石油工程概論考試題及答案

1、中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期 末 考 試 石油工程概論學(xué)習(xí)中心：_ 姓名：_ 學(xué)號(hào)：_ 一、綜述題（共8小題，每小題15分，任選4小題，共60分）（綜述題請根據(jù)知識(shí)點(diǎn)提示結(jié)合課件組織答案，每道題目不少于400字。照抄知識(shí)點(diǎn)提示不得分。）選做題號(hào)： 1. 闡述井身結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容，說出各內(nèi)容所包括的具體知識(shí)，并畫出基本的井深結(jié)構(gòu)圖。答：井身結(jié)構(gòu)是指由直徑、深度和作用各不相同，且均注水泥封固環(huán)形空間而形成的軸心線重合的一組套管與水泥環(huán)的組合。包括井中套管的層數(shù)及各種套管的直徑、下入深度和管外的水泥返深，以及相應(yīng)各井段鉆進(jìn)所用鉆頭直徑。 井身結(jié)構(gòu)的組成及作用：井身結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)管、表層套管、技術(shù)套

2、管、油層套管和各層套管外的水泥環(huán)等組成。.導(dǎo)管：井身結(jié)構(gòu)中下入的第一層套管叫導(dǎo)管。其作用是保持井口附近的地表層。 .表層套管：井身結(jié)構(gòu)中第二層套管叫表層套管，一般為幾十至幾百米。下入后，用水泥漿固井返至地面。其作用是封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層。 .技術(shù)套管：表層套管與油層套管之間的套管叫技術(shù)套管。是鉆井中途遇到高壓油氣水層、漏失層和坍塌層等復(fù)雜地層時(shí)為鉆至目的地層而下的套管，其層次由復(fù)雜層的多少而定。作用是封隔難以控制的復(fù)雜地層，保持鉆井工作順利進(jìn)行。 .油層套管：井身結(jié)構(gòu)中最內(nèi)的一層套管叫油層套管。油層套管的下入深度取決于油井的完鉆深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油氣層頂部10

3、0150米。其作用封隔油氣水層，建立一條供長期開采油氣的通道。.水泥返高：是指固井時(shí)，水泥漿沿套管與井壁之間和環(huán)形空間上返面到轉(zhuǎn)盤平面之間的距離。2. 簡述絕對滲透率、有效滲透率、相對滲透率的定義，影響絕對滲透率的影響因素？絕對滲透率:巖石孔隙中只有一種流體(單相)存在，流體不與巖石起任何物理和化學(xué)反應(yīng)，且流體的流動(dòng)符合達(dá)西直線滲濾定律時(shí)，所測得的滲透率。有效滲透率:多相流體在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)，其中某一項(xiàng)流體的滲透率叫該項(xiàng)流體的有效滲透率，又叫相滲透率。相對滲透率:多相流體在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)，其中某一項(xiàng)流體在該飽和度下的滲透系數(shù)與該介質(zhì)的飽和滲透系數(shù)的比值叫相對滲透率，是無量綱量。影響絕對滲透

4、率的因素有：巖石的顆粒大??；孔隙截面形狀和孔隙連通性的好壞：膠結(jié)物的含量；巖石中的裂縫。3. 闡述油藏的驅(qū)動(dòng)能量及油藏驅(qū)動(dòng)類型，并針對國內(nèi)一油藏進(jìn)行舉例分析。答：一般油藏驅(qū)動(dòng)類型可以分為五類：1）彈性驅(qū)動(dòng)：依靠油層巖石和流體的彈性膨脹能進(jìn)行原油驅(qū)動(dòng)的方式。2）溶解氣驅(qū)：油層壓力低于飽和壓力時(shí)，溶解狀態(tài)的氣體分離出的氣泡膨脹而將石油推向井底的驅(qū)動(dòng)方式。3）水壓驅(qū)動(dòng)：當(dāng)油藏有邊水、底水時(shí)就會(huì)形成水壓驅(qū)動(dòng)，可以分為剛性水驅(qū)和彈性水驅(qū)。4）氣壓驅(qū)動(dòng)：當(dāng)油藏存在氣頂，氣頂中的壓縮氣為驅(qū)油的主要能量時(shí)為氣壓驅(qū)動(dòng)，可分為剛性氣驅(qū)和彈性氣驅(qū)。5）重力驅(qū)動(dòng)：對于一個(gè)無原始?xì)忭敽瓦叺姿娘柡突蛭达柡陀筒?，?dāng)期油藏

5、儲(chǔ)層的向上傾斜度比較大時(shí)，就能存在并形成重力驅(qū)，靠原油自身的重力將油驅(qū)向井底即為重力驅(qū)動(dòng)。4. 分別闡述有桿抽油泵在上沖程和下沖程的工作原理，并畫出示意圖。答：上沖程-活塞上行，游動(dòng)閥關(guān)閉，泵筒內(nèi)壓力下降，當(dāng)泵筒內(nèi)壓力低于泵入口壓力時(shí)，固定閥打開，液體進(jìn)入泵內(nèi)，同時(shí)井口排出活塞讓出泵筒體積的液體（如圖a）。 下沖程-活塞下行，泵筒內(nèi)壓力升高，游動(dòng)閥打開，固定閥關(guān)閉，液體從泵內(nèi)排出到活塞以上的油管中，同時(shí)井口排出光桿進(jìn)入的液體體積（如圖b）。（a）上沖程；（b）下沖程；1-游動(dòng)閥；2-活塞；3-襯管；4-固定閥5. 闡述水力壓裂增產(chǎn)增注的原理和水力壓裂的工藝過程。答：水力壓裂是油氣井增產(chǎn)/水井增

6、注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。當(dāng)?shù)孛娓邏罕媒M將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排列注入井中，在井底附近憋起超過井壁附近地應(yīng)力及巖石抗張強(qiáng)度的壓力后，即在地層中形成裂縫。隨著帶有支撐劑的液體注入裂縫中，裂縫逐漸向前延伸。這樣在地層中形成了足夠長度、一定寬度的填砂裂縫。由于它具有很高的滲濾能力，使油氣能夠通暢流入井筒，起到增產(chǎn)增注的作用。6. 簡述石油工業(yè)中業(yè)通常采用蘇林分類法將水分為哪幾種類型？各類水型的沉積環(huán)境有什么區(qū)別？判斷方法是什么？答：蘇林分類法將天然水分成硫酸鈉水型（na2so4）、重碳酸鈉水型（nahco3）氯化鎂水型（mgcl2）、氯化鈣水型（cacl2）四種。油田水主要為重碳酸鈉(nah

7、co3)和氯化鈣(cacl2)型。地面水則多為硫酸鈉(na2s04)型。7. 闡述泵效的影響因素及提高泵效的措施。答：影響泵效的因素：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：泵的質(zhì)量，襯套與活塞間隙等；3）工作方式的影響。 提高泵效的措施有：1） 采取有效的防砂措施，減輕砂粒對泵的磨損，減輕漏失影響，減少砂子在井中沉積，減小油流入井阻力，也會(huì)降低泵效。2）選擇合理的工作方式，對于粘度不太大的常規(guī)抽油機(jī)井應(yīng)選用大沖程、小沖數(shù)和較小泵徑，這樣既可減小氣體影響，又可減小懸點(diǎn)的交變載荷；對于原油比較稠的井，一般選用大沖程、

8、大泵經(jīng)、小沖數(shù)，可以減小原油經(jīng)過閥座孔的阻力和原油與桿柱與管柱之間的阻力；對于連噴帶抽的井，則采用大沖程、大沖數(shù)、大泵經(jīng)，快速抽汲可增大對井的誘噴能力。3）確定合理的下泵深度和合理的沉沒度。4）使用油管錨減小沖程損失。5) 采用井下油氣分離和井口放套管氣裝置減輕氣體影響。8.闡述壓裂液的定義和性能？答：壓裂液是流體礦（氣、汽、油、淡水、鹽水、熱水等）在開采過程中，為了獲得高產(chǎn)而借用壓裂措施時(shí)所用的液體。主要由前置液、攜砂液、頂替液組成。在實(shí)際壓裂施工過程中對壓裂液一般有以下要求：濾失小，前置液、攜砂液的綜合濾失系數(shù)110-3m/min1/2；懸砂能力強(qiáng)。一般認(rèn)為壓裂液的粘度為50150mpas

9、較合適；摩阻低；穩(wěn)定性好；與地層巖石及流體配伍性好；低殘?jiān)?；易返排；貨源廣，便于配制，價(jià)格便宜。二、論述題（40分）結(jié)合自己所學(xué)專業(yè)，談?wù)勈凸こ贪膬?nèi)容、任務(wù)和將來的發(fā)展趨勢。字?jǐn)?shù)不少于800字。答：從本學(xué)期學(xué)習(xí)石油工程概論，我才認(rèn)識(shí)到石油工程是培養(yǎng)具備工程基礎(chǔ)理論和石油工程專業(yè)知識(shí)，能在石油工程領(lǐng)域從事油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程相關(guān)工作，下面就三大工程談一下自己的認(rèn)識(shí)。1、 對鉆井工程的認(rèn)識(shí)鉆井是石油工程的龍頭，是指利用專業(yè)設(shè)備和技術(shù)，在預(yù)先選定的地表位置處，向下或一側(cè)鉆出一定直徑的孔眼，一直達(dá)到地下油氣層的工作。鉆井的發(fā)展經(jīng)過了人工掘井、人工沖擊鉆、機(jī)械頓鉆、旋轉(zhuǎn)鉆四個(gè)過程。鉆井

10、工程是油氣勘探開發(fā)的主要手段，對于油氣勘探開發(fā)的成敗起著決定性的作用。作為勘探開發(fā)的第一步，先進(jìn)的鉆井工藝核技術(shù)、良好的鉆井液體系和相配套的完井方法是提高油氣勘探成功率、發(fā)現(xiàn)油氣田、圓滿完成甲方施工要求的重要保證。目前，國際上鉆井新技術(shù)主要包括：定向井、水平井、大位移井技術(shù)；分支井技術(shù)；深井及超深井技術(shù)；深海鉆井技術(shù)；欠平衡鉆井技術(shù)；小井眼鉆井技術(shù)；地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)；撓性連續(xù)管鉆井技術(shù)；從當(dāng)前世界范圍內(nèi)鉆井工程來看，鉆井服務(wù)主要發(fā)展方向有以下幾方面：1）提高單井產(chǎn)出水平，例如分支井、叢式井等，單井所控制的泄油面積越來越大，節(jié)約成本的同時(shí)也簡化了作業(yè)程序。2）大范圍采用井下遙測儀器，例如mwd/

11、lwd工具、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)（rss）、垂直鉆井系統(tǒng)（如power-v系統(tǒng)）等，使井下軌跡更有可控性，以滿足陸地/海洋鉆井的各種需要；3）簡化鉆井施工程序，如套管鉆井技術(shù)、連續(xù)管鉆井技術(shù)、頂驅(qū)系統(tǒng)（tds），這些工具及工藝的研發(fā)和應(yīng)用，大大地簡化了鉆井工藝流程，為鉆井施工節(jié)約了成本；4）老井重新利用技術(shù)，例如老井側(cè)鉆、加深等技術(shù)，利用已有井眼結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)等措施使原來低產(chǎn)量井重新煥發(fā)生機(jī)。二、對采油工程的認(rèn)識(shí)采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過生產(chǎn)井和注入井對油藏采取的各項(xiàng)工程技術(shù)措施的總稱。它所研究的是以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項(xiàng)工程技術(shù)措施的理論、工程設(shè)計(jì)方法及實(shí)施技術(shù)。通過一

12、系列可作用于油藏的工程技術(shù)措施，使油、氣流入井底，并高效率地將其舉升到地面進(jìn)行分離和計(jì)量，經(jīng)濟(jì)有效地提高油井產(chǎn)量和原油采收率。目前最主要的采油方式有氣舉采油、有桿泵采油和無桿泵采油。隨著人類工業(yè)化進(jìn)程的深入，分布在世界各地的油田由于連續(xù)開采，油藏壓力不斷下降，為了更多地將底層原有采出，普遍采用各種增產(chǎn)措施來提高油田的原油產(chǎn)量，例如酸化工藝、壓裂工藝、油井解堵、油井化學(xué)堵水、注水井調(diào)驅(qū)調(diào)剖、注水井降壓增注、注水井?dāng)D堵等。三、對油藏工程的認(rèn)識(shí)油藏工程主要研究油藏內(nèi)流體性質(zhì)和流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法。一般包括油層物理、油氣層滲流力學(xué)、試井解釋、數(shù)值模擬、油藏動(dòng)態(tài)分析方法等。主要包括以下幾個(gè)方面：開發(fā)方案設(shè)計(jì)、水驅(qū)油理論基礎(chǔ)、開發(fā)動(dòng)態(tài)分析、油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測與調(diào)整。最后，石油作為一種