采油工程课程知识点

《采油工程课程》各章知识点(标注*的为重要内容)

1．绪论

采油工程的定义和主要内容。 2．油井流入动态与井筒多相流动规律

产液指数*；流入动态与流入动态曲线（单相流体达西公式，Vogel方程）及流入动态曲线的绘制方法*；完善井与非完善井*；流动效率*；

相与多相流动的概念*；流型及垂直气液两相流动流型；滑脱及滑脱损失*；多相管流压力损失的组成及多相管流压降梯度计算通式*；多相管流计算的步骤与方法(按压力增量迭代与按深度增量迭代) *。 3．自喷与气举采油

采油方法分类及其含义*；自喷井生产的四个基本过程*；节点分析方法*。 气举采油方式的定义、适用条件及优缺点*；气举按注气方式的分类*；注气启动压力*及其计算方法；连续气举设计方法*。 4. 常规有杆抽油泵采油

有杆抽油装置及泵的工作原理*；游梁式抽油机命名原则*；管式泵与杆式泵；泵的理论排量与泵效的求解方法*；游梁式抽油机位置因素和运动指标*（死点位置时的实际加速度与按简谐运动公式计算出的加速度之比值）；抽油机驴头悬点上的载荷分为静载荷、动载荷、摩擦载荷。

抽油机不平衡的原因和后果；抽油机平衡方式（机械平衡、气平衡、随动平衡方式、二次平衡方式、可调相位角平衡装置（用组合平衡重来调节相位角的平衡方式））、抽油机平衡影响因素。抽油机结构不平衡重*。判断平衡的方法*。抽油过程中减速箱输出轴(曲柄轴)的扭矩M等于曲柄半径与作用在曲柄销处的切线力T的乘积。扭矩因数*：悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的比值。“背面冲突”（抽油过程中曲柄轴上出现负扭矩现象时，减速箱的主动轮变为从动轮的现象）。有效平衡值*：抽油机结构不平衡重及平衡块重量在悬点产生的平衡力。等值扭矩*：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，使其电动机的发热条件相同。

水力功率*：在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率。光杆功率*：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率。地面与地下效率组成。

气锁*：抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀，吸入和排出阀无法打开，出现抽不出油的现象。防冲距：（下死点静止状态下柱塞与泵吸入口的距离）。影响泵效的因素*：抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩、气体和充不满的影响、漏失影响、体积系数的影响。提高泵效的措施*（合理的工作方式、合理沉没度、改善泵的结构、合理利用油管锚、合理利用气体能量）。

在交变负荷作用下，抽油杆柱往往是由于疲劳而发生破坏，而不是在最大拉应力下破坏。抽油杆杆柱应力范围比。抽油杆柱设计步骤（等强度设计方法和不等强度设计方法）。有杆抽油系统设计*（目标、依据-油藏供液能力、理论基础-节点系统分析方法，定产量与不定产量）

示功图*：载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。典型示功图*。

抽油井计算机诊断的内容*：计算抽油杆柱断面上的应力分布和示功图；估算泵口压力；判断油井潜能；计算活塞冲程和泵效；检验泵及油管锚的机械状况；计算和绘制扭矩曲线，并进行平衡和功率的计算与分析。抽油杆-井下动态信号的传导线。 4. 无杆泵采油

电潜泵采油装置*：井下机组部分、电力传输部分和地面控制部分。泵的增压原理。离心泵的特性曲线*：扬程、功率和泵效随排量的变化关系曲线。应用范围。设计步骤。

水力活塞泵采油油井装置。举升原理*（动力液地面加压，动力液驱动液马达，液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动令原油被增压举升）。优缺点（缺点：机组结构复杂，加工精度要求高；地面流程大，投资高(规模效益)）。适用范围（油层深度（不受限制）与排量范围大；含蜡、结垢、腐蚀适应性强；稠油、稀油、高凝油；井斜或弯曲不受限制（适用于直井、斜井、从式井、水平井等）；分层开采适应性强）

水力射流泵采油油井装置（井口、井下器具管柱结构和射流泵）和地面流程（高压泵机组、高压控制管汇、动力液处理装置、计量装置和地面管线）。举升原理*（通过注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液）。优缺点（泵效高；扬程高；液马达在井下，可以形成较大的生产压差；排量大（1000m3/d））。

5．注水

水源要求（水量充足、水质稳定）、注水引起的油层损害主要类型（堵塞、腐蚀、结垢）及注水地面系统。

注入水处理步骤*（沉淀、过滤、杀菌、脱氧、暴晒、除油）。

注水系统*是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井注水井吸水能力及改善吸水能力的措施。

投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作，包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。

注水井指示曲线*：稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线

吸水指数*：单位注水压差下的日注水量

每米吸水指数*：地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值

视吸水指数*：日注水量除以井口压力

相对吸水量*：在同一注入压力下，某一层吸水量占全井吸水量的百分数

用指示曲线分析油层吸水能力的变化（几种典型曲线（直线、折线）及移动代表的含义）

注水井调剖*: 向地层中的高渗透层注入化学药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使注入水增加对低含水部位的驱油作用，这种工艺措施称为水井调剖

分层配水管柱设计的主要依据：注水层的注水指示曲线和配水嘴的嘴损曲线

嘴损曲线：配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线 注水井系统设计；分层吸水能力及调剖技术。 6．油井增产措施

压裂的定义*：用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果

水力压裂增产原理*（改变流体的渗流状态，降低了井底附近地层中流体的渗流阻力）； 造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系

形成垂直裂缝的条件：当井壁上存在的周向应力达到井壁岩石的水平方向的抗拉强度时，岩石将在垂直于水平应力的方向上产生脆性破裂。

形成水平裂缝的条件：井壁上存在的垂向应力达到井壁岩石的垂向的抗张强度时，岩石将在垂直于垂向应力的方向上产生脆性破裂。

破裂梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。

井破裂时没有明显的破裂峰值，可能原因是：两个水平应力的比值较大时，井壁上的周向应力就较小；地层中有微隙、井经过预处理、地层渗透率较高等都会有这样的现象 压裂液分类及其任务*：前置液（破裂地层、造缝、降温作用。）、携砂液（携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。）和顶替液。

压裂液滤失到地层受三种机理控制*： 压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性、压裂液的造壁性。

填砂裂缝的导流能力*：在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，常用FRCD表示，导流能力也称为导流率。

支撑剂在裂缝内的分布规律随裂缝类型(水平、垂直缝)和携砂液性能而异。 支撑剂的选择主要是指选择其类型和粒径。 压裂设计的任务*：优选出经济可行的增产方案

压裂设计的方法*：根据油层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂方案

压裂设计方案的内容*：裂缝几何参数优选及设计；压裂液类型、配方选择及注液程序；支撑剂选择及加砂方案设计；压裂效果预测和经济分析等。区块整体压裂设计还应包括采收率和开采动态分析等

影响压裂井增产幅度的因素：油层特性（指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油层能量、含油丰度和泄油面积等）和裂缝几何参数（指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力）

增产倍数是压裂前后油气井采油指数的比值，它与油层和裂缝参数有关 裂缝几何参数计算模型：目前有二维(PKN、KGD)、拟三维(P3D)和真三维模型，主要差别是裂缝的扩展和裂缝内的流体流动方式不同

酸化目的*：解除孔隙、裂缝中的堵塞物质，或扩大沟通油气岩层原有的孔隙和裂缝，提高油气层的渗流性

酸化原理*：通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。

酸处理技术主要包括：酸洗，基质酸化和酸化压裂。

酸岩反应速度*：指单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量 常用酸液种类、性能及添加剂。

残酸：当酸浓度降低到一定浓度时，酸液基本上失去溶蚀能力。

活性酸的有效作用距离*：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 裂缝的有效长度*：活性酸的有效作用距离内仍具有相当导流能力的裂缝长度 酸化压裂：用酸液作为压裂液，不加支撑剂的压裂。作用原理：(1) 靠水力作用形成裂缝；（2）靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能力，可达到提高地层渗透性的目的。 7．复杂条件下的开采技术

油层出砂原因（地质条件和开采因素）及对砂岩油层开采的影响，主要的机械、化学和其他防砂方法原理，冲砂方法。

结蜡*（随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶析出、长大聚集和沉积在管壁等固相表面上）、影响结蜡的主要因素、蜡的初始结晶温度或析蜡点（蜡开始析出的温度）*、主要的清防蜡方法。

油井出水原因、选择性堵水*（通过油井向生产层注入适当的化学剂堵塞水层或改变油、水、岩石之间的界面张力，降低油水同层的水相渗透率，而不堵塞油层或对油相渗透率影响的较少的化学堵水方法）和非选择性堵水*（在油井上采用适当的工艺措施分隔油水层，并用堵剂堵塞出水层的化学堵水方法）。

高凝油与稠油的定义；热处理油层采油技术（通过向油层提供热能，提高油层岩石和流体的温度，从而增大油藏驱油动力，降低油层流体的粘度，防止油层中的结蜡现象，减小油层渗流阻力，达到更好地开采稠油及高凝油油藏的目的。目前常用的热处理油层采油技术主要有注热流体(如蒸汽和热水)和火烧油层两类方法）

蒸汽吞吐和蒸汽驱的采油原理*，在单井吞吐采油的每一个吞吐周期中可分为注汽、焖井和生产三个阶段。蒸汽干度是衡量蒸汽含热量的指标* 主要井底降粘技术原理

井底处理新技术的基本原理。 2．完井工程与试油

产能比*

常见的完井方式*套管或尾管射孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套管内砾石充填完井

射孔方案设计中主要考虑*：参数组合的产能比、套管损害情况和孔眼的力学稳定性； 影响油井射孔产能的因素*：孔深、孔密、孔径、相位角、伤害程度、伤害深度、压实程度、压实厚度及非均质性等

射孔工艺设计的主要内容*：射孔方式、射孔枪、弹和射孔液选择 射孔枪的枪体结构，可把它分为有枪身射孔和无枪身射孔

射孔液对油层可能造成的损害：射孔液固相颗粒损害、射孔液滤失造成损害、射孔液速敏造成损害

油气层损害*：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。

损害机理*

油气层保护的目的：保证油气水井在各项工程技术措施中储层内流体渗流阻力不增加 储层敏感性：储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度

试油的定义及目的：根据地质录井资料和测井资料解释结果、钻井过程中油气显示等资料，利用一套专用的设备和方法，对可能出油的层位的油气水产量、温度、压力及油气水性质进行直接测量，以鉴别和认识油气水层的工作。试油目的：为勘探开发提供依据

试油的主要任务*：主要任务：了解储层及流体性质、查明油、气田的含油面积及油水或气水边界以及驱动类型、了解储层产油气能力和验证测井资料解释的可靠程度；整理和分析试油资料结果，确定油井合理工作制度。

试油主要工作*：诱导油流和测试

诱导油流方法*：替喷法、抽汲法、气举法、井口驱动单螺杆泵法

诱导油流方法应遵循的基本原则*： 把井底和井底周围地层的脏物排出，建立起足够大的井底压差，缓慢而均匀地降低井底压力 8．采油工程方案设计概要

采油工程方案设计的任务*： 根据油藏地质研究成果和油藏工程方案的要求，评价油藏工程方案开发指标的可行性，确定为实现油藏工程方案开发指标应采取的一系列工程技术措施。

采油工程方案的内容

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