中國(guó)石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期末考 試 采油工程 學(xué)習(xí)中心： 姓名： 學(xué)號(hào)：_ 關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說(shuō)明1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容（包括抄襲網(wǎng)上、書(shū)籍、報(bào)刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標(biāo)記，不符合學(xué)院要求或?qū)W生本人情況，或存在查明出處的內(nèi)容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績(jī)?yōu)椤?”。 2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語(yǔ)有50%以上相同者判為雷同，成績(jī)?yōu)椤?”。3、所提交試卷或材料沒(méi)有對(duì)老師題目進(jìn)行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者，認(rèn)定為“白卷”或“錯(cuò)卷”，成績(jī)?yōu)椤?”。一、題型分基礎(chǔ)題（60分）和課程設(shè)計(jì)（40分）?；A(chǔ)題分概念題和問(wèn)答題：概念題，6題，每題5分，共30分；問(wèn)答題，3題，每題10分，共30 分。二、基礎(chǔ)題（60分）1、概念題（6題，每題5分，共30分）采油指數(shù)是一個(gè)反映油層性質(zhì)、厚度、流體參數(shù)、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)。其數(shù)值等于單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量。IPR曲線表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線稱(chēng)為流入動(dòng)態(tài)曲線（Inflow Performance Relationship Curve）簡(jiǎn)稱(chēng)IPR曲線，又稱(chēng)指示曲線（Index Curve）。自噴采油自噴采油指油田開(kāi)發(fā)早期,油井依靠油層天然能量將油從井底連續(xù)舉升到地面的采油方式。沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞從一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置的距離稱(chēng)為一個(gè)沖程。也稱(chēng)之為行程。酸化壓裂壓裂酸化主要用于堵塞范圍較深或者低滲透區(qū)的油氣井。注酸壓力高于油( 氣) 層破裂壓力的壓裂酸化, 人們習(xí)慣稱(chēng)之為酸壓。酸化液壓是國(guó)內(nèi)外油田灰?guī)r油藏廣泛采用的一項(xiàng)增產(chǎn)增注措施?，F(xiàn)已開(kāi)始成為重要的完井手段。吸水剖面指的是水井各個(gè)層位對(duì)于注入水的分配比例，也是應(yīng)用于調(diào)剖堵水，防止水竄，提高注入水在各個(gè)層位的波及系數(shù)，提高油層的驅(qū)油效率，從而提高采收率。2、問(wèn)答題（3題，每題10分，共30分）什么叫泵效，影響泵效的主要因素是什么？答：泵效：在抽油井生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。影響因素：(1) 抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮；(2) 氣體和充不滿的影響；(3) 漏失影響；(4) 體積系數(shù)的影響氣舉采油與自噴采油的相同點(diǎn)及不同點(diǎn)是什么？答：相同點(diǎn)：都是依靠氣體的膨脹能舉升原油，實(shí)現(xiàn)舉升的目的；不同點(diǎn)：自噴采油依靠的油藏能量，氣舉采油依靠的人工注入高壓氣體能量。懸點(diǎn)動(dòng)載荷和靜載荷主要包括哪幾部分？答：靜載荷包括：抽油桿柱載荷、作用在柱塞上的液柱載荷、沉沒(méi)壓力、泵口壓力、井口回壓。動(dòng)載荷包括：慣性載荷忽略桿液彈性影響、振動(dòng)載荷三、課程設(shè)計(jì)（40分）1、給定的基礎(chǔ)參數(shù)每個(gè)同學(xué)不同的關(guān)鍵參數(shù)井深：2000+學(xué)號(hào)末兩位10，單位是m例如: 學(xué)號(hào)為923512，則井深=2000+1210=2120m。油藏壓力：井深/100，單位是MPa例如：井深為2120m，則油藏壓力=2120/100=21.2MPa2、每個(gè)同學(xué)相同的參數(shù)油管內(nèi)徑：59mm油層溫度：70恒溫層溫度：16地面脫氣油粘度：30m 油相對(duì)密度：0.8水相對(duì)密度：1.0油飽和壓力：10MPa含水率：0.4套壓：0.5MPa油壓：1MPa生產(chǎn)氣油比：50m3/m3測(cè)試產(chǎn)液量：40t/d測(cè)試井底流壓：15MPa抽油機(jī)型號(hào)：CYJ10353HB電機(jī)額定功率：37KW配產(chǎn)液量：50t/d管式泵徑：56mm沖程：3m沖次；6rpm沉沒(méi)壓力：3MPa抽油桿：D級(jí)桿，桿徑19mm，抽油桿質(zhì)量密度2.3kg/m3、要求計(jì)算過(guò)程中涉及到與學(xué)號(hào)相關(guān)參數(shù)公式中有代入數(shù)值的顯示，以便查看是否應(yīng)用的正確參數(shù)。4、設(shè)計(jì)內(nèi)容及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)IPR曲線（20分）1） 采液指數(shù)計(jì)算；2） 畫(huà)出IPR曲線；3） 利用IPR曲線，由給定的配產(chǎn)量計(jì)算對(duì)應(yīng)的井底流壓。采油工程參數(shù)計(jì)算（10分）若下泵深度為1500米，桿柱設(shè)計(jì)采用單級(jí)桿，其基本參數(shù)已給出，計(jì)算懸點(diǎn)最大、最小載荷。抽油機(jī)校核計(jì)算（10分）說(shuō)明給定抽油機(jī)型號(hào)的參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的最大扭矩和理論需要電機(jī)功率，并與給定抽油機(jī)型號(hào)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷此抽油機(jī)是否滿足生產(chǎn)要求。5、課程設(shè)計(jì)相關(guān)理論和方法本次采油工程課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，讓學(xué)生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)思路。(1)油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算Petrobras方法計(jì)算綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì)是按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值。1）采液指數(shù)計(jì)算已知=15MPa,飽和壓力=10MPa及油藏壓力=21.1MPa，含水為0.4，油=0.8，水=1。=40t/d2）畫(huà)出IPR曲線=j()=6.56（21.1-10）=72.8t/d=+=72.8+=109.2t/d-油IPR曲線的最大產(chǎn)油量。當(dāng)0<qt<qb時(shí)，令qt=10t/d，則pwf1=19.58MPa同理，qt2=20t/d，Pwf2=18.05Mpa qt3=30t/d，Pwf3=16.53Mpaqt4=40t/d，Pwf4=15Mpaqt5=50t/d，Pwf5=13.48Mpaqt6=60t/d，Pwf6=11.95Mpaqt7=70t/d，Pwf7=10.43Mpa當(dāng)qb<qt<qomax時(shí)，令qt8=80t/d,則按流壓加權(quán)平均進(jìn)行推導(dǎo)得：Pwf8=fw()+0.125(1-fw)Pb-1+=0.4(21.1-80/6.56)+0.125(1-0.4)10-1+=8.86Mpa同理qt9=90t/d，Pwf9=7.13Mpaqt10=100t/d，Pwf10=5.04Mpa當(dāng)qomax<qt時(shí)，qt11=110t/d，Pwf11=0.4(21.1-109.2/6.56)+=1.07Mpa綜上，井底流壓與產(chǎn)量的關(guān)系列表如下：Pwf/Mpa21.119.5818.0516.531513.4811.9510.438.867.135.041.07Q/(t/d)0102030405060708090100110得到油井的流入動(dòng)態(tài)曲線如下圖：3）利用IPR曲線，由給定的配產(chǎn)量計(jì)算對(duì)應(yīng)的井底流壓。已知配產(chǎn)qt=50t/d下的流壓pwf首先確定飽和壓力pb下的產(chǎn)液量，為油水兩相流量大產(chǎn)液量=6.56*(21.1-10)=72.8t05072.8則所以pwf=13.48MPa.(2)采油工程參數(shù)計(jì)算懸點(diǎn)最大、最小載荷的計(jì)算公式可以用下面公式：0.0002834()桿柱重力=2.315009.8=33810N=0.0002834(14.72-3) 106=3321.448N（1）最大載荷：=（1499.9+26174.24）（1+）=39371.781N=0.0014999110=1499.9N；由于是單級(jí)的計(jì)算，所以簡(jiǎn)化為：=78509.811500=327345.81N式中： 第i級(jí)桿每米桿在空氣中的質(zhì)量，Kg/m第i級(jí)桿桿長(zhǎng)，m；i抽油桿級(jí)數(shù)，從下向上計(jì)數(shù)；PZ泵排出口壓力，Pa，按（油藏壓力-套壓）/井深*下泵深度計(jì)算；PN泵的沉沒(méi)壓力，Pa；N沖次，rpm；S光桿沖程，m；fP活塞截面積，m2；g重力加速度，m/s2；（2）最小載荷：式中：令fr0=0由于，在該設(shè)計(jì)過(guò)程之中，只有一級(jí)桿，所以公式變?yōu)椋?1+10.75=11.75Mpa=26174.24N11.75（0.0014999-0）10=8731N=29899.647-33810=27859.714N式中：令fr0=0Pj第j級(jí)抽油桿底部斷面處壓力，Pa：Pt井口套壓;0，w地面油,水密度，kg/m3;fw體積含水率，小數(shù)；L-抽油桿總長(zhǎng)度，mfr抽油桿橫截面積，m2；4、抽油機(jī)校核計(jì)算1）最大扭矩計(jì)算公式=15003+0.2023（39371.781-27859.714）=12376.313Nm式中：最大扭矩，Nm；懸點(diǎn)最大載荷，N；懸點(diǎn)最小載荷，N；S沖程，m。2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算，=5161.098W式中：Nt需要的電動(dòng)機(jī)功率，W；n沖數(shù)，rpm；所以，可知電機(jī)的計(jì)算功率小于電機(jī)的額定功率，因而符合要求。給定的抽油機(jī)型號(hào)為：CYJ10353HB電機(jī)額定功率：37KW5161.098W37KW此抽油機(jī)能滿足生產(chǎn)要求