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

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：000031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，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）①采油指数答：在油层物理一书中指出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②IPR曲线答：表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线③自喷采油答：原油从井底到井口、从井口流到集油站，全部都是依靠油层自身的能量来完成的。它是一种依靠天然能量的采油方式，有操作方便、生产成本低等优点④冲程答：发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离⑤酸化压裂答：在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化⑥吸水剖面答：水井各个层位对于注入水的分配比例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：抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。主要因素有三个：（一）地质因素：１）油井出砂：砂子磨损凡尔球，凡尔座，活塞及衬套等部件导致泵产生漏失，降低泵效。固定凡尔或游动凡尔砂卡或砂埋油层也影响泵效；２）气体影响：主要是由于油层能量低，供液不足或含气体过多的井。当泵入口处的压力低于饱和压力时，进入泵内将是油气混合物，从而减少进入泵内油的体积，使泵效降低。另外活塞在下死点时固定凡尔和游动凡尔之间的余隙中存在高压混合物，在活塞上行时，油气混合物膨胀，固定凡尔不能立即打开，使泵效降低。此情况在双凡尔管式泵中比在三凡尔中要显著；３）油井结蜡：由于活塞上行时，泵内压力下降，所以在泵的入口处及泵内易结蜡，至油流阻力增大，凡尔座不严，影响泵效；４）原油粘度高：由于油稠，油流；阻力很大，固定凡尔和游动凡尔不宜打开或关闭，抽油杆不宜下行，影响泵的冲程，降低泵的充满系数，使泵效降低；５）原油中含腐蚀性的水和硫化氢气体，腐蚀泵的部件，使之漏失，从而影响泵效；（二）设备因素：泵的制造质量差，安装质量差，衬套与活塞间隙配合选择不当，或凡尔座不严等都会使泵效降低；（三）工作方式的影响：泵的工作参数选择不当，也会降低泵效。如参数过大；理论排量远远大于油层供液能力，造成供不应求；泵效自然很低，冲次过大还造成原油来不及进入泵工作筒，而使泵效降低，泵挂过深，使冲程损失过大，也会降低泵效。气举采油与自喷采油的相同点及不同点是什么？答：相同点：都是依靠气体的膨胀能举升原油。不同点：自喷采油依靠油藏能量，气举采油依靠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+12×10=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①画IPR曲线（20分）采液指数计算；画出IPR曲线；利用IPR曲线，由给定的配产量计算对应的井底流压。答：1)采液指数因则采液指数=(2000+31*10)/100=23.1Mpa=15Mpa=10Mpaqtest=40t/dj=40/(23.1-15)=4.94t/(d·MPa)2)IPR曲线首先确定饱和压力下的产液量，为油水两相流量大产液量=4.94*（23.1-10）=64.71t/d若则令qt=10t则pwf=21.1Mpa令qt=20t则pwf=19.0Mpa令qt=30t则pwf=17.0Mpa令qt=50t则pwf=12.9Mpa3)流压计算根据IPR曲线，给定产量50t/d时对应流压为12.9MPa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。答：根据题中所给的公式计算=/4*0.056*0.056=0.00246fr=/4*0.019*0.019=0.00028=800*(1-40%)+1000*40%=880kg/m3=2.3/fr=2.3/0.00028=8214kg/m3=frLg=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)=28585.2N③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。答：CYJ：抽油机，10：悬点负荷100KN的1/10,3：冲程3米，53：减速器扭矩为53KN·m，H：圆弧齿轮，B:曲柄平衡。最大扭矩=1800*3+0.202*3*（64411.6-28585.2）=27110.80N·m电动机功率=1000*27110.8*6/14388=11305.59W给出的抽油机CYJ10353HB最大扭矩为53N·m，大于本井生产最大扭矩27.11N·m；给出电机额定功率为37KW，大于本井所需11.30KW，因此给出抽油机、电机满足该井生产需求。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IPR曲线的加权平均值。1）采液指数计算已知一个测试点；、和饱和压力及油藏压力。如果则采液指数如果则需要用气液两相采液指数公式。2）求某一产量下的流压首先确定饱和压力下的产液量，为油水两相流量大产液量若则若则所求井底压力要低于饱和压力，需要气液两相渗流计算公式。给出多组产液量和井底压力，即可画出IPR曲线，也可求出某产液量下对应的井底压力。(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：式中：——杆柱在液体中的重力，N；——油管中液体的重力（忽略杆空间），N；——杆柱在空气中的重力，N；fr——抽油杆横截面积，m2；——抽油杆杆长，m；——抽油杆密度，kg/m3；——液体密度，kg/m3，为了计算方便，这里取油相密度；——活塞截面积，m2；N——冲次，rpm；S——光杆冲程，m；——曲柄滑块系数，为了计算方便，设为0.2；g——重力加速度，N/kg；(3)抽油机校核1）最大扭矩计算公式式中：——最大扭矩，N·m；——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，式中：Nt——需要的电动机功率，W；