用,（1）扭矩曲线绘制（2）应用,A.检查是否超扭矩工作B.判断并调整平衡,抽油设计中，一般都以上下冲程电机做功相等作

14、为标准来设计平衡。检验和调整平衡时，常以上下冲程的峰值扭矩相等为标准。,4.5 抽油机曲柄轴扭矩及电机功率计算,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,4.6 泵效计算与分析,泵效：,在抽油井生产过程中，泵的实际排量与理论排量的比值称为泵效，亦称泵的容积效率。,影响泵效的因素：,抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 气体和充不满 漏失,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、活塞冲程损失对泵效的影响,4.6 泵效计算与分析,1.静载荷和惯性载荷的共同作用下,，,2.活塞冲程系数,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、泵的充

15、满程度（充满系数）,提高充满程度的措施：,减小防冲距 增加沉没度或使用井下气锚,4.6 泵效计算与分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、泵的漏失,泵的漏失系数：,四、泵效计算,4.6 泵效计算与分析,五、提高泵效的措施,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、主要内容二、抽油井液面测试与分析,1.抽油井的流动方程,4.8 有杆抽油系统工况分析,折算液面：,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,2.液面位置的测量,（1）有音标井,（2）无音标井,一般用回声仪测量,二、抽油井液面测试与分析,4.8 有杆抽油系

16、统工况分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、地面示功图分析,示功图：,载荷随位移的变化所构成的封闭曲线,地面示功图（光杆示功图）：,悬点载荷与位移关系的示功图,用动力仪测示功图,4.8 有杆抽油系统工况分析,1理论示功图,泵不受外界任何影响，充满程度为100，悬点只承受静载荷时的示功图。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,2典型示功图,4.8 有杆抽油系统工况分析,三、地面示功图分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,四、抽油井计算机诊断技术,1.诊断技术的理论基础 把抽油杆柱作为一根井下动态的传导

17、线，其下端的泵作用为发送器，上端的动力仪作为接收器。井下泵的工作状况以应力波的形式沿抽油杆柱以声波速度传递到地面。把地面记录的资料经过数据处理，可定量地推断泵乃至整个抽油设备的工作情况。2.应用五、系统效率,4.8 有杆抽油系统工况分析,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第五章 无杆泵采油,无杆泵与有杆泵采油区别：动力传递方式不同一、电动潜油离心泵采油 电动潜油离心泵系统组成二、水力泵采油 水力活塞泵的结构和工作原理 水力射流泵结构和工作原理,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第六章 注水第一节 水源及水处理 第二节 吸水能力分析 第

18、三节 注水指示曲线的分析和应用 第四节 注水井调剖（）第五节 注水工艺设计（）,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,6.1 水源及水处理,一、水源二、注入水处理技术 常用水处理措施三、注水井投注程序 投注程序 排液的目的 洗井的目的 试注的目的,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,6.2 吸水能力分析,一、反映吸水能力的基本概念 指示曲线、吸水指数、视吸水指数、比吸水指数、相对吸水量二、分层吸水能力测试方法 重点是同位素载体法和投球测试三、影响吸水能力的因素四、防止吸水能力下降的措施五、改善吸水能力的措施,采油工程课总复习,Xian Sh

19、iyou University,6.3 注水指示曲线的分析和应用,一、分析油层吸水能力的变化并判断井下配水工具的工况,1.几种典型曲线2.判断封隔器的密封性,二、配注准确程度和分配层段注水量检查三、分层配水嘴的选择与调配 新投注井水嘴选择方法 带有水嘴井的水嘴调配,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第一节 造缝机理 第二节 压裂液 第三节 支撑剂第四节 裂缝扩展模型（）第五节 压裂设计第六节 压裂工艺技术（）,第七章 水力压裂,水力压裂增产增注的原理,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,7.1 造缝机理,主要讨论裸眼井的造缝机理,一、油

20、井应力状况 原地应力、有效应力；压裂过程中井壁上的应力二、岩石的破坏准则 只要岩石所受的最小有效主应力达到该方向的岩石抗拉强度，岩石即发生拉伸破坏，显然产生的裂缝面总是垂直于最小主应力方向。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、造缝条件 垂直裂缝 水平裂缝四、破裂压力梯度（破裂梯度）一般认为破裂梯度小于0.0150.018 MPa/m时形成垂直裂缝，而大于0.023 MPa/m时则是水平裂缝。,7.1 造缝机理,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,7.2 压裂液,按泵注顺序和作用，压裂液可分前置液、携砂液和顶替液。其中，携砂液是压裂液

21、的主体液。一、压裂液的性能及要求二、压裂液类型 水基压裂液：特点及适应性 油基压裂液 泡沫压裂液 乳化压裂液 醇基压裂液 胶束压裂液,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、压裂液滤失性1.受压裂液粘度控制的滤失系数的推导,7.2 压裂液,2.受储层岩石和流体压缩性控制的滤失系数3.具有造壁性压裂液滤失系数,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,调和平均法,压力平衡法,三、压裂液滤失性 4.综合滤失系数,7.2 压裂液,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,四、压裂液流变性 1.本构方程,A 牛顿压裂液,B 假塑型

22、压裂液（幂律流体）,7.2 压裂液,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,7.3 支撑剂,一、支撑剂的类型二、支撑剂的性能要求三、支撑剂的选择四、支撑剂在裂缝内的分布重点是影响支撑剂选择的因素,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,7.5 压裂设计,根据油（气）藏地质与工程条件，利用裂缝模拟（裂缝模型）与油藏模拟（油藏模型）对不同的压裂方案进行压后生产动态及经济效益（经济模型）的预测，以获取最大经济效益或产量（增产比）为目标得出最优的设计方案。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,一、压裂设计的主要内容 确定裂缝尺

23、寸 选择压裂液 支撑剂的选择 确定注入方式 确定施工工艺参数（排量、砂液比、加砂程序、井口压力）确定压裂车数量,7.5 压裂设计,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、水力压裂优化设计步骤,7.5 压裂设计,采油工程课总复习,地层评估。（包括油藏压力、渗透性、水敏性、油藏流体物性以及岩石抗张强度、地应力分布等）优选裂缝几何参数 设计压裂液类型、配方及注液程序 支撑剂选择及加砂方案设计 压裂效果预测和经济分析,Xian Shiyou University,酸化（酸处理）：靠酸液的化学溶蚀作用以及向地层挤酸时的水力作用来提高地层渗透性能的工艺措施。其原理是通过酸液对岩

24、石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。,酸化方式：酸洗基质酸化（常规酸化，孔隙酸化，解堵酸化）酸压（压裂酸化，酸化压裂）,第八章 酸化,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第八章 酸化第一节 碳酸盐岩地层的盐酸处理 第二节 酸化压裂技术 第三节 砂岩地层的土酸处理 第四节 酸液及添加剂（）第五节 酸处理工艺（）,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,8.1 碳酸盐岩地层的盐酸处理,一、盐酸与碳酸盐岩的化学反应 1.酸液的溶蚀能力 被溶蚀的岩石体积与参与反应的酸液体积之比。2.反应过程 酸液中的

25、H+传递到碳酸盐岩表面；H+在岩面与碳酸盐进行反应；反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、影响酸岩反应速度的因素 1.反应速度的概念 单位时间内酸浓度的降低值。反应速度主要取决于H+的传质速度。,2.影响酸岩复相反应速度的因素面容比酸液的流速酸液的类型酸液的浓度温度其它因素,8.1 碳酸盐岩地层的盐酸处理,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,8.2 酸化压裂技术,一、酸化压裂（酸压）概念二、酸岩复相反应有效作用距离（一）裂缝中酸浓度的分布规律（二）根据流动模拟实验确定H+有效传质系数的

26、步骤（三）增加酸液有效作用距离的措施(1)影响因素分析(2)措施,采油工程课总复习,三、前置液酸压,Xian Shiyou University,8.3 砂岩地层的土酸处理,一、土酸处理原理 氢氟酸（HF）是强酸，对砂岩中的一切成分（石英、粘土、碳酸盐）都有溶蚀能力，但不能单独用氢氟酸，而要和盐酸混合配制成土酸，其原因：防止产生沉淀物 扩大作用范围 氢氟酸比盐酸贵二、提高土酸处理效果的方法,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第九章 油水井维护性措施第一节 防砂与清砂第二节 防蜡与清蜡第三节 油井堵水（p360-365）第四节 防腐（）第五节 清防垢（）,采油工程课

27、总复习,Xian Shiyou University,产出的地层砂可以分为骨架砂和填隙物两种。骨架砂一般为大颗粒的砂粒，主要成分为石英和长石等，填隙物是环绕在骨架砂周围的微细颗粒，主要成分为粘土矿物和微粒。一、影响出砂的因素 地质因素 开采因素油井出砂首先是地质因素，其次才是开采因素。,9.1 防砂与清砂,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、防砂工艺方法,9.1 防砂与清砂,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、清砂方法 捞砂 冲砂 通过冲管、油管或油套环空向井底注入高速流体冲散砂堵，由循环上返液体将砂粒带到地面，以解除油水井砂堵的

28、工艺措施，是广泛应用的清砂方法。选择冲砂液和冲砂方式是关键。冲砂液 冲砂方式,9.1 防砂与清砂,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,9.2 防蜡与清蜡,从石油中分离出来的固态烃类称之为蜡。,蜡,石蜡微晶蜡,国内大部分油田原油中所含的蜡属于石蜡。,一、影响结蜡的因素 原油组成（蜡、胶质、沥青质）；原油中的杂质（泥、砂、水等）；开采条件（压力、温度、气油比、产量等）；沉积表面的粗糙度和表面性质。,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,二、油井防蜡方法(一)防蜡原理 阻止蜡晶的析出 抑制石蜡结晶的聚集 创造不利于石蜡沉积的条件（二）防蜡方法1.

29、油管内衬和涂层防蜡2.化学防蜡3.磁防蜡,9.2 防蜡与清蜡,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,三、油井清蜡方法机械清蜡和热力清蜡两类 1.机械清蜡 2.热力清蜡,9.2 防蜡与清蜡,热流体循环清蜡电热清蜡热化学清蜡,热力清蜡,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第十章 稠油与高凝油开采技术,稠油与高凝油的定义 稠油与高凝油井筒降粘技术,化学降粘技术热力降粘技术,井筒降粘技术,采油工程课总复习,Xian Shiyou University,第十一章 采油工程方案设计 采油工程方案的主要内容 采油工程方案编制的原则 采油工程方案编制的要求,采油工程课总复习,特别提示：重点章：1，2，3，4，6，7，8 复习提纲涉及的全部概念 注重课本中的文字描述,