采油工程原理与设计复习思考题与习题答案

采油工程作业计划第1章：；；；；第2章：；；第3章：；；；第5章:；第6章：；第7章：；采油工程作业答案题解：Pwf（MPa）Q0（t/d）由上表数据做IPR曲线以以下图1－1(a)：图1－1(a)由IPR曲线可以看出，该IPR曲线吻合线性规律，令该直线函数为PKQb则由给定的测试数据得：20.1116.9114.3712.52p415.98q24.440.553.162.445.14S(P2(20.1115.98)2(16.9115.98)2(14.3715.98)2(12.5215.98)2p)qqwfiSqq32.4855Spq(Pwfip)(Q0iq)(20.1115.98)(24.445.1)(16.9115.98)(40.545.1)(14.3715.98)(53.145.1)(12.5215.98)(62.445.1)162.427Sqq32.48550.2K162.427SpqbpKq25所以P0.2Q25J115(t/d.MPa)510005.81(m3/d.MPa)K0.2860PrP|Q025(MPa)油井位于矩形泻油面积中心，矩形长宽比为2:1，井径0.1米，由此可得：10.668A20.66845000X1417rw0.12k0ha可得由J30B0(lnXs)4J0B0(lnX3s)4k0h2a=，B0＝，a=，s=2，代入上式可得：k0h0.437m2.m注：本题也可以在坐标纸上依照测试数据经过描点绘制IPR曲线（直线），依照直线斜率的负倒数等于J求得采油指数,如图1－1（b）。图1－1(b)题解：由Vogel方程得：qomaxq0(test)25.678m3/d2210.2pwf(test)0.8pwf(test)10.2120.812prpr1515pwfpwf2由qo10.20.8qomax可得prprPwf(MPa)01234567Q(t/78Pwf(MPa)89101112131415Q(t/依照上表数据绘制IPR曲线以以下图1－3：图1－3题解：求解FE＝1时的最大产油量p'wfpr(prpwf)FE30(3020)0.822MPaqomax(FE1)q02047.3m3/dp'wf)p222210.8'wf)10.2220.2pr0.830pr30p'wf2qo1p'wf'qomax(FE1)，由该式计算可得：0.2pr0.8prPwf(MPa)02468101214Pwf’(MPa)614Q(t/39Pwf(MPa)1618202224262830Pwf’(MPa)222830Q(t/2040由上表数据绘制IPR曲线以以下图1－5所示：图1－5题解：由于测试的流压低于饱和压力，所以采油指数:Jq030pbpwf215132prpb1pwf200.8131.80.20.81510.215pbpb1.815＝所以：qbJ(prpb)4.36(2015)21.8t/dqcqb21.836.3t/d1.8(pr1.8(201)1)pb15①当PwfPb时，q0J(prpwf)qbqc10.2pwf2②当PwfPb时,q00.8pwfpbpb有①、②两公式计算结果以下：Pwf(MPa)01234567Q(t/Pwf(MPa)89101112131520Q(t/46300依照计算结果绘制IPR曲线以以下图1－6：图1－6题解：已知流压大于饱和压力，所以Jqt(test)202t/d.MPa3020prpwftestqbJ(prpb)2(3010)40t/dqomaxqbpb21051.1t/dJ401.81.8当流压为0时的产量为qtmax，所以有pwffw(prqomax)(qtmaxqomax)(8fw9)0得：qtmax51.7JJ①当0qqb时，pwfqprJ②、当qbqqomax时，pwf(oil)0.125pb(81qqb)1)80(qomaxqbpwf(water)qprJpwf(1fw)pwf(oil)fwpwf(water)③当qomaxqqtmax时，pwffw(prqomax)(qtmaxqomax)(8fw9)JJ由上述①、②、③公式计算结果以下：Q(t/0404142434445Pwf(MPa)3010Q(t/4647484950Pwf(MPa)1.80依照上表结果绘制IPR曲线以以下图1－9：图1－9题解：Jq所以pwfprq,prpwfJ当pr＝14时，pwf14q5当pr＝12时，pwf12q5依照上述2式可做流入动向曲线，依照测试数据可做流入曲线，其交点即为协调生产点。题答：（1）已知高压物性以及畅喷入池，则井口压力Ph＝，则依照多相管流按深度迭代计算产量为Q时的井底流压Pwf，生产压差为P=Pr－Pwf,井筒压力损失为：Pwf－Ph。2）由Q和pwf计算采油指数J，依照pr、J绘制油层工作曲线(IPR)，设定一组产量，经过IPR曲线，计算出一组井底流压，从井底经过井底多相流计算可得井口油压，有分别器开始计算油嘴处得回压，将满足回压低于油压一半得点绘制成Pt-Q曲线，此曲线上得任一点都满足油嘴得临界流动，由已知条件绘制油嘴特点曲线，依照油嘴和Pt-Q曲线的交点即为牢固生成时的产量。题解：（1）JQQ5pwf20prpwfQ1005pwf(IPR曲线)当Q50m3/d时，pwf10mPa，2）依照产量，油层中产液比等从pwf为起点，按多相管流计算井底向上流入点以下的压力分布曲线APwfPHPLPLPwfPHPwfL(2500L)L0aRgrg8501.2933PLPwfL(2500L)10877.1539.8(2500L)/1060.0086(2500L)再由工作压力计算环形空间气柱压力曲线BP(ptpwf)/25.5MPaT(10030)/2273338TC92.22176.67g216PC4.880.39g3.143PP5.51.75PC3.143T338T1.56TC216查《油层物理学》P40天然气双参数压缩因子图板得Zav0.85Pg(x)so(1sogToL)P0TowZav6[11.2050.79.8273.15L0.101106(273.15]65)0.856(17.78104L)AB曲线交点P为平衡点，联立PL100.0086(2500L)Pg(L)6(17.78104L)PLPg(L)L＝2140.8mPL6.911MPa3）为战胜阀门阻力，取P0.6MPa即注气处总压力：PLPL注入点L可求得：PL100.0086(2500L)L2071.1m油管中由于井口压力为1MPa，而压力分布与深度成线性关系，可知（0，1）和（，）两点，可画出压力分布曲线：习题解：fpD2/43.140.0562/40.002462m2Qt1440fpsn3/d习题解：P'wf(test)20(2015)0.816MPaQomaxQotest40122t/dP'wf(test)P'wf(test)216211160.20.80.20.8prpr2020P'wf2QtQomax0.8P'wf10.248t/dprpr解得P'wf15MPa20(20Pwf)0.8解得：Pwf13.75MPa2）悬点最大荷载方法1：PmaxWrWlIuPhuPiWrqrgl3.079.8100030kNWl(fpfr)lg(3.140.05624562222622222

0.8（给定油管直径62mm）计算上冲程抽油杆和液柱惯性力时缺r，l值。取r1l4IruWrsn2(1r)30392(11)5.1kN1790l17904IluWlsn2(1r16.3392(110.82.2kN1790)1790)l4IuIruIlu7.3kNPhuPhfpfr110643.145622222.1kN1000000Pi缺阀孔直径参数。方法2：wrs22wrspmaxwrw1n(qrLfrL1)gfpL1gn14401440＝（×1000－×104×1000×800）×＋×0.0562×1000×800×4+1440=习题解：冲程损失方程fp1LfgLL(fr)Efl1900kg/m3,fp0.0562m2,Lf500m,g9.8m/s24E2.061011Pa,L1200M,fr40.0192m2,ft(0.07320.0622)4冲程损失:0.05629005009.812001200i410110.277m2.0622240.0190.0730.0624WrSn2Li1790frE0.019278509.812002.1621200417900.01922.06101142.27102m有效冲程:Sp2.10.27732.27102SpSi2.122m习题解:pc0.3mm,080kg/m3动液面深度t202103LfL1t194103289.66622.46.折算动液面密度LfcLfpc106622.460.3106584m0g8009.8习题由图可以看出，半年后注水指示曲线左移且斜率变大，造成这一现象的原因是地层吸水能力下降。习题井口注入压力,MPa层段注入量Ⅰ1815131073Ⅱ1351231119987m/dⅢ5448433731各层注水指示曲线以下：（2）吸水指数(I)1872.75m3(d/MPa)95吸水指数(II)1358712m3(d/MPa)95吸水指数(III)54315.75m3(d/MPa)95视水指数(I)I层日注水量183(d/MPa)??井口压力＝2m9视水指数(II)II层日注水量1353(d/MPa)??井口压力＝15m9视水指数(III)III层日注水量543井口压力9＝6m(d/MPa)??习题写出无渗滤时形成水平裂缝的破裂压力计算公式并标出各符号的意义。如有渗滤，破裂压力是增加还是降低？vztpFps12v1.941v式中：pF——地层破裂压力；ps——油藏压力；——有效垂向主应力；v——岩石垂向抗张强度；v——泊松比，无因次；——比奥特常数，无因次。存在渗滤时，破裂压力增加了。习题某地层浸透率为m2，孔隙度为20%，地下原油粘度为4mPas，流体压缩系数为6-4MPa1，裂缝内外压差为14MPa，压裂液在裂缝中的粘度为40mPas，由实验得×10C34104m/min，求综合滤失系数。C15.43kp1/210（）f＝5.4103（0.0051410000.21/240）＝×10-3m/minC24.3103p（kCf1/2）f4.33140.00561070.21/2101000（40）＝×10-4m/minC＝2C1C2C3C12C324C22(C12C32)C1C3＝23.21032.3310441043.2103410410.241061610821.7108(10.2410616108)＝×10-4m/min习题解：Q1.6m3/min1.6106cm3/s60C2.7103104m/min9104cm/sv255.4twuwQQ02h2whNre2wu0Q1.61062891h600.61510215100由Nre依照图7－12确定DH210－4(cm/s)vw91040.050=,由图7－10确定LD=NP1050.11,给定C/C2DH220LDu0wLDQ0.11.6106494cm4.94m由x4vh6049104151002v习题某灰岩气层井深为2000m，地层压力为23MPa，浸透率为×10-3m2，孔隙度为1％，有效厚度为15m，岩石弹性系数为×104MPa，泊松比为，用15％的盐酸压裂，酸液在地层温度下的粘度为mPas,展望地层延伸压力为42MPa,设计泵排量为m3/min，试分别求出压成双翼垂直裂缝时，压开地层10、20及30min时的有效裂缝的单翼长度及酸液用量。提示：⑴地层温度按80C计算；⑵缝高取地层有效厚度；⑶取C/C0=；⑷裂缝尺寸按吉尔兹玛公式计算；H的有效传质系数由图7-12查得。解：C5.4103(KP)1/25.4103(0.1103(4223)1030.01)1/28.9104m/minf0.7裂缝单翼长度为：1Qt12.61098mL10HC23.14158.910421Qt12.620L20HC23.14158.91021Qt12.630L30HC23.14158.9102

44

138.7m169.9mGE7.031041062.77107kPa2(1)2(10.27)w100.1354QL20.13540.71032.69821.93mmGH2.7710715w200.1354QL20.13540.71032.69822.30mmGH2.7710715w300.1354QL20.13540.71032.6169.922.55mmGH2.7710715压裂液密度1000kg/m3，动力粘度为：0.70.90.63mm2/s0.0063cm2/sNReQ2.61064586h600.006315100查图7-12得，De2810－5cm2/sv10

C8.910t10

42.82104m/min4.69104cm/s4平均滤失速度v20

C8.910t20

1.99104m/min3.31104cm/sv30C8.91041.62104m/min2.7104cm/st30Np_10vw4.691040.1930.1612De228105Np_20vw4.691040.230.1