石油工程概论-考试题及答案

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：_______姓名：________学号：_______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.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。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。⑴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、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。①.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。②.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。③.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。④.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100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。⑤.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？绝对渗透率:岩石孔隙中只有一种流体(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。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。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。影响绝对渗透率的因素有：①岩石的颗粒大小；②孔隙截面形状和孔隙连通性的好坏：③胶结物的含量；④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：一般油藏驱动类型可以分为五类：1）弹性驱动：依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能进行原油驱动的方式。2）溶解气驱：油层压力低于饱和压力时，溶解状态的气体分离出的气泡膨胀而将石油推向井底的驱动方式。3）水压驱动：当油藏有边水、底水时就会形成水压驱动，可以分为刚性水驱和弹性水驱。4）气压驱动：当油藏存在气顶，气顶中的压缩气为驱油的主要能量时为气压驱动，可分为刚性气驱和弹性气驱。5）重力驱动：对于一个无原始气顶和边底水的饱和或未饱和油藏，当期油藏储层的向上倾斜度比较大时，就能存在并形成重力驱，靠原油自身的重力将油驱向井底即为重力驱动。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。答：上冲程---活塞上行，游动阀关闭，泵筒内压力下降，当泵筒内压力低于泵入口压力时，固定阀打开，液体进入泵内，同时井口排出活塞让出泵筒体积的液体（如图a）。下冲程---活塞下行，泵筒内压力升高，游动阀打开，固定阀关闭，液体从泵内排出到活塞以上的油管中，同时井口排出光杆进入的液体体积（如图b）。（a）上冲程；（b）下冲程；1-游动阀；2-活塞；3-衬管；4-固定阀5.阐述水力压裂增产增注的原理和水力压裂的工艺过程。答：水力压裂是油气井增产/水井增注的一项重要技术措施。当地面高压泵组将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排列注入井中，在井底附近憋起超过井壁附近地应力及岩石抗张强度的压力后，即在地层中形成裂缝。随着带有支撑剂的液体注入裂缝中，裂缝逐渐向前延伸。这样在地层中形成了足够长度、一定宽度的填砂裂缝。由于它具有很高的渗滤能力，使油气能够通畅流入井筒，起到增产增注的作用。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？答：苏林分类法将天然水分成硫酸钠水型（Na2SO4）、重碳酸钠水型（NaHCO3）氯化镁水型（MgCl2）、氯化钙水型（CaCl2）四种。油田水主要为重碳酸钠(NaHCO3)和氯化钙(CaCl2)型。地面水则多为硫酸钠(Na2S04)型。7.阐述泵效的影响因素及提高泵效的措施。答：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，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？答：压裂液是流体矿（气、汽、油、淡水、盐水、热水等）在开采过程中，为了获得高产而借用压裂措施时所用的液体。主要由前置液、携砂液、顶替液组成。在实际压裂施工过程中对压裂液一般有以下要求：①滤失小，前置液、携砂液的综合滤失系数≤1×10-3m/min1/2；②悬砂能力强。一般认为压裂液的粘度为50~150mPa·s较合适；③摩阻低；④稳定性好；⑤与地层岩石及流体配伍性好；⑥低残渣；⑦易返排；⑧货源广，便于配制，价格便宜。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：从本学期学习石油工程概论，我才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。一、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。目前，国际上钻井新技术主要包括：定向井、水平井、大位移井技术；分支井技术；深井及超深井技术；深海钻井技术；欠平衡钻井技术；小井眼钻井技术；地质导向钻井技术；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（RSS）、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，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。目前最主要的采油方式有气举采油、有杆泵采油和无杆泵采油。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。最后，石油作为一种重要的能源，可以说是现代经济的血液。我国是石油消费大国，同时又是世界排名第五的石油生产大国。石油工业作为一种基础工业，需要大量的技术人才。石油生产领域具有科技含量高、技术性强的特点。随着生产的发展和石油企业人员的不断更新，在石油生产管理与技术应用方面，将需要大量的具有较高科学文化素质和职业技能的高级技术应用型人才，所以我要学好石油工程各项技术，更好为我国油气田发展做出自己的贡献。