【采油工程】在線考試題(卷）與答案解析

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1、 中國石油大學（）遠程教育學院 期末考 試 《 采油工程 》 學習中心：_______：_兵_學號：__936203__ 二、基礎(chǔ)題（60分） 1、概念題（6題，每題5分，共30分） ①采油指數(shù): 單位生產(chǎn)壓差下的日產(chǎn)油量稱為采油指數(shù)，即油井日產(chǎn)油量除以井底壓力差，所得的商叫采油指數(shù)。是一個反映油層性質(zhì)，厚度，流體參數(shù)，完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間關(guān)系的綜合指標，采油指數(shù)等于單位生產(chǎn)壓差的油井日產(chǎn)油量，它是表示油井產(chǎn)能大小的重要參數(shù)。 ②IPR曲線 表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線稱為流入動態(tài)曲線，簡稱IPR曲線，又稱指示曲線。就單井而言，IPR曲線是油氣層工作特性的綜合反

2、映，因此它既是確定油氣井合理工作方式的主要依據(jù)，又是分析油氣井動態(tài)的基礎(chǔ)。 ③自噴采油 油田開發(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。 ④沖程： 發(fā)動機的活塞從一個極限位置到另一個極限位置的距離稱為一個沖程。 ⑤酸化壓裂 用酸液作為壓裂液，不加支撐劑的壓裂。酸化壓裂主要用于堵塞圍較深或者低滲透區(qū)的油氣井。 ⑥吸水剖面： 指的是水井各個層位對于注入水的分配比例，也是應用于調(diào)剖堵水，防止水竄，提高注入水在各個層位的波及系數(shù)，提高油層的驅(qū)油效率，從而提高采收率。 2、問答題（3題，每題10分，共30分） ① 什么叫泵效，影響泵效的主要因素是什么？ 答

3、：泵的實際排量與理論排量之比的百分數(shù)叫泵效。 影響泵效的因素有三個方面：（1）地質(zhì)因素：包括油井出砂、氣體過多、油井結(jié)蠟、原油粘度高、油層中含腐蝕性的水、硫化氫氣體腐蝕泵的部件等；（2）設(shè)備因素：泵的制造質(zhì)量，安裝質(zhì)量，襯套與活塞間隙配合選擇不當，或凡爾球與凡爾座不嚴等都會使泵效降低。（3）工作方式的影響：泵的工作參數(shù)選擇不當也會降低泵效。如參數(shù)過大，理論排量遠遠大于油層供液能力，造成供不應求，泵效自然很低。沖次過快會造成油來不及進入泵工作筒，而使泵效降低。泵掛過深，使沖程損失過大，也會降低泵效。 ② 氣舉采油與自噴采油的相同點及不同點是什么？ 答：相同點：都是依靠氣體的膨脹能舉升原油，

4、實現(xiàn)舉升的目的；不同點：自噴采油依靠的是油藏能量，氣舉采油依靠的是人工注入高壓氣體能量。 ③ 懸點動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、沉沒壓力（泵口壓力）、井口回壓。 動載荷包括：慣性載荷（忽略桿液彈性影響）、振動載荷。 三、課程設(shè)計（40分） 1、給定的基礎(chǔ)參數(shù) 每個同學不同的關(guān)鍵參數(shù) 井深：2000+學號末兩位×10，單位是m 例如: 學號為923512，則井深=2000+12×10=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=21.2MPa 2、每個同學

5、相同的參數(shù) 油管徑：59mm油層溫度：70℃ 恒溫層溫度：16℃地面脫氣油粘度：30m 油相對密度：0.8水相對密度：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測試產(chǎn)液量：40t/d 測試井底流壓：15MPa抽油機型號：CYJ10353HB 電機額定功率：37KW配產(chǎn)液量：50t/d 管式泵徑：56mm沖程：3m 沖次；6rpm沉沒壓力：3MPa 抽油桿：D級桿，桿徑19mm，抽油桿質(zhì)量密度2.3kg/m 3、要求 計算過程中涉及到與學號相關(guān)參數(shù)公式中有代入數(shù)值的顯示，以便查看是否應用的正確參數(shù)。 4

6、、設(shè)計容及評分標準 ①畫IPR曲線（20分） 1） 采液指數(shù)計算； 2） 畫出IPR曲線； 3） 利用IPR曲線，由給定的配產(chǎn)量計算對應的井底流壓。 答：1）采液指數(shù) 因則采液指數(shù) =(2000+3×10)/100=20.3 Mpa =15Mpa =10Mpa =40t/d j=40/(20.3-15)=7.55t/(d·Mpa) 2）IPR曲線 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 qb=j(—)=7.55×（20.3—10）=77.765t/b 若0＜qt＜qb則 Pwf=—qt /j 令qt =10t則Pwf =18.9Mpa

7、 令qt =20t則Pwf =17.7Mpa 令qt =30t則Pwf =16.3Mpa 令qt =50t則Pwf =13.8Mpa 3)流壓計算 根據(jù)IPR曲線，給定產(chǎn)量50t/d時對應流壓為13.8MPa ②采油工程參數(shù)計算（10分） 若下泵深度為1500米，桿柱設(shè)計采用單級桿，其基本參數(shù)已給出，計算懸點最大、最小載荷。 答： = frL（—）g =fpLg 式中：——桿柱在液體中的重力，N； ——油管中液體的重力（忽略桿空間），N； ——桿柱在空氣中的重力，N； fr——抽油桿橫截面積，m2； ——抽油桿桿長，m； ——抽

8、油桿密度，kg/m3； ——液體密度，kg/m3； ——活塞截面積，m2； N——沖次，rpm； S——光桿沖程，m； ——曲柄滑塊系數(shù)，為了計算方便，設(shè)為0.2； g——重力加速度，N/kg； 根據(jù)以上公式計算 =∏/4×0.056×0.056=0.00246 fr =∏/4×0.019×0.019=0.00028 =800×（1—40%）+1000×40%=880kg/m3 =2.3/0.00028=8214kg/m3 = frLg=1500×2.3×9.8=33810N =frL（—）g =0.00028×1500×(8214—880)×9.8=3018

9、6.7N = fpLg =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） =28585.2N ③抽油機校核計算（10分） 說明給定抽油機型號的參數(shù)，計算設(shè)計中產(chǎn)生的最大扭矩和理論需要電機功率，并與給定抽油機型號參數(shù)進行對比，判斷此抽油機是否滿足生產(chǎn)要求。 答：CYJ:抽油機，10：懸點負荷100KN的1/10，3：沖程3米，53：減速器扭矩為53KN·m，H：圓弧齒輪，B：曲柄平衡

10、。 最大扭矩 Mmax=180S0+0.20&（Pmax—Pmin） =1800×3+0.202×3×(64411.6—28585.2) =27110.80N·m 電動機功率 Nt=1000Mmax×n/14388=1000×27110.8×6/14388=11305.59W 給出的抽油機CYJ10353HB最大扭矩為53N·m，大于本井生產(chǎn)最大扭矩27.11N·m；給出電機額定功率為37KW，大于本井所需11.30KW，因此給出抽油機、電機滿足該井生產(chǎn)需求。 27.11N·m給出電機額定功率為37KW，大于本井所需11.30KW，因此給出抽油機、電機滿

11、足該井生產(chǎn)需求。 5、課程設(shè)計相關(guān)理論和方法 本次采油工程課程設(shè)計的主要容是進行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計，通過設(shè)計計算，讓學生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計原理及設(shè)計思路。 (1)油井流入動態(tài)計算 Petrobras方法計算綜合IPR曲線的實質(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)計算 已知一個測試點；、和飽和壓力及油藏壓力。 如果則采液指數(shù) 如果則需要用氣液兩相采液指數(shù)公式。 2）求某一產(chǎn)量 下的流壓 首先確定飽和壓力下的產(chǎn)液量，為油水兩相流量大產(chǎn)液量 若則 若則所求井底壓力要低于飽和壓力，需要氣液兩相滲流計算公式。 給出多組產(chǎn)液

12、量和井底壓力，即可畫出IPR曲線，也可求出某產(chǎn)液量下對應的井底壓力。 (2)采油工程參數(shù)計算 懸點最大、最小載荷的計算公式可以用下面公式： 式中：——桿柱在液體中的重力，N； ——油管中液體的重力（忽略桿空間），N； ——桿柱在空氣中的重力，N； fr——抽油桿橫截面積，m2； ——抽油桿桿長，m； ——抽油桿密度，kg/m3； ——液體密度，kg/m3，為了計算方便，這里取油相密度； ——活塞截面積，m2； N——沖次，rpm； S——光桿沖程，m； ——曲柄滑塊系數(shù)，為了計算方便，設(shè)為0.2； g——重力加速度，N/kg；

13、(3)抽油機校核 1）最大扭矩計算公式 式中：——最大扭矩，N·m； ——懸點最大載荷，N； ——懸點最小載荷，N； S——沖程，m。 2）電動機功率計算， 式中：Nt——需要的電動機功率，W； n——沖數(shù)，rpm； 如果計算的最大扭矩超過抽油機所配減速箱允許的最大扭矩或計算電動機功率超過電動機額定功率則需改變抽油參數(shù)（fp，s，N及L）重新進行設(shè)計計算。 四、總體要求 基礎(chǔ)題和課程設(shè)計都放在一個文本中提交。 特別注意事項： 課程設(shè)計中需要根據(jù)學號進行計算，若計算參數(shù)沒有用由自己學號得到的值，則整個試卷認定為抄襲，無論基礎(chǔ)題對與不對，總成績計為不及格。 8 / 8