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1、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

2、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。

3、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

4、，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

5、+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(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： 1 6℃ 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： 50m 3/m3 測試產(chǎn)液量： 40t/d 測試井底流壓： 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： 56m

6、m 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 pwftest pb 則采液指數(shù) j p q test p wftest p =(2000+3× 10)/100=20.3 Mpa

7、p =15Mpa pb =10 Mpa wftest q =40t/d test 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( p — p )=7.55 × （20.3—10）=77.765t/b b 若0＜qt ＜qb 則 Pwf= p —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

8、)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。 2 W SN r r 答： (1 ) P W W max r l l 1790 ' W = f l r L（ s — l ）g ' W = f pL l g l 式中： ' W — — 桿柱在液體中的重力， N； r ' W — — 油管中液體的重力（忽略桿空間） ，N； l W — — 桿柱在空氣中的重力， N；

9、 r f r — — 抽油桿橫截面積， m 2； L — — 抽油桿桿長， m； 3； s — — 抽油桿密度， kg/m 3； l — — 液體密度， kg/m 2； f — — 活塞截面積， m p N— — 沖次， rpm； S— — 光桿沖程， m； r l — — 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 f =∏ /4 ×0.056 ×0.056=0.00246 p f r = ∏ /4 ×0.019 ×0.019=0.00028 3 l =800×（1— 40%）+1000×4

10、0%=880kg/m 3 s =2.3/0.00028=8214kg/m ' W = f r L r s g=1500× 2.3 × 9.8=33810N ' W = f r L（ s — l ）g =0.00028 × 1500× (8214—880) × 9.8=30186.7N r ' W = f l pL l g =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×

11、 3× 6× 6/1790）× （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 53KN· m，H：圓弧齒輪， B：曲柄平衡。 最大扭矩 Mmax=180S0+0.20（& Pmax—Pmin） =1800 × 3+0.202× 3× (64411.6 —28585.2) =27110.80N · m 電動(dòng)機(jī)功率 Nt=

12、1000Mmax × n/14388=1000× 27110.8× 6/14388=11305.59W 給出的抽油機(jī) 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(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。 27.11N· m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。

13、 (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)測試點(diǎn)； pwftest 、qtest 和飽和壓力 pb 及油藏壓力 p 。 如果 pwftest pb 則采液指數(shù) j p q test p wftest 如果 pwftest pb 則需要用氣液兩相采液指數(shù)公式。 2）求某一產(chǎn)量 qt 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 若0 qt qb 則 若 qt q 則所求井底壓力

14、要低于飽和壓力，需要?dú)庖簝上酀B流計(jì)算公式。 b 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： ' W ——桿柱在液體中的重力， N； r ' W ——油管中液體的重力（忽略桿空間） ，N； l W ——桿柱在空氣中的重力， N； r f r ——抽油桿橫截面積， m 2； L ——抽油桿桿長， m； 3； s ——抽油桿密度， kg/m 3，為了計(jì)算方便，這里取油相密度； l ——液體密度， kg/m 2 f ——活塞截面積

15、， m； p N——沖次， rpm； S——光桿沖程， m； r l ——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： M ——最大扭矩， N· m； m ax P ——懸點(diǎn)最大載荷， N； m ax P ——懸點(diǎn)最小載荷， N； m in 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。