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1、中国石油大学（北京）远程教育学院期 末 考 试 石油工程概论学习中心：学习中心 姓名：霍杰 学号：072 关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。一、综述题（共8小题，每小题15分，任选4小题，共60分）（综述题请根据知识点提示结合课件
2、组织答案，每道题目不少于400字。照抄知识点提示不得分。）选做题号： 1. 2. 3. 7. 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。知识点提示：井深结构的主要内容包括套管的层次、各层套管下入深度、相应的钻头直径、套管外水泥返高等，请详细列出各内容所包含的具体内容，并画出简单的井深结构图。答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。井身结构的组成及作用：井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油
3、层套管和各层套管外的水泥环等组成。导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100150米。其作用
4、封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。2. 简述绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率的定义，影响绝对渗透率的影响因素？答：压力数据试井解释不仅能得到井 筒参数,还能得到平均地层压力与渗透率等。对多相流体的压力数据,现场往往采用单相渗流进行试井解释,所得到的渗透率是有效渗透率。有效渗透率与绝对渗透 率有很大的差异。通过对有效渗透率的分析,揭示有效渗透率与绝对渗透率间的关系,有效渗透率要小于绝对渗透率,二者的差距主要由饱和度与相对渗透率决定。 由此可获得油田开发状况如饱和度分布等的有用信息。1）绝对渗透率:岩石孔
5、隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。2）有效渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。3）相对渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体在该饱和度下的渗透系数与该介质的饱和渗透系数的比值叫相对渗透率，是无量纲量。4）影响绝对渗透率的因素有：岩石的颗粒大小；孔隙截面形状和孔隙连通性的好坏：胶结物的含量；岩石中的裂缝。3.阐述油藏的驱动能量及油藏驱动类型，并针对国内一油藏进行举例分析。答：油藏驱动类型有五种：水压驱动、弹性驱动、气压驱动、溶解气驱动、和重力驱
6、动：（1）水压驱动：水压驱动是靠边水、底水或注入水的压力作用把石油推向井底的。在水压驱动方式下，当采出量不超过注入量时，油层压力气油比比较稳定，油井生产能力旺盛。（2）弹性驱动：钻开油层后，地层压力下降，引起地层及其中液体发生弹性膨胀，体积增大，从而把石油从油层推向井底，这种驱动方式称为弹性驱动，是油藏的重要驱油动力来源。弹性驱动的特点是，开采过程中天然气处于溶解状态，日产油量不变时，气油比稳定，油层压力逐渐下降。若急剧减少采出量时，压力有回升现象。再继续不断开采，油层压力会下降，当地层压力降到低于饱和压力时，就会出现溶解气驱动。（3）气压驱动：依靠油藏气顶压缩气体的膨胀力推动石油流入井底叫气
7、压驱动。气压驱动的开采特点是地层压力逐渐下降，气油比逐渐上升，产量逐渐下降，当含气边界突入油井井底时，气油比急剧上升。（4）溶解气驱动：依靠石油中溶解气分离时所产生的膨胀力推动石油流向井底，叫溶解气驱动。溶解气驱动的开采特点是：开采初期，气油比逐渐上升，油层压力不断下降，产量稳定，开采中期，气油比迅速上升，溶解气能量迅速消耗，油层压力和产量显著降低。开采后期，气油比逐渐降低，油层压力急剧下降，产量也降的很低。这种驱油方式驱油效果差，采收率低，不宜采用。（5）重力驱动：石油依靠本身的重力由油层流向油井，叫重力驱动。这种驱动方式出现在油田开发末期，其它能量已枯竭，重力成为主要驱油动力。油井产量已经
8、很低。4. 分别阐述有杆抽油泵在上冲程和下冲程的工作原理，并画出示意图。知识点提示：有杆抽油泵在上冲程的工作原理，并画出示意图。有杆抽油泵在下冲程的工作原理，并画出示意图。5.阐述水力压裂增产增注的原理和水力压裂的工艺过程。6.简述石油工业中业通常采用苏林分类法将水分为哪几种类型？各类水型的沉积环境有什么区别？判断方法是什么？7. 阐述泵效的影响因素及提高泵效的措施。知识点提示：泵效的影响因素。提高泵效的措施。答：抽油泵是有杆采油工作方式中最关键的设备，他的是否正常，直接关 系到采油效率的高低。常用的井下抽油泵有管式泵、杆式泵两种。管式泵结构简单、工作可靠被广泛使用。抽油泵在井下工作环境复杂，
9、受各种因素影响较多，导致 抽油泵泵效的降低。从而直接影响油井产量，降低了采油效率。如何提高泵效是我们采油工人必须进行分析、研究的问题。通过分析、提出有效地提高泵效的措施为 油田的原油生产作出应有的贡献。影响泵效的因素：1）地质因素：包括油井出砂、气体过多、油井结蜡、原油粘度高、油层中含腐蚀性的水、硫化氢气体腐蚀泵的部件等；2）设备因素：泵的质量，衬套与活塞间隙等；3）工作方式的影响。提高泵效的措施有：1） 采取有效的防砂措施，减轻砂粒对泵的磨损，减轻漏失影响，减少砂子在井中沉积，减小油流入井阻力，也会降低泵效。2）选择合理的工作方式，对于粘度不太大的常规抽油机井应选用大冲程、小冲数和较小泵径，
10、这样既可减小气体影响，又可减小悬点的交变载荷；对于原油比较稠的井，一般选用大冲程、大泵经、小冲数，可以减小原油经过阀座孔的阻力和原油与杆柱与管柱之间的阻力；对于连喷带抽的井，则采用大冲程、大冲数、大泵经，快速抽汲可增大对井的诱喷能力。3）确定合理的下泵深度和合理的沉没度。4）使用油管锚减小冲程损失。5) 采用井下油气分离和井口放套管气装置减轻气体影响。8.阐述压裂液的定义和性能？二、论述题（40分）结合自己所学专业，谈谈石油工程包含的内容、任务和将来的发展趋势。字数不少于800字。答：本学期学习石油工程概论，我认识到石油工程是培养具备工程基础理论和石油工程专业知识，能在石油工程领域从事油气钻井
11、工程、采油工程、油藏工程相关工作，下面就三大工程谈一下自己的认识。对钻井工程的认识钻井是石油工程的龙头，是指利用专业设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼，一直达到地下油气层的工作。钻井的发展经过了人工掘井、人工冲击钻、机械顿钻、旋转钻四个过程。钻井工程是油气勘探开发的主要手段，对于油气勘探开发的成败起着决定性的作用。作为勘探开发的第一步，先进的钻井工艺核技术、良好的钻井液体系和相配套的完井方法是提高油气勘探成功率、发现油气田、圆满完成甲方施工要求的重要保证。石油钻井是指利用专业设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼，一直达到地下油气层的工作
12、。从钻井发展过程来看，钻井方式主要有四种：人工掘井、人工冲击钻、机械顿钻、旋转钻。钻井施工工序主要包括：钻前施工、钻井施工、完井施工。目前，国际上钻井新技术主要包括：1. 定向井、水平井、大位移井技术；2. 分支井技术；3. 深井及超深井技术；4. 深海钻井技术；5. 欠平衡钻井技术；6. 小井眼钻井技术；7. 地质导向钻井技术；8. 挠性连续管钻井技术；从当前世界范围内钻井工程来看，钻井服务主要发展方向有以下几方面：1）提高单井产出水平，例如分支井、丛式井等，单井所控制的泄油面积越来越大，节约成本的同时也简化了作业程序。2）大范围采用井下遥测仪器，例如MWD/LWD工具、旋转导向钻井系统（R
13、SS）、垂直钻井系统（如Power-V系统）等，使井下轨迹更有可控性，以满足陆地/海洋钻井的各种需要；3）简化钻井施工程序，如套管钻井技术、连续管钻井技术、顶驱系统（TDS），这些工具及工艺的研发和应用，大大地简化了钻井工艺流程，为钻井施工节约了成本；4）老井重新利用技术，例如老井侧钻、加深等技术，利用已有井眼结构，通过优化设计等措施使原来低产量井重新焕发生机。二、对采油工程的认识采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。它所研究的是以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。通过一系列可作用于油藏的工程技术措施，
14、使油、气流入井底，并高效率地将其举升到地面进行分离和计量，经济有效地提高油井产量和原油采收率。采油方法是指将流入井底的原油采到地面所采用的工艺方法和方式。采油方法分为自喷采油和人工举升采油。自喷采油是利用油层本身的能量将原油举升到地面的方式。人工举升采油主要包括：气举采油、有杆泵采油和无杆泵采油气举采油是利用从地面向井筒注入高压气体，将原油举升至地面的一种人工举升方式，该方式主要适用于高产量的深井、油气比高的油井、定向井和水平井。有杆泵采油：由抽油机、抽油杆、抽油泵和其它附件组成。抽油机包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。其工作原理是：工作时动力设备将高速旋转运动通过减速箱传递给曲柄，带动曲
15、柄低速旋转，曲柄通过连杆带动游梁作上下摆动，挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动井下深井泵作上下往复运动，把原油抽到地面。无杆泵采油：电潜泵电动机和泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下采油设备。随着人类工业化进程的深入，分布在世界各地的油田由于连续开采，油藏压力不断下降，为了更多地将底层原有采出，普遍采用各种增产措施来提高油田的原油产量，例如酸化工艺、压裂工艺、油井解堵、油井化学堵水、注水井调驱调剖、注水井降压增注、注水井挤堵等。三、对油藏工程的认识油田开发就是根据祥探和必要的生产性开发试验，在综合研究的基础上对具有工业价值的油田，按照市场对原油的需求，从油田的实际情况和生产规律出发，制定合理的
16、开发方案，并对油田进行建设和投产，使油田按照预定的生产能力和经济效果长期生产，并在生产过程中做必要的调整，保持合理开发。油藏工程主要研究油藏内流体性质和流体运动规律的方法。一般包括油层物理、油气层渗流力学、试井解释、数值模拟、油藏动态分析方法等。主要包括以下几个方面：开发方案设计、水驱油理论基础、开发动态分析、油藏动态监测与调整。21世纪是石油科技挑战资源劣质化的世纪，随着石油勘探开发工作的不断深入，未来的油气勘探开发将逐步向深层、深海和自然条件非常恶劣的沙漠、高山及高寒地区转移，深层的勘探开发新目标已指向6000-7000米的深层及水深3000米以上的海域，油田规模逐渐变小、储量品质逐渐变差，难动用储量不断增加
