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1、中國石油大學(北京)遠程教育學院
期末考 試
《 采油工程 》
學習中心: 姓名: 學號:_
關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說明
1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容(包括抄襲網(wǎng)上、書籍、報刊雜志及其他已有論文),帶有明顯外校標記,不符合學院要求或?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?yōu)椤?”。
2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語有50%以上相同者判為雷同,成績?yōu)椤?”。
3、所提交試卷或材料沒有對老師題目進行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者,認定為“白卷”或“錯卷”,成績?yōu)椤?”。
一、題型
分基礎(chǔ)題(60分)和課程設(shè)
2、計(40分)?;A(chǔ)題分概念題和問答題:概念題,6題,每題5分,共30分;問答題,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)
①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)量之間的關(guān)系
的綜合指標。其數(shù)值等于單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量。
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(Inflow Performance Relationship Curve)簡稱IPR曲線,又稱指示曲線(Index Curve)。
③自噴采油
自噴采油指油田開發(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
3、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。也稱之為行程。
⑤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, 人們習慣稱之為酸壓。酸化液壓是國內(nèi)外油田灰?guī)r油藏廣泛采用的一項增產(chǎn)增注措施?,F(xiàn)已開始成為重要的完井手段。
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:泵效:在抽油井生產(chǎn)過程中,
4、實際產(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
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,實現(xiàn)舉升的目的;不同點: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。
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:200
5、0+學號末兩位10,單位是m
例如: 學號為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、每個同學相同的參數(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
6、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、設(shè)計內(nèi)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。
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。
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
7、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。
5、課程設(shè)計相關(guān)理論和方法
本次采油工程課程設(shè)計的主要內(nèi)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=15MPa,飽和壓力=10MPa及油藏壓力=21.1MPa,含水為0.4,ρ油=0.8,ρ水=1。=40t/d
∵
2)畫出IPR曲線
=j()=6.56(21.1-10)=72.8t/d
8、
=+=72.8+=109.2t/d
-油IPR曲線的最大產(chǎn)油量。
①當0
9、
=0.4(21.1-80/6.56)+0.125(1-0.4)10[-1+
=8.86Mpa
同理qt9=90t/d,Pwf9=7.13Mpa
qt10=100t/d,Pwf10=5.04Mpa
③當qomax
10、40
50
60
70
80
90
100
110
得到油井的流入動態(tài)曲線如下圖:
3)利用IPR曲線,由給定的配產(chǎn)量計算對應的井底流壓。
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)=72.8t
∵0<50<72.8則
所以pwf=13.48MPa.
(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:
0.0002834(㎡)
桿柱重力=2.315009.8=33810N
=0.0002834(14.72-3) 106=3321.448N
(1)
11、最大載荷:
=(1499.9+26174.24)(1+)=39371.781N
=0.0014999110=1499.9N
;由于是單級的計算,所以簡化為:
==78509.811500=327345.81N
式中: ——第i級桿每米桿在空氣中的質(zhì)量,Kg/m
——第i級桿桿長,m;
i——抽油桿級數(shù),從下向上計數(shù);
PZ——泵排出口壓力,Pa,按(油藏壓力-套壓)/井深*下泵深度計算;
PN——泵的沉沒壓力,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=
12、0
由于,在該設(shè)計過程之中,只有一級桿,所以公式變?yōu)椋?
=1+10.75=11.75Mpa
=26174.24N–11.75(0.0014999-0)10=8731N
=29899.647-33810=27859.714N
式中:令fr0=0
Pj——第j級抽油桿底部斷面處壓力,Pa:
Pt——井口套壓;
ρ0,ρw——地面油,水密度,kg/m3;
fw——體積含水率,小數(shù);
L----抽油桿總長度,m
fr——抽油桿橫截面積,m2;
4、抽油機校核計算
1)最大扭矩計算公式
=15003+0.2023(39371.781-27859.714)=12376.313Nm
式中:——最大扭矩,Nm;
——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,
==5161.098W
式中:Nt——需要的電動機功率,W;
n——沖數(shù),rpm;
所以,可知電機的計算功率小于電機的額定功率,因而符合要求。
給定的抽油機型號為:CYJ10353HB
電機額定功率:37KW
5161.098W<37KW
此抽油機能滿足生產(chǎn)要求