采油工程期末复习

一、名词解释、填空:
油井流入动态:油井产量与井底流动压力的关系,反映了油藏向该井供油的能力。
采油指数:单位生产压差下得油井产油量。
产液指数:单位生产压差下的生产液量。IPR曲线油井流入动态曲线,表示产量与流压关系的曲线,简称IPR曲线
滑脱现象:混合流体流动过程中,由于流体间的密度差异,引起的气体(小密度流体)流速大于液体(大密度流体)流速的现象。如:油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等  特点:气体是分散相,液体是连续相;气体主要影响混合物密度,对摩擦阻力影响不大;滑脱现象严重。滑脱损失:因滑脱而产生的附加压力损失。
滑脱损失的情况:是由混合物密度的增加而产生。
扭矩因素的物理意义:悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的比值。
自喷井生产的四个基本流动过程:油层到井底的流动地层渗流、井底到井口的流动井筒
多相管流、井口到分离器地面水平或倾斜管流、嘴流。
节点系统分析法:应用系统工程原理,把整个油井生产系统分成若干子系统,研究各子系统间的相互关系及其对整个系统工作的影响,为系统优化运行及参数调控提供依据。
节点系统分析思路:①以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下游的压力,并求得节点压差,绘制压差-流量曲线。②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量压差相关式,求得设备工作曲线。③两条压差-流量曲线的交点为问题的解,即节点设备产生的压差及相应的油井产量。
气举采油原理:水浴式汽化器从地面注入井内的高压气体与油层产出液在井筒中混合,利用气体的膨胀和使井筒中的混合液密度降低,将流到井内的原油举升到地面。
气举方式:连续气举、间歇气举。
气举适用条件:高产量的深井;含砂量少、含水低、气油比高和含有腐蚀性成分低的油井;定向井和水平井等。
气举阀的作用:降低启动压力;控制进气量。
悬点运动规律:简谐运动、曲柄滑块运动
抽油机平衡方式:气动平衡、机械平衡(游梁平衡、曲柄平衡、复合平衡)
抽油机的平衡原理:在下冲程中把能量储存起来,在上冲程中利用储存的能量来帮助电动机做功,从而使电动机在上下冲程中都做相等的正功。
常用的水质处理措施:沉淀、过滤、杀菌、脱氧、暴晒
影响注水井吸水能力的因素(1) 与注水井井下作业及注水井管理操作有关的因素 (2) 与水质有关的因素 (3) 组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀(4) 注水井地层压力上升
吸水指数:单位注水压差下得日注水量。
施工曲线分析与应用:在致密底层内,当井底压力达到破裂压力后,地层发生破裂;然后在较低的裂缝延伸压力下,裂缝向前延伸。对高渗或微裂缝发育地层,压裂过程中无明显的破裂压力,破裂压力与延伸压力相近。
水力压裂造缝的条件:1)形成垂直裂缝 (2)形成水平裂缝 (3)破裂压力梯度
破裂压力梯度:地层破裂压力与地层深度的比值,(β小于1518时形成垂直裂缝, β大于23时形成水平裂缝。)
压裂液的作用:
前置液;破裂地层、造缝、降温作用。
携砂液;携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。
顶替液;(中间顶替液:携砂液、防砂卡。
末尾顶替液:替液入缝,提高携砂液效率和防止井筒沉砂。)
性能要求:①滤失少②悬砂能力强③摩阻低④稳定性好⑤配伍性好⑥低残渣⑦易返排⑧货源广、便于配制、价钱便宜
滤失性:压裂液滤失到地层受三种机理控制:压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性、压裂液的造壁性
支撑剂的作用:具有填砂裂缝的导流能力
性能要求:(1)粒径均匀,密度小 (2)强度大,破碎率小 (3)圆度和球度高 (4)杂质含量少(5)来源广,价廉
支撑剂的选择:主要是指选择其类型和粒径,选择的目的是为了达到一定的裂缝导流能力。研究表明对低渗地层,水力压裂应以增加裂缝长度为主,对中高渗地层,水力压裂应以增加裂缝导流能力为主。影响支撑剂选择的因素:1)支撑剂的强度,2)粒径及其分布,3)支撑剂类型,4毛发生长剂)其它因素  如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等。
砂比:沙堆体积与压裂液体积之比
地面砂比:支撑剂体积与压裂液体积之比。
裂缝内的砂浓度(裂缝内砂比):是指单位体积裂缝内所含支撑剂的质量。
裂缝闭合后的砂浓度(铺砂浓度):指单位面积裂缝上所铺的支撑剂质量。
酸岩反应速度:指单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量。
面容比:岩石反应表面积与酸液体积之比
影响酸岩反应速度的因素:
  1、面容比:面容比越大,反应速度也越快;2、酸液的流速:酸液流动速度增加,反应速度加快;3、酸液的类型:强酸反应速度快,弱酸反应速度慢;4、盐酸的质量分数:盐酸浓度增加,反应速度增加,盐酸浓度过高,反应速度反而降低,相同浓度条件下,初始浓度越大,余酸的反应速度越慢,因此浓酸的反应时间长,有效作用范围越大;5、温度:温度升高,H+热运动加剧,传质速度加快,酸岩反应速度加快;6、压力:压力增加,反应速度减慢;7、其它因素: 岩石的化学组分、物理化学性质、酸液粘度等。
酸岩复相反应有效作用距离:
残酸:当酸浓度降低到一定浓度时,酸液基本上失去溶蚀能力。
活性酸的有效作用距离:酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。
裂缝有效长度:酸液由活性酸变为残酸之前所流经的裂缝长度。
增加酸液有效作用距离的方法或措施:
(1) 在地层中产生较宽的裂缝 (2) 较低的氢离子有效传质系数
(3) 采用较高的排量 (4) 尽可能降低滤失速度
砂岩地层土酸处理前预处理的必要性:避免地层水与HF接触,防止HF与碳酸盐反应生成沉淀,以提高HF的酸化效果。
提高酸处理效果的方法:1)同时将氟化铵水溶液与有机脂(乙酸甲脂)注入地层,一定时间后有机脂水解生成有机酸(甲酸),有机酸与氟化铵作用生成。(2)利用粘土矿物的离子交换性质,在粘土颗粒上就地产生(自生土酸)。(3)使用替换酸,如氟硼酸。
酸处理效果影响因素
井层选择、酸化技术选择、酸化工艺参数选择及施工质量等。
1)、酸处理井层的选择
①应优先选择在钻井过程中油气显示好、而试油效果差的井层。
②应优先选择邻井高产而本井低产的井层。
③对于多产层的井,一般应进行选择性(分层)处理,首先处理低渗透地层。对于生产历史较长的老井,应临时堵塞开采程度高、油藏压力已衰减的层位,选择处理开采程度低的层位。
脉动测速
④靠近油气或油水边界的井,或存在气水夹层的井,一般只进行常规酸化,不宜进行酸压。
⑤对套管破裂变形,管外串槽等井况不适宜酸处理的井,应先进行修复,待井况改善后再处理。
2)、酸处理方式
分类:常规酸化(又称孔隙酸化)与酸压
常规酸化:在低于地层破裂压力、不压开裂缝的情况下,把酸液挤入地层的一种酸处理方式。
主要作用:解除井底附近地层的堵塞
主要缺点:面容比很大,酸岩反应速度很快,酸的有效作用范围很小。不适用于堵塞范围较大的油气层以及对于低产油井。
酸压:在高于地层破裂下进行的一种酸化作业工艺。
一般应用于碳酸盐岩地层,其核心问题是提高酸液的有效作用距离和裂缝的导流能力
3)、酸处理井的排液
剩余压力(井底压力)大于井筒液柱压力-----自喷方式
剩余压力(井底压力)小于井筒液柱压力-----人工排液法
人工排液法  ①以降低液柱高度或密度的抽汲、气举法
②以助喷为主的增注液体二氧化碳或液氮法
二、简答、论述题
扭矩曲线
1.检查是否超扭矩及判断是否发生背面冲突
2.判断及计算平衡  平衡条件:油底壳垫
3.功率分析  瞬时功率:
平均功率:
4.149aa效率分析
1.净扭矩;2.油井负荷扭矩;3.曲柄平衡扭矩
注水指示曲线的分析和应用
静电纺丝装置1)直线型指示曲线
递增式(1
5-16 几种指示曲线的形状
5-17 由指示曲线求吸水指数
垂直式(2):
①油层性质很差,虽然泵压增加了,但注水量没有增加;
②仪表不灵或测试有误差;
③井下管柱有问题,如水嘴堵死等。
递减式(3):不正常的曲线  仪表、设备等有问题
2)折线型指示曲线
曲拐式(4):仪器设备有问题,不能应用
上翘式(5):仪表、操作、设备、油层性质有关
例如:油层条件差、连通性不好或不连通油层。
折线式(6):新油层开始吸水或者注水压力大于破裂压力,油层产生微小裂缝。
5-19  曲线右移、斜率变小,吸水能力增强
5-20  曲线左移、斜率变大,吸水能力下降
5-21  曲线平行上移、 吸水能力不变
5-22  曲线平行下移、吸水能力不变
1 抽油泵的抽汲过程:(简答
上冲程:抽油杆柱带着柱塞向上运动,柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。泵内压力降低,固定阀在环形空间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。下冲程:柱塞下行,固定阀在重力作用下关闭。泵内压力增加,当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时,游动阀被顶开。柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部,使泵排出液体。
2 影响泵效的因素及提高泵效的措施:(简答题)
影响因素:(1) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 (2) 气体和充不满的影响 3) 漏失影响  [ (4)体积系数 ]
提高措施:1)选择合理的工作方式  2)确定合理沉没度 
3)改善泵的结构,提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。 
4)使用油管锚减少冲程损失
5)合理利用气体能量及减少气体影响
3增产增注原理 简答):降低了井底附近地层中流体的渗流阻力:裂缝内流体流动阻力
小。改变流体的渗流状态:使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动,消除了径向节流损失,降低了能量消耗。
4油藏与油管两个子系统的节点分析(AB
1)以井底为求解点  过程:已知油压,求解井底流压。
1.求节点流入曲线:表示油藏中流动的IPR曲线为……2.绘制井筒油管工作曲线求节点流出曲线:以分离器为起点通过水平或倾斜管流计算得井口流压,再通过井筒多相管流计算的油管入口压力与流量的关系曲线,此曲线即为节点的流出曲线
3.作出C点为协调点,对应的产量及井底流压为系统协调生产时可获得的油井产量及相应的井底流压。
意义:1.便于预测油藏压力降低后的未来油井产量
      2.研究油井由于污染或采取增产措施后引起的完善性改变带来的影响
2)以井口为求解点  过程:已知井底流压,求解井口油压。
设定一组产量,通过IPR曲线A可计算出一组井底流压,然后通过井筒多相流计算可得一组井口油压曲线。此油压与产量的关系曲线便为节点的流入曲线【在假定一组流量q后,分别以给定的分离器压力Psep和油藏压力Pr为起点计算不同流量下的井口压力Pwf,这样可会出以井口为求解点的节点流入曲线(油管及油藏的动态曲线)和节点流出曲线(水平管流动态曲线)由两条曲线的交点即可求出该井在所给条件下的产量及井口油压】

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