发布时间 : 星期四 文章采油工程复习提纲更新完毕开始阅读7befb2f8aef8941ea76e05ef
第一章 油井完井与试油
1.完井:裸眼井钻达设计井深后，使井底和油层以一定结构连通起来的工艺。 2.完井方式：油层与井底的连通方式，井底结构及完井工艺。 3.套管射孔完井：钻穿油层直至设计井深；然后下套管到油层底部注入水泥固井；最后射孔。 4.裸眼完井：在钻开的生产层位不下入套管的完井方式。 第二章 自喷与气举采油
1.井口装置的组成及各部分作用
答：井口装置由套管头、油管头和采油树组成。
套管头：用以支持技术套管和油层套管的重力，密封各层套管间的环形空间，为安装防喷器、油管头和采油树等上部井口装置提供过渡连接，并通过套管头本体上的两个侧口可以进行补挤水泥、监控井液和平衡液等作业。
油管头：悬挂井内油管柱；密封油管与油层套管间的环形空间；通过油管头四通体上的两个侧口完成注平衡液及洗井等作业。
采油树：控制和调节油井生产，引导从井中喷出的油气进入出油管线，实现下井工具仪器的起下等。
2.自喷井的四种流动过程及关系
答：流动过程有：渗流、垂直管流、嘴流和水平管流。
关系：相互关系的同一动力系统。 ⑴油井流入动态
油井流入动态曲线：油井产量与井底流动压力的关系曲线，也成IPR曲线。IPR曲线与纵轴的交点表示油层压力。
采油指数：单位生产压差下的日产油量，单位t/(d·MPa)。单相流动时的IPR直线斜率的负倒数。
生产压差：静压与流压之差。 ⑵垂直管流
能量来源：井底流动压力与气体膨胀能。
能量消耗：重力、摩擦阻力和气流速度增加引起的动能变化。
油井自喷充分条件：井底流动压力必须大于井内液柱压力与摩擦阻力之和。 四种流型：泡流、段塞流、环流和雾流。 滑脱：气体超越液体的现象。
滑脱损失：滑脱而产生的附加压力损失。
泡流的流速低，滑脱损失最大，其次是段塞流。环流、雾流的滑脱损失最小。摩擦损失随混合物的流速增加而增加，所以摩擦损失是依泡流、段塞流、环流、雾流依次逐渐增大。 ⑶嘴流
临界流动：流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度时的流动状态。 临界流动条件：PB/Pt<0.5(混合物流经油嘴后，油嘴前的压力比)。
临界流动特点：临界流动条件下，油井产量不受嘴后压力PB波动的影响。而只与嘴前压力有关。
3.自喷井的管理分析
油层投入生产后，各井的油层压力均会有变化。变化的大小取决于驱动方式和采油速度，注水开发的油田取决于注入量与采出量的平衡程度。如果油层压力保持在原始油层压力附近，注采比需保持在1左右。油层压力低于原始油层压力，则应使注采比大于1。
合理工作制度是指在目前油层压力下，油井以多大的流压和产量进行工作。油井的合理采油压差就是油井的合理工作制度。油嘴大小→采油压差→工作制度。油管中的压力平
衡关系式：Pf=PH+Pfr+Pt。
第三章 有杆泵采油
1.抽油机各种类型基本特点
游梁式抽油机主要由动力设备、减速机构、换向机构和辅助装置四大部分组成。 抽油机两个发展趋势：节能，加大冲程。
异性游梁式抽油机：平衡重中心线与曲柄中心线有一个相位夹角，降低了峰值扭矩。
双驴头游梁式抽油机：冲程长（可达5m）节能好，适用于中、低粘度原油和高含水期采油，动载荷小工作稳定，易启动。缺点是驱动绳辫子易磨损。 链条式抽油机：冲程长，冲数低，适用于深井和稠油开采。 2.抽油泵的工作原理
抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞和排出阀四大部分组成。按照其在井下的固定方式分为管式泵、杆式泵。在泵的工作过程中，活塞是主动件，作用是通过改变泵内容积改变泵内的压力。泵阀是从动件，仅当满足阀球下方压力大于其上方压力时阀打开，让液体通过阀座孔向上流，否则阀关闭阻止液体向下流。
上冲程：抽油杆柱带着活塞向上运动，活塞上的游动阀受阀球自重和管内压力作用而关闭。泵内由于容积增大而压力降低，固定阀在环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下被打开，井中原油进泵，同时在井口排出液体。
下冲程：固定阀关闭，活塞挤压泵中液体使泵内压力升高到高于活塞上方压力，游动阀被顶开，泵中液体排到活塞上方的油管中，同时由于光杆进入井筒，在井口挤出相当于光杆体积的液体。
3.悬点运动规律：在下死点时，Φ=0，ν=0，α最大，方向向上；当到二分之一冲程处，α=0，ν最大，然后α开始增大，方向向下；到上死点时，Φ=π，ν=0，α达到最大，方向向下。
4.悬点承受的载荷
静载荷：杆柱载荷，液柱载荷。动载荷：惯性载荷，摩擦载荷，振动载荷。 计算：Wr=qrLg. Wr′=Wrb=qrLg(ρs-ρl)/ρs . Wl′=fPLρlg.
上下冲程的静载荷：
5.抽油机不平衡⑴产生的危害：上冲程电动机做功很大，下冲程电动机做负工，即悬点拉着电动机旋转。抽油机运转不平衡，影响电动机的工作效率，使电动机的功率因数降低，加大电动机的功率损耗，减少电动机的寿命；抽油机运转不平衡会使抽油机发生振动，严重时会造成翻抽油机的恶性事故，影响抽油机的寿命。⑵产生的原因：抽油机悬点承受的是不对称的脉动载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小。⑶平衡条件：I小/I大>0.85。⑷平衡原则：①电动机在上、下冲程中做功相等②上、下冲程中电动机的电流峰值相等③上、下冲程中的曲柄峰值扭矩相等。
曲柄平衡的曲柄轴扭矩公式：M=MP-MC。 M曲柄轴扭矩。MP负荷扭矩。MC曲柄平衡扭矩。
6.有用功率、有效功率、水利功率NH=QHg/86400. H=Lf+（PB-PC）*106/ρlg。 光杆功率NP=AsnC/600l。 A（cm2） s（m） n（r/min） Q（N/mm ） l（mm）（计算求举升效率）
7.泵效计算与分析 ⑴计算η=Q/Qt
⑵泵的充满系数β：表示了泵在工作过程中被液体充满的程度，其值越高，泵效越高。 β=Vl′/Vp=(1-KR)/(1+R)。Vl′每冲次吸入泵内的液体体积。Vp上冲程活塞让出体积。①K值
越小，β值就越大（减小K值的措施：减小防冲距，增大冲程）；②R值越小，β就越大（减小R的措施：增大沉没度，安装气锚）。 8.提高泵效的措施
答：⑴地层方面的措施：①对于注水开发的油田，加强注水，增大原油进泵动力，增大充满系数②采取有效的防沙措施，减轻沙粒对泵的磨损，减轻漏失的影响。
⑵井筒方面措施：①选择合理的工作方式②确定合理的下泵深度和合理的沉没度③使用油管锚减小冲程损失④采用井下油气分离和井口放套管气装置减轻气体影响。
⑶设备方面和管理方面的措施：①改善泵的结构提高泵效②改善泵的材料提高泵效③加强检泵作业质量防止漏失。 9.有杆抽油系统工况分析
⑴静液面：关井后环形空间中的液面恢复到静止时的液面。 动液面：油井生产期间油套管环形空间的液面。 ⑵动液面计算Lf=L1t/t1。
⑶示功图：载荷随位移变化的封闭曲线。
地面示功图：悬点载荷随悬点位移变化的封闭曲线。 实测示功图：用动力仪在悬点处测得的示功图。
理论示功图：人工绘制的悬点理论载荷随悬点位移变化的封闭曲线。 10.典型示功图的分析
① 气体影响充不满的示功图
由于在下冲程末泵底部的余隙中含有一定量的溶解气和压缩的自由气，上冲程开始后，由于这部分气体膨胀使泵内压力不能很快降低，是悬点加载缓慢，吸入阀打开滞后到B′点。下冲程开始时，由于其体受压缩使泵内压力不能迅速提高，悬点卸载缓慢，排出阀滞后，于D′点才打开。气体影响越严重，吸入阀和排出阀打开滞后的越大，无效冲程B′B和D′D越长，示功图的“刀把”越明显。而当沉没压力很低，进泵气量特别大时，有效冲程B′C段和D′A段接近于零，出现气锁现象，活塞的上下运动，只是泵内气体在膨胀和压缩，吸入阀和排出阀都不打开，泵的排出量为零。示功图特征是：卸载线光滑向下凹。措施：加深泵挂，使用气锚。
② 供液不足充不满的示功图
如果的沉没度过小且原油含气量不大时会使进油速度跟不上活塞向上移动的速度，造成供液不足，液体充不满泵筒。示功图的特点是下冲程开始后悬点不卸载，只有当活塞碰到液面时悬点几乎是垂直急剧卸载。卸载线下凹有拐点，由于活塞撞击液面产生的冲击载荷引起抽油杆柱的振动载荷，使示功图形状极不规则，出现起伏不定的波浪线。措施：加深泵挂，采用合理的抽汲参数，调整对应注水井的注水量；采取压裂酸化措施，采取间歇抽油方式。 ③ 排出部分漏失
上冲程时，随着活塞向上让出体积，泵内压力降低，活塞上下产生压差，使活塞上面的液体从活塞与衬套间隙及游动阀不严密处漏到活塞下面的泵筒中去，由于漏失到下面的液体对活塞有向上的“顶托”作用，使悬点加载缓慢，随着悬点向上运动速度加快，“顶托”作用逐渐减小，直到活塞上行速度大于漏失速度时，悬点加载完毕，固定阀滞后于B′点才打开。当活塞运行到后半冲程，活塞上行速度减慢到低于漏失速度时，又出现漏失液体的“顶托”作用，使悬点提前卸载，固定阀提前于C′点就关闭，当悬点运行到上死点时，悬点载荷已降至C′′。（左下角尖，右上角圆）
当排出部分漏失严重时，Ｂ′Ｃ′＝０，固定阀不能打开，活塞的上下运动起不到改变泵内压力的作用，示功图呈细长条形，在下静载线附近，泵的排量为零。措施：反洗井，碰泵，检泵。
④ 吸入部分漏失
下冲程开始后，由于吸入部分漏失，泵中的液体漏回井中，泵内压力上升缓慢，直到活塞向下移动的速度快于漏失速度，活塞追上了液面，才出现泵内压力升高，悬点卸载完毕，排出阀滞后于D′点才打开。当活塞运行到后半冲程，向下移动的速度又慢于漏失速度时，是泵内压力提前降低，排出阀提前于A′点就关闭，当活塞运行到下死点时，悬点载荷已经增加到A′′点。
当吸入部分漏失严重时，排出阀一直不能打开，短时间内，示功图呈细条形在上静载荷线附近，时间久了，由于活塞与衬套间隙漏失，使细长条逐渐下移，最后停留在下静载线附近。 ⑤ 示功图呈细长条形：连喷带抽，断脱，严重漏失。 11.机泵图
横坐标：下泵深度。纵坐标：泵的排量。圆圈中的数字：泵径（mm）。字母：所选抽油机型号。竖台阶粗折线：某种型号抽油机和一定组合的抽油杆、深井泵配合时的最大使用范围。横虚折线：每种泵与某种型号抽油机相配合时的最大排量线。 12.下泵深度的计算和杆的疲劳强度计算 第四章 无杆泵采油
1.电潜泵标准安装方式：从下往上依次是电动机、保护器、气液分离器、多级离心泵及其他附属部件，主要用于油井采油。电动机应在射孔段以上，使井液从电动机旁流过，冷却电动机，如果电动机在射孔段以下，应采用电动机罩引导流体从电动机旁流过，电动机罩还起气液分离器的作用。 第七章 注水
1.注水井投注程序：排液、洗井、试注、转注。试注目的：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数等资料；然后根据所要求的注入量选定注入压力。 2.注水井吸水能力的表达
①注水井指示曲线：稳定流动条件下注入压力随注水量的变化曲线。注水压差：注水井井底流压与静压之差。
②吸水指数：单位注水压差下的日注水量（K）。在数值上等于注水井指示曲线斜率的倒数。 ③视吸水指数：日注水量与井口压力的比值。
④相对吸水量：在同一注水压力下，某小层的吸水量与全井总吸水量的百分数。 3.分层注水管柱的类型
⑴①按是否分层：笼统注水和分层注水（层间矛盾）②按注入通道：油管注水（正注）、油套环空注水（反注）和油套管同时注水（合注）③按管住类型：空心配水管柱和偏心配水管柱。
⑵注水井常用封隔器K344 Y341.
⑶空心配水管柱：投球测试，井下流量计测试。偏心配水管柱：井下流量计测试。 4.用指示曲线分析油层吸水能力的变化
⑴右移右转，斜率变小：油层吸水能力增强，吸水指数增大。原因：油井见水后，阻力减小，引起吸水能力增大；采取增产措施导致吸水指数增大。
⑵左移左转，斜率变大：油层吸水能力下降，吸水指数变小。原因：地层深部吸水能力变差，注入水不能向深部扩散，或是地层堵塞。措施：洗井，采取酸化压裂等增产措施。 ⑶曲线平行上移：吸水指数未变。原因：注水见效（地层压力升高），注采比偏大。
⑷曲线平行下移：吸水指数未变。原因：地层亏空，注采比偏小。措施：调小生产参数，加强注水，增大注采比。
第八章 复杂条件下的开采技术 1.出砂的危害及原因
答：危害：主要表现为砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产，出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡，冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增，出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管。 原因：⑴内因——地质因素：①应力状态②油层岩石胶结物的种类、数量及胶结方式③渗透率的影响。⑵外因——开采因素：①固井质量差②射孔密度太大③油井工作制度不合理④油井含水上升⑤措施不当引起出砂。 2.防砂方法
⑴机械防砂：①下入防砂管柱挡砂（只适宜于中、粗砂岩油层）②下入防砂管柱加充填物：①砾石充填防砂②绕丝筛管防砂。绕丝缝隙最小可达0.1mm，要求绕丝缝隙等于最小充填砾石尺寸的1/2~2/3。对于裸眼砾石充填完井，砾石充填的环形空间径向厚度不小于50mm；套管内砾石充填环形空间的径向厚度不小于25mm。筛管的长度应超过产曾上、下界个1m以上。 ⑵化学防砂：①人工胶结砂层②人工井壁。
3.石蜡：含碳原子数为16~64的烷烃。蜡的初始结晶温度（析蜡点）：高于溶解，低于析出。 ⑴结蜡的三个过程：①当温度降至析蜡点以下时，蜡一结晶形式从原油中析出②温度、压力继续降低，气体析出，结晶析出的蜡聚集长大。形成蜡晶体。③蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上。
⑵防蜡的机理：①阻止蜡晶的析出②抑制石蜡结晶的聚集③创造不利于石蜡沉积的条件。 ⑶防蜡的方法：①油管内衬和涂层防蜡②化学防蜡③磁防蜡技术。 ⑷清蜡的方法：①机械清蜡②热力清蜡③微生物清蜡。 ⑸影响结蜡因素：①原油的性质及含蜡量②原油中的胶质、沥青质③压力和溶解气油比④原油中的水和机械杂质⑤液流速度、管壁粗糙度及表面性质。 4.堵水方法：①机械堵水（封隔器卡封高含水层）②化学堵水。
5.机械堵水管柱结构主要有两大类：①自喷井堵水管柱：由油管。配产器、封隔器等构成。②机械采油井堵水管柱：丢手管柱结构。（堵水管柱图 ）
6.稠油：在地层温度和脱气条件下，粘度大于1*10-2mpa·s或相对密度大于0.934的原油（或地层条件，粘度大于50mpa·s）。特点：①粘度高、密度大、流动性差②稠油的粘度对温度敏感③稠油中的轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高。
高凝油：蜡含量高，凝固点高的原油。特点：在较高的温度时就失去了流动性。 7.井筒降粘方法：①化学降粘技术②热力降粘技术。
8.热采方法：①蒸汽吞吐采油②蒸汽驱采油③火烧油层采油。
9.蒸汽吞吐：将一定量的高温高压饱和蒸汽注入油井，关井数天，加热油层及其原油，然后开井回采的循环采油方法。三个阶段：注汽阶段（吞蒸汽）、关井阶段（焖井）和回采阶段（吐蒸汽）。