《采油工程》在線考試題及答案.doc

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中國石油大學(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：_李 兵_ 學(xué)號(hào)：__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(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)量之間關(guān)系的綜合指標(biāo)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的活塞從一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置的距離稱為一個(gè)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范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(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：泵的實(shí)際排量與理論排量之比的百分?jǐn)?shù)叫泵效。 影響泵效的因素有三個(gè)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(dāng)，或凡爾球與凡爾座不嚴(yán)等都會(huì)使泵效降低。（3）工作方式的影響：泵的工作參數(shù)選擇不當(dāng)也會(huì)降低泵效。如參數(shù)過大，理論排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油層供液能力，造成供不應(yīng)求，泵效自然很低。沖次過快會(huì)造成油來不及進(jìn)入泵工作筒，而使泵效降低。泵掛過深，使沖程損失過大，也會(huì)降低泵效。 ② 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(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=21.2MPa 2、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 沉沒壓力：3MPa 抽油桿：D級(jí)桿，桿徑19mm，抽油桿質(zhì)量密度2.3kg/m 3、要求 計(jì)算過程中涉及到與學(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) ①畫IPR曲線（20分） 1） 采液指數(shù)計(jì)算； 2） 畫出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。 答：1）采液指數(shù) 因則采液指數(shù) =(2000+310)/100=20.3 Mpa =15Mpa =10 Mpa =40t/d j=40/(20.3-15)=7.55t/(dMpa) 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 令qt =20t則Pwf =17.7 Mpa 令qt =30t則Pwf =16.3 Mpa 令qt =50t則Pwf = 13.8Mpa 3)流壓計(jì)算 根據(jù)IPR曲線，給定產(chǎn)量50t/d時(shí)對(duì)應(yīng)流壓為13.8MPa ②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。 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(jì)算方便，設(shè)為0.2； g——重力加速度，N/kg； 根據(jù)以上公式計(jì)算 =∏/40.0560.056=0.00246 fr =∏/40.0190.019=0.00028 =800（1—40%）+100040%=880kg/m3 =2.3/0.00028=8214kg/m3 = frLg=15002.39.8=33810N = frL（—）g =0.000281500(8214—880) 9.8=30186.7N = fpLg =0.0024615008809.8=31822.6N =30186.7+31822.6+（33810366/1790）（1+0.2） =64411.6N =30186.7—（33180366/1790）（1—0.2） =28585.2N ③抽油機(jī)校核計(jì)算（10分） 說明給定抽油機(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。 答：CYJ:抽油機(jī)，10：懸點(diǎn)負(fù)荷100KN的1/10，3：沖程3米，53：減速器扭矩為53KNm，H：圓弧齒輪，B：曲柄平衡。 最大扭矩 Mmax=180S0+0.20&（Pmax—Pmin） =18003+0.2023(64411.6—28585.2) =27110.80Nm 電動(dòng)機(jī)功率 Nt=1000Mmaxn/14388=100027110.86/14388=11305.59W 給出的抽油機(jī)CYJ10353HB最大扭矩為53Nm，大于本井生產(chǎn)最大扭矩27.11Nm；給出電機(jī)額定功率為37KW，大于本井所需11.30KW，因此給出抽油機(jī)、電機(jī)滿足該井生產(chǎn)需求。 27.11Nm給出電機(jī)額定功率為37KW，大于本井所需11.30KW，因此給出抽油機(jī)、電機(jī)滿足該井生產(chǎn)需求。 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 已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)；、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?dú)庖簝上酀B流計(jì)算公式。 給出多組產(chǎn)液量和井底壓力，即可畫出IPR曲線，也可求出某產(chǎn)液量下對(duì)應(yīng)的井底壓力。 (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： 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(jì)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(jì)算方便，設(shè)為0.2； g——重力加速度，N/kg； (3)抽油機(jī)校核 1）最大扭矩計(jì)算公式 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， 式中：Nt——需要的電動(dòng)機(jī)功率，W； n——沖數(shù)，rpm； 如果計(jì)算的最大扭矩超過抽油機(jī)所配減速箱允許的最大扭矩或計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率超過電動(dòng)機(jī)額定功率則需改變抽油參數(shù)（fp，s，N及L）重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 四、總體要求 基礎(chǔ)題和課程設(shè)計(jì)都放在一個(gè)文本中提交。 特別注意事項(xiàng)： 課程設(shè)計(jì)中需要根據(jù)學(xué)號(hào)進(jìn)行計(jì)算，若計(jì)算參數(shù)沒有用由自己學(xué)號(hào)得到的值，則整個(gè)試卷認(rèn)定為抄襲，無論基礎(chǔ)題對(duì)與不對(duì)，總成績計(jì)為不及格。