成理工《采油工程》期末试题(两套)及答案

PAGEPAGE2班级姓名学号成绩……………密…………班级姓名学号成绩……………密…………封…………线………………《采油工程》试题(A卷)题号一二三四五六总分分数一、名词解释（每小题3分，共15分）1、IPR2、滑脱现象3、泵效4、吸水指数5、增产倍比二、填空（每空1分，共16分）1、采油方法可分为自喷采油和两大类。2、任何油井生产都可分为油层渗流、多相垂直管流和三个基本流动过程。3、Standing方法修正的无因次IPR曲线适用范围是。4、超完善井的表皮系数S为。5、随着流压的下降含水率上升，说明油层静压于水层静压。6、在临界流动状态下，产量随着油嘴直径的增大而。7、游梁式抽油机按结构可分为普通式和两种基本类型。8、间歇气举主要用于地层能量的油井。9、杆式泵适用于下泵深度较大的油井。10、常用的水质处理措施有沉降、过滤、杀菌、脱气、除油和。11、注入水进行脱氧是为除水中氧、碳酸气和气体。12、一般认为破裂压力梯度大于0.022~0.025MPa/m时易形成裂缝。13、压裂液按其在施工过程中的作用和任务，可分为前置液、携砂液和。14、按力学性质分，支撑剂分为脆性和两种类型。15、新鲜酸进入地层变为原浓度，一般称之为残酸。16、在其它条件相同时，生产压差越大，渗透速度越高，油井越出砂。三、单项或多项选择（每小题2分，共24分）1、采油指数的大小反映了油井的（）。A、产量大小B、压力损失情况C、协调状况D、生产能力大小2、垂直管气液两相流流型包括()。A、泡流 B、段塞流C、过渡流 D、雾状流3、悬点载荷主要包括()。A、惯性载荷B、摩擦载荷C、液柱载荷D、抽油杆柱载荷4、简化为曲柄滑块机构的几何条件中r/l为（）。A、0B、1C、有限值D.无限大5、影响泵效的因素主要有()。A、气体B、柱塞冲程损失C、柱塞间隙漏失D、磁化现象6、注水指示曲线的斜率变小，说明（）。A、吸水能力增强B、吸水能力减弱C、吸水能力不变D、地层压力不变7、常用的无杆泵包括()。A、潜油电泵B、水力活塞泵C、水力射流泵D、螺杆泵8、抽油泵主要由泵筒、柱塞及（）四部分组成。A、固定阀和游动阀B、吸入阀和排出阀C、固定阀和吸入阀D、游动阀和排出阀9、当形成水平裂缝时，其（）的应力是最小主应力。A、Z方向B、X方向C、Y方向D、不确定10、压裂液的滤失速度的平方与滤失时间呈（）关系。A、正比B、反比C、无关D、平方11、影响H+有效传质系数的因素包括()。A、温度B、酸液浓度C、同离子效应D、酸液流态12、油层出砂是由于井底附近地带的岩层（）所引起的。A、渗透性差B、压力低C、结构遭破坏D、产生应力集中四、简答（每小题5分，共20分）1、分析气体影响和供液不足的典型示功图异同点。2、简述抽油机平衡计算的原因及平衡原理。3、简述注水引起油层伤害的原因。4、分析影响碳酸盐岩酸岩反应速度的因素。五、证明（共10分）试证明六、计算（共15分）1、已知某井油藏平均压力，流压时的产量。利用Vogel方程绘制该井的IPR曲线。(9分)某硬灰岩油层压裂层段深900米，地层压力为22×103千帕，地层岩石抗拉强度为2.5×103千帕，上覆岩石平均比重为2.3。据该地区其它压裂井统计=24千帕/米，求该井的破裂压力梯度并判断裂缝形态。(6分)《采油工程》试题(A卷)（评分标准）一、名词解释（每小题3分，共15分）IPR：是指在一定地层压力下，油井产量与井底流压的关系，简称IPR（InflowPerformanceRelationship）。滑脱现象：在气－液两相管流中，由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象称为滑脱现象。泵效：抽油井的实际产液量一般小于泵的理论排量，二者的比值称为泵的容积效率，油田习惯称之为泵效。吸水指数：表示注水井在单位井底压差下的日注水量，是反映油层吸水能力的指标。增产倍比：相同生产条件下压裂后与压裂前的日产水平或采油指数之比，它与油层和裂缝参数有关，可以采用典型曲线法、近似解析法和数值模拟法求得。二、填空（每空1分，共16分）1、采油方法可分为自喷采油和机械(或人工举升)两大类。2、任何油井生产都可分为油层渗流、多相垂直管流和地面管线中的流动三个基本流动过程。3、Standing方法修正的无因次IPR曲线适用范围是0.5〈Ef〈1.5。4、超完善井的表皮系数S为小于0。5、随着流压的下降含水率上升，说明油层静压小于水层静压。6、在临界流动状态下，产量随着油嘴直径的增大而增大。7、游梁式抽油机按结构可分为普通式和前置型两种基本类型。8、间歇气举主要用于地层能量不足的油井。9、杆式泵适用于下泵深度较大的低产油井。10、常用的水质处理措施有沉降、过滤、杀菌、脱气、除油和爆晒。11、注入水进行脱氧是为除水中氧、碳酸气和硫化氢气体。12、一般认为破裂压力梯度大于0.022~0.025MPa/m时易形成垂直裂缝。13、压裂液按其在施工过程中的作用和任务，可分为前置液、携砂液和顶替液。14、按力学性质分，支撑剂分为脆性和韧性两种类型。15、新鲜酸进入地层变为原浓度10%，一般称之为残酸。16、在其它条件相同时，生产压差越大，渗透速度越高，油井越易出砂。三、单项选或多项选择（每小题2分，共24分）123456789101112DABCDABCDCABCDAABCDABABABCDC四、简答（每小题5分，共20分）1、分析气体影响和供液不足的典型示功图异同点。答：气体影响:上冲程时,固定阀打开滞后(B¢点),加载变缓；下冲程时,游动阀打开滞后(D¢点),卸载变缓(CD¢)。泵的余隙越大,进入泵内的气量越多,则DD¢线越长,示功图的“刀把”越明显。(2分)供液不足：下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞接触到液面时，才迅速卸载。(2分)卸载线较气体影响的卸载线(图上的凸性弧线CD)陡而直。(1分)DD2、简述抽油机平衡计算的原因及平衡原理。答：平衡原因：当抽油机没有平衡装置时，当抽油机运转时，由于上、下冲程中悬点载荷极不均衡，在上冲程中，抽油机要克服悬点载荷(为举升抽油杆柱和液柱)作功；而在下冲程中，减速器作负功，即抽油杆柱重力反过来对减速器作功。因此，电动机在上下冲程的载荷是极不均匀的，而悬点运动速度和加速度的变化又会加剧这种载荷的不均匀性，这会严重降低减速器和电动机的效率和使用寿命，也会恶化抽油杆柱和泵的工作条件。因此，有杆抽油装置必须采用平衡装置。(3分)平衡原理：下冲程过程中以某种方式把抽油杆柱所释放出的能量、电动机提供的能量储存起来，到上冲程时再释放出来帮助电动机做功。(2分)3、简述注水引起油层伤害的原因。答：注水引起油层伤害的主要原因是注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。(1分)(1)、注入水与地层水不配伍；(1分)(2)、注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害；(1分)(3)、注入条件变化；(1分)(4)、不溶物造成地层堵塞。(1分)4、分析影响碳酸盐岩酸岩反应速度的因素。(写出一个因素可得1分)答：(1)温度：温度越高，反应速度越快；(2)、面容比：面容比越大，反应速度越快；(3)、酸液浓度：浓度在20％以前时，反应速度随浓度的增加而加快；当盐酸的浓度超过20％，这种趋势变慢。当盐酸的浓度达22～24％时，反应速度达到最大值；当浓度超过这个数值，随浓度增加，反应速度反而下降；(4)、酸液的流速：流速增大，反应速度加快(5)、酸液的类型：强酸时反应速度快；弱酸时反应速度慢。(6)、储层岩石：酸与灰岩的反应比与白云岩的反应速度要快；在碳酸盐岩中泥质含量较高时，反应速度相对较慢。(7)、压力：压力增加，反应速度减缓。五、证明（共10分）证明：依题意：(1分)(1分)(1分)(1分)所以(2分)而(2分)因此Wr+Wl=+(2分)式中：Wr—抽油杆柱在空气中的重力，KN；—上冲程中由液柱重力产生的悬点载荷，KN；—抽油液的密度，t/m3；—抽油杆密度，t/m3；—活塞截面积，m2；—抽油杆截面积，m2。六、计算（共15分）1、已知某井油藏平均压力，流压时的产量。利用Vogel方程绘制该井的IPR曲线。(9)解：(1)计算：(3分)m3/d(2)预测不同流压下的产量：(3分)计算结果列入下表:131211109870.015.630.043.355.666.776.8654321085.793.6100.3106.0110.5113.9116.3(3)根据计算结果绘制IPR曲线(3分)PPwf,MPaq0,m3/d2、某硬灰岩油层压裂层段深900米，地层压力为22×103千帕，地层岩石抗拉强度为2.5×103千帕，上覆岩石平均比重为2.3。据该地区其它压裂井统计=24千帕/米，求该井的破裂压力梯度并判断裂缝形态。(6)解题要点：因为：H=900m<1000m,=24kPa.m>23所以：此井压成的可能是水平缝。故：(2分)(2分)，此为水平缝。(2分)

《采油工程》期末试题（B卷）专业名称姓名教材名称采油工程（一册）课时数60题号一（24分）二（6分）三（30分）四（8分）五（10分）六（17分）七（5分）总分（100分）得分评卷人一、名词解释（8×3分=24分）采油指数气举采油吸水指数沉没度原油的密闭集输滤失系数滑脱现象酸液有效作用距离二、绘图题（3×2分=6分）1、用图示意典型的油井IPR曲线。2、用图示意有气体影响和充不满影响的示功图。3、用图示意酸浓度对酸—岩反应速度的影响。三、简述题（6×5分=30分）1简述气液两相垂直管流压力梯度方程的求解步骤（任选一种）。2简述深井泵（杆式泵或管式泵）的工作原理。分析碳酸盐岩酸化生成物对地层的影响。简述水处理的基本措施有哪些？简述无杆泵采油常用的泵有哪些？与有杆泵采油的区别？简述油库的分级？四、说明下列公式（2×4分=8分）12要求：说明公式的物理意义，各物理量的含义及量纲。五、判断题：（5×2分=10分）1、自喷井节点系统分析中，油井生产系统的节点分为普通节点、函数节点及解节点。（）2、游梁式抽油机平衡采用游梁平衡、曲柄平衡及复合平衡三种方式。（）3、原油在管路中的流态按雷诺数来划分。雷诺数小于3000时，流态为层流，雷诺数大于3000时，流态为紊流。（）4、填砂裂缝的导流能力是用裂缝宽度与裂缝长度的乘积来表述。5、酸—岩复相反应中，H+向岩面的传递最快，所以化学反应速度也快。注：“对”的打“√”，“错”的打“×”。六、计算题（共17分）某抽油井泵径D=38毫米，冲数n=12次/分，泵的余隙比k=0.15，光杆冲程S=2.1米，活塞冲程Sp=1.8米，泵内气液比R=0.5，不含水，原油的体积系数Bo=1.15。泵的漏失可忽略不计。试求：（1）泵的理论排量Qt=？（2分）（2）泵的充满系数β=？（2分）（3）这口井的实际排量Qο=？（2分）（4）泵效η=？（2分）某硬灰岩油层压裂层段深900米，地层压力为22×103千帕，地层岩石抗拉强度为3.5×103千帕，上覆岩石平均比重为2.3。据该地区其它压裂井统计=25千帕/米，求该井的破裂压力梯度并判断裂缝形态。(5分)73mm内径的油管中的液流量为0.4m3/s，气流量为0.8m3/s，持液率为0.8，试计算其滑脱速度。（4分）七、论述题（5分）《采油工程》课程的设置作为石油工程专业的主干课，在课堂上讲授理论部分和在实验室完成实验部分。你认为在学习中你最大的收获是什么？为什么？（也可举例说明）《采油工程》期末试题（B卷）标准答案一、名词解释（10×2分=20分）采油指数：是指单位压差下的油井产量，反映了油层性质、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量的关系。气举采油：是指人为地从地面将高压气体注入停喷（间喷或自喷能力差）的油井中，以降低举升管中的流压梯度（气液混合物密度），利用气体的能量举升液体的人工举升方法。吸水指数：表示注水井在单位井底压差下的日注水量。沉没度：泵下入动液面以下深度谓之。原油的密闭集输：在原油的集输过程中，原油所经过的整个系统（从井口经管线到油罐等）都是密闭的，即不与大气接触。滤失系数：压裂液在每√1分钟内通过裂缝壁面1米3面积的滤失量，米3/米2.√分。滑脱现象：气液混流时，由于气相密度明显小于液相密度，在上升流动中，轻质气相其运动速度会快于重质液相，这种由于两相间物性差异所产生的气相超越液相流动称为滑脱现象。酸液有效作用距离：当酸液浓度降低到一定程度后(一般为初始浓度的10％)，酸液变为残酸。酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离称为酸液的有效作用距离。二、绘图题（3×2分=6分）图图1-1典型的油井IPR曲线qmax2、用图示意有气体影响和充不满影响的示功图。气体影响典型示功图充不满影响示功图气体影响典型示功图充不满影响示功图3、用图示意酸浓度对酸—岩反应速度的影响。三、简述题（6×5分=30分）简述气液两相垂直管流压力梯度方程的求解步骤（任选一种）。要点：以按深度迭代为例（1）、已知任一点（井口或井底）的压力作为起点，任选一个合适的压力降作为计算压力的间隔。（2）、估计一个对应于的深度增量，以便根据温度梯度估算该段下端的温度T1。（3）、计算出该管段的平均温度及平均压力，并确定该和下全部流体性质参数（溶解油气比R，原油体积系数Bo，油、气、混合物粘度，气体密度ρg，及表面张力σ等）。（4）、计算该管段的压力梯度。（5）、计算对应于的该管段管长（即深度差）。（6）、将第（5）步得到与第（2）步估计的进行比较，两者之差超过允许范围，则以作为新的估算值，重复（2）～（5）计算，使计算值与估计值之差在允许范围内为止。（7）、计算该管段下端对应的深度L1，压力P1；I=1,2,3,……,n(8)、以Li处的压力为起点，重复（2）～（7）步，计算下一段的深度Li+1和压力Pi+1，直到各段的累加深度等于或大于管长（Ln≥L）时为止。简述深井泵（杆式泵或管式泵）的工作原理。要点：上冲程，抽油杆柱向上拉动柱塞，柱塞上的游动阀受油管内液柱压力而关闭。此时，柱塞下面的下泵腔容积增大，泵内压力降低，固定阀在其上下压差作用下打开，原油吸入泵内。与此同时，如果油管内已逐渐被液体所充满，柱塞上面的液体沿油管排到地面；下冲程，抽油杆柱带动柱塞向下运动。柱塞压缩固定阀和游动阀之间的液体：当泵内压力增加到大于泵沉没压力时，固定阀先关闭，当泵内压力增加到大于柱塞以上液体压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。分析碳酸盐岩酸化生成物对地层的影响。要点：以盐酸与灰岩反应为例，2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑；反应生成物：CaCl2，CO2，H2O的状态由溶解度、溶解曲线等逐一分析，结论：低于28%的盐酸与灰岩反应，反应生成物对地层无影响。简述水处理的基本措施有哪些？要点：水源不同，水性质不同，水处理的工艺也就不同。现场上常用的水质处理措施有以下几种。（1）沉淀。（2）过滤。（3）杀菌。（4）脱气。（5）除油。（6）曝晒。简述无杆泵采油常用的泵有哪些？与有杆泵采油的区别？要点：常用的无杆泵包括潜油电泵、水力活塞泵、水力射流泵和螺杆泵等四种无杆泵举升方式。无杆泵机械采油方法与有杆泵采油的主要区别是不需用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下，带动井下机组把原油抽至地面。简述油库的分级？要点：按照下表进行描述。石油库的等级划分等级总容量（m3）一级50000及50000以上二级10000至50000以下三级2500至10000以下四级500至2500以下四、说明下列公式（2×4分=8分）1要点：此为计算悬点最大载荷公式。其中：——悬点最大载荷，KN——抽油杆在井液中的重量，KN；——动液面深度全柱塞面积上的液柱载荷，KN；——抽油杆在空气中的重量，KN；——活塞冲程，m；——冲数，次/分；——曲柄半径，cm；——连杆长度，cm。2要点：此为计算垂直裂缝缝口宽度公式。其中：——垂直裂缝缝口宽度，m；——泵的排量，m3/分；——压裂液粘度，mPa.s；——双翼垂直缝的单侧长，m；——原始剪切系数，kg/cm2；——地层有效厚度，m。要