石油工程概论(整理)

第二章 油藏流体的物理性质

1.石油的成分：烷烃( C5～C16 )、环烷烃、芳香烃组成

2.天然气的分类:矿藏（气藏气，油藏气，凝析气）or汽油蒸汽含量（富气，干气）or硫含量（酸气，净气）

3.饱和蒸气压：在一定温度下，气液两相共存的压力。

4.泡点压力：在一定温度下，开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。

5.露点压力：在一定温度下，开始从气相中凝结出第一批液滴时的压力。

6.溶解油气比：用接触脱气法得到的地层原油溶解气量的标准体积与地面脱气原油的体积之比。

7.地层原油体积系数：原油在地下的体积Vf与其在地面脱气后的体积Vs之比，又称原油地下体积系数。

8.地层原油两相体积系数：当油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油和其释放出的气体的总体积与地面脱气原油体积之比。

9.地层原油压缩系数：在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变化率。也可以理解为：压力每降低1MPa，1m3地层原油体积的膨胀值。

10.影响溶解油气比（油气性质：油气密度差异越小，溶解汽油比越大；压力：（图）；温度：T升高，Rs降低）、地层原油体积系数（组成：轻倾组分所占比例增大，Bo增大；溶解汽油比：Rs增大，Bo增大；油藏温度：T增大，Bo增大；油藏压力:当P<Pb,P增大，Bo增大，当P>Pb,P增大，Bo减小，当P=Pb，Bo=Bomax）、地层原油压缩系数(组成：轻倾组分所占比例增大，Co增大；Rs：Rs增大，Co增大；温度：T增大，Co增大；压力：P增大，Co减小)、地层原油两相体积系数（）、原油粘度等的因素（组成：；Rs：Rs增大，粘度下降；温度：T升高，粘度下降；压力：图）。

第3章 油藏岩石的物理性质

1.孔隙度：指岩石孔隙体积Vp与岩石外形体积Vr之比。孔隙度用Φ表示

2.绝对孔隙度Φa和有效孔隙度Φe

3.流体饱和度：单位岩石孔隙体积中某种流体所占的比例。

4.采收率

5.岩石的压缩系数：油藏压力每降低1MPa，单位体积油藏岩石内孔隙体积的变化量。

6.岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让流体在其中通过的性质。其大小只取决于岩石本身，而与实验流体、压差等无关。

7.有效渗透率：多相流体共存时，岩石允许每一相流体通过的能力。

8.相对渗透率：多相流体共存时，每一相的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。

9.典型油水相对渗透率曲线：相对渗透率与流体饱和度关系曲线（图：）

（各分区的意义、束缚水饱和度大小、残余油饱和度的大小）A区：Sw<=Swi；B区：Swi<Sw<1-Sor；C区：Sw.>=1-Sor;Kro+Krw<1。

10.润湿性：当存在两种非混相流体时，其中某一相流体沿固体表面沿展或附着的倾向性。

11.接触角（润湿角）：过气液固或液液固三相交点对两非混相流体界面所作的切线和密度较大的流体与固体表面所夹的角。图：

第四章 油田开发设计基础

1.油藏驱动方式的类型、能量、条件及各自的开采特征

油藏驱油能量：①边水压头所具有的驱油能量②原油中的溶解气析出并发生膨胀所产生的驱油能量③气顶中压缩气体膨胀所产生的驱油能量④油层中的流体和岩石发生膨胀而产生的驱油能量⑤原油在油层内由于位差而具有的重力驱油能量；人工能量：

人工向油层注水、注气来增加油层驱油能量

1、弹性驱动：依靠油藏流体和岩石的弹性能量为主要驱油能量的驱动方式。

图：

油藏投入开发，油层压力开始下降，液体、岩石体积发生膨胀，储油层的孔隙体积缩小，原油被排挤到生产井中

2、溶解气驱动：主要依靠原油中分离出天然气的弹性膨胀能量驱油的驱动方式。

油层压力低于饱和压力，溶解在原油中的天然气将从原油中分离出来，天然气体积发生膨胀，原油被排挤流入井

3、水压驱动：依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动力的驱动方式。

地层压力高于饱和压力，边底水和（或）注入水，将原油驱入油井

(1)刚性水压驱动：能量供给充分，水侵量完全补偿采出量。

(2)弹性水压驱动：能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。

4、气压驱动：主要靠气顶气的膨胀能或注入气驱油的驱动方式。

(1)刚性气驱：注入气量足以保持油藏压力稳定，或气顶体积比含油区体积大得多能够保持油藏压力基本保持不变。(2)弹性气压驱动：气顶体积体积小，不能够保持油藏压力基本保持不变。

5、重力驱动：依靠原油在油层内存在位差而具有的重力驱油能量驱油的方式。

当一个油藏的油层倾角比较大或油层厚度大时，重力驱动才能发挥作用。

各种驱动方式的驱油能量来源不同，最终采收率也不同，一般情况下，水压驱动方式的驱油效率最高，采收率最大，溶解气驱采收率最低，油藏的驱动方式并不是一成不变的

2.注水方式：注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系。

3.边缘注水：将注水井布在含水区内或油水过渡带上，以及含油边界以内不远处进行注水开发。

4.切割注水：利用注水井排将油藏切割成若干个区（或块），每个切割区作为一个独立的开发单元进行注水开发 。

5.面积注水：将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个含油面积进行开发。

应知应会

6.画出四点法、五点法、七点法、九点法、反九点法及正对式线状注水井网示意图。（画图）

7.开发层系：指由一些独立的、上下具有良好的隔层、油层性质相近、驱动方式相近、具有一定的储量及生产能力的油层组合而成的开发单元。

8.为什么要划分开发层系？其划分原则是什么？一、划分开发层系的意义

（1）合理划分开发层系，有利于充分发挥各类油层的作用，从而缓和层间矛盾，改善油田开发效果。（2）划分开发层系后，可以针对不同层系的特殊要求设计井网和进行地面生产设施规划和建设。（3）划分开发层系，可以提高采油速度，加速油田生产，缩短开发时间，并提高投资回收期。（4）划分开发层系，能更好地发挥采油工艺手段的作用，进行分层注水、分层采油和分层控制的措施。二、划分开发层系的原则（1）多油层油田，如具有以下地质特征时，原则上不能合并到同一开发层系中：①储油层岩石和物性差异较大；②油气水的物理化学性质不同；③油层压力系统和驱动类型不同；④油层层数太多，含油井段的深度差别过大；（2）每套层系应具有一定的厚度和储量，保证每口井具有一定的生产能力，并达到较好的经济指标。（3）一个开发层系上下必须具有良好的隔层，在注水开发过程中层系间能严格分开，上下层系不会串通和干扰。（4）同一开发层系内各油层的构造形态应基本一致，不应把大面积分布和少量分布的油砂体组合在同一开发层系，否则将有一部分储量不能充分发挥作用。（5）在采油工艺所能解决的范围内，开发层系不宜划分过细，以减少建设工作量，提高经济效益。在开发非均质多油层油田时，划分开发层系后，一套开发层系中仍然包括几个到十几个油层。层间差异仍是不可避免的。为进一步改善油田开发效果，对它们实施分层注水和分层采油工艺，缓解层间矛盾。

9.油田开发方案包括哪些内容？油田地质情况，储量计算，开发原则，开发程序，开发层系、井网、开采方式和注采系统，钻井工程和完井方法，采油工艺技术，地面集输系统，开发指标，经济评价，方案实施要求。

10.油田开发调整包括哪些内容？①立足现有井网层系的综合调整，主要为各种工艺措施调整；②井网层系调整；③开发方式调整

第五章 油藏动态分析方法

1.表皮效应：由于钻井、完井或增产措施的影响，使得井筒附近地层渗透率不同于油层，流体流过这些地层时产生一个附加压降，这种现象叫做表皮效应。

2.续流：在压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可压缩性，油井关井后地面流量为零，而地层流体继续流入井筒，这种现象叫续流。

3.井筒存储：在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是原先在井筒中受压缩的流体，而地层流体则静止不动，这种现象称为井筒存储。

应知应会

4.压降试井：新井或油井关井时间较长，地层中压力分布稳定后，油井以定产量进行生产，测量井底压力随时间变化的试井方法。

5.产量递减率：单位时间内产量递减的百分数。

6.开发效果与水驱曲线的关系？？？？？？？？？？

！第六章 钻井方法及工艺

1、钻井方法有哪些？其特点是什么？目前最常用的是哪种钻井方法？钻井方法分类：人工掘井人力冲击钻井法顿钻钻井法旋转钻井法连续管钻井法

顿钻钻井法特点：优点：起、下钻费时少，设备简单，缺点：(1)破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的；(2)钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；(3)不能进行井内压力控制；

(4)只适用于钻直井。

旋转钻井法（转盘旋转钻井法，井底动力钻具旋转钻井法）

1.转盘旋转钻井法特点：①钻杆完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠道等任务；②钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率③在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；④提高了钻井速度和效益。目前这种方法在世界各国被广泛使用。

2. 井底动力钻具旋转钻井法特点：①转动钻头的动力由地面移到井下，直接接在钻头之上

②钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动力钻具外壳的反扭矩；③井底动力钻具的动力是由电源或地面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传递到井下的具有一定动能和压力的洗井液流体或交流电。

连续管钻井法(柔杆钻井法) 特点：(1)连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省了时间和劳动量；(2)在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环(3)由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能量的有效利用率；(4)为全自动化控制提供了很好的条件；(5)具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中。

2、钻井的基本工艺过程包括哪几个环节？顿钻钻井法工艺过程：钢丝绳提升钻头，下放，

冲击井底，击碎岩石，向井内注水，岩屑、泥土混合成泥水浆，积累到一定量，提出钻头，

下捞砂筒，捞出井内的泥水浆，暴露新井底，钢丝绳提升钻头，。。。，设计井深。

旋转钻井法工艺过程：钻头，钻柱加压，吃入地层，转盘旋转（or动力钻具旋转）

，破碎岩石，循环洗井液，清洗井底，钻头。。。，设计井深。

连续管钻井法工艺过程：钻头、加压装置、动力机，连续管，下放至井底，循环洗井液，为动力机提供动力，钻头旋转，破碎岩石，清洗井底，延伸井眼。（看图）

3、概念：钻井、洗井（采用钻井法时，使用连续流动介质将破碎下来的岩土碎屑从井底清除出井的作业。）、接单根（指在钻井过程当中当方钻杆最上部快到达补心而不能再继续钻进，需要把方钻杆提出，然后在下部钻杆以上接一根钻杆以便继续向下钻进，也就是只接一根钻杆的过程叫接单根。在已经钻成的井内只要井架高度足够则可以一次接一个立柱，也就是三根钻杆。）、起下钻（由于更换钻具，达到目的井深或层位等等等的原因，把钻具从井下起出地面叫“起钻”

起钻之后，如果还需要继续钻进，或者需要通井，就要把钻具再下到井底，叫“下钻”）、固井（固井即是在已钻成的井眼内下入套管，而后在套管与井眼间的环形空间内注入水泥浆，将套管和地层固结成一体的工艺过程。）

、完井（完井包括用特定的方法连通油、气层和井筒，替喷或抽汲等方法诱导油、气流进入井筒，然后进行油气生产。）。

4、钻头类型及其破岩机理。刮刀钻头工作原理：工作时其刀翼在钻压作用下吃入岩石，并在扭矩作用下剪切破碎岩石。破岩方式：以刮削、挤压和剪切为主的方式。适用地层：松软地层。牙轮钻头工作原理：牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。适用地层：从软到坚硬的各种地层。

金刚石钻头：金刚石作切削刃的钻头，破岩形式：破磨和铣削。适用地层：坚硬地层。

5、钻井设备组成部分及每部分主要功能。井下工具：1、钻头直接破碎岩石形成井眼的工具。2．钻柱钻柱是用各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具。功能：传递扭矩，施加钻压，输送洗井液，延伸井眼，起下钻头，特殊作业。组成：①方钻杆：传递扭矩和承受钻柱的全部重量。②钻杆与钻杆接头：传递扭矩与输送洗井液③钻铤：给钻头施加压力并保持自身处于不弯曲状态以防止井斜。

井口工具：(1)吊钳(2)吊卡和吊环：吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。

吊环是悬挂在大钩上，用以悬挂吊卡的专用工具。

6、钻柱的主要功能及组成部分。（见5）

第七章 钻进工艺技术

影响钻井的主要因素有哪些？哪些为可变因素？哪些为不可变因素？不可变因素：指已经客观存在、无法改变的因素，如所要钻进地层的岩石物理机械性质、地质构造、地下压力分布及地层中的流体性质等。可变因素：指可以人为的选择和改变的因素，如钻头和钻具、钻压、转速、水力参数、洗井液性能及洗井技术等。

何谓门限钻压、压持效应？压持效应：由于井内洗井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑被压持在井底不易脱离的现象。钻压(W)与钻速(Vm)(直线ab段)的关系Vm正比于（W-Wo），W。称为门限钻压。它是ab线在钻压铀上的截距，相当于牙齿开始压入岩石时的钻压，其数值主要与岩石性质有关。

影响钻速的洗井液性能有哪些？它们是如何影响的？(1)洗井液密度对钻速的影响：洗井液密度↗，压持效应↗，钻头的破碎效率↘，钻速↘。(2)洗井液粘度对钻速的影响：洗井液粘度↘，循环系统的压耗↘，钻头喷嘴的压降↘，射流对井底的冲击作用↗，改善清岩效果，钻进速度↗。(3)洗井液固相含量及其分散性对钻速的影响：固相含量增加会降低钻进速度和钻头、泥浆泵寿命；小于lμm的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。为了提高钻速，应尽可能采用低固相不分散体系洗井液。

何谓平衡压力钻井？其优点是什么？平衡压力钻井技术：基本内容：在井内洗井液压力与地层压力相平衡的条件下进行钻进，以便有效地保护油、气层不受洗井液的侵污，保证油气井的生产能力，同时保证较高的钻进速度，缩短建井周期，降低钻井成本。根据地层的压力来确定所用洗井液的密度。

何谓高压喷射钻井？设计的理论依据是什么？有几种工作方式？基本原理：使用新型喷射式钻头，改善井底流场，提高水力清岩效率，并使水力作用与机械破碎相结合，提高钻进速度与进尺。三种不同的喷射钻井工作方式：(1)最大水功率理论及其工作方式 (2)最大冲击力理论及其工作方式(3)最大喷射速度理论

何谓优选参数钻井？其目标函数是什么？？？？？

名次解释：井斜角（井斜角α：井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角。）、方位角（井眼轴线在水平面上投影的切线与正北方向的夹角(顺时针方向)。）、井斜变化率（指单位井眼长度井斜角变化值。）、方位变化率（指单位井眼长度方位角变化值。）。井斜：井眼轴线和铅垂线之间的偏离。

造成井斜原因？1．地质条件对井斜的影响：沉积岩大都是非均质的，具有典型的各向异性；平行于层理方向的岩石强度大，破碎比较困难；由于岩性的变化、软硬交错而引起井斜；2．下部钻柱弯曲对井斜的影响3 ．钻井设备安装不合适，钻具本体弯曲，丝扣歪曲等也会引起井斜。

刚性满眼钻具是如何防斜的？防斜原理：使钻头上面的一段钻铤具有尽可能大的刚度和大的直径，与井眼保持较小的间隙，以便在钻进过程中受钻压作用时不易弯曲，并保持钻柱始终居于井眼中心，使钻头轴线与井眼轴线基本一致，迫使钻头沿着原来的井眼方向钻进。

钟摆钻具是如何纠斜的？利用斜井内切点以下钻铤重量所产生的横向力将钻头推向井眼下侧，以达到减小井斜的目的。

洗井液的主要功用是什么？它的循环流程是怎样的？(1)清洗井底携带岩屑(2)悬浮岩屑(3)阻止地层中油、气、水流入井内(4)保护井壁，防止井壁坍塌(5)冷却、润滑钻头和钻柱(6)向井底传递水功率(7)了解地层(8)减轻钻柱或套管拄的悬重。循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环空中携带岩屑上返到地面。循环中断时将岩屑悬浮在洗井液中不让其下沉。

12. 取心钻井包括那几个环节？取芯过程三个环节：钻出岩心；保护岩心；取出岩心

13.名词解释：定向钻井（定义：使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。） 欠平衡压力钻井（欠平衡压力钻井是指钻井液作用于井底的压力小于地层孔隙压力的钻井。）。

14. 定向造斜的方法有哪些？(1)转盘钻造斜①槽式斜向器②水力喷射造斜钻头③扶正器造斜钻具 在靠近钻头之上的适当位置安装一个或两个(三个)扶正器组成增斜、稳斜和减斜钻具(2)井下动力钻具造斜 常用的井下动力钻具主要是涡轮钻具和螺杆钻具 常用的造斜工具有弯钻杆和弯钻铤。

定向井的方位是如何控制的？及时测量，及时纠正。通常用来纠正井眼方位的方法是调整造斜工具在井底的作用方位。

第八章 固井、完井与试油

为什么要固井？固井包括哪两个工艺过程？1、安装井口装置：控制钻进过程中遇到的高压油气水层；2、巩固疏松井段，隔离复杂地层3、封隔地下油气水层，防止上下串通；4、封隔暂不开采的油气层；5、钻井或作业中出现井喷时，不会因压井而压裂地层；6、为油气生产建立长期稳定的通道。下套管和注水泥两个过程。

根据使用目的不同套管分为哪几种？它们的作用分别是什么？导管：保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮；表层套管：巩固上部比较疏松易塌的不稳定岩层；安装防喷器等井口设备，控制钻开高压层时可能发生的井喷现象；技术套管：封隔某些难以控制的复杂地层，以便能顺利地钻达预定的生产目的层；生产套管：封隔油、气、水层，保证油井的正常生产。

井身结构包括哪些内容？它是如何确定的？指井内所下套管层数、尺寸、深度、水泥返高等。下套管：将按强度要求设计好的套管及其附件组成的套管柱下入井眼内的工艺。

套管柱的下部结构包括哪些？各有何作用？

答：引鞋，作用是引导套管入井，防止套管插入井壁或刮挤井壁泥饼；套管鞋，作用是引导钻具顺利进入套管，防止钻具的接头、钻头挂碰套管底端；旋流短节，作用是使水泥浆旋流上返，以利于提高顶替效率，保证水泥质量；套管回压凡尔，作用是在下套管过程中，减轻套管柱重量，注水泥过程中极其结束后，防止水泥浆回流，保证水泥浆上返高度；承托环（生铁圈），作用是控制水泥塞高度；扶正器，用以扶正套管，使套管在井内居中，保证管外水泥环均匀分布。

套管的破坏形式有哪些？

名词解释：下套管（将按强度要求设计好的套管及其附件组成的套管柱下入井眼内的工艺）、注水泥（水泥浆是由干水泥和水配制而成，用一套专用设备（水泥车、混合漏斗、灰罐车）将水泥浆按设计用量注入井内，使其返至套管外设计的位置。）、稠化时间（水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值所用的时间）、凝结时间（水泥浆从液态变为固态的这段时间就是水泥浆的凝结时间，它比稠化时间长）

简述注水泥的工艺工程。

泥侵和水侵对油气层造成损害的机理是什么？

泥侵的机理是：当钻开生产层的瞬间，即在井壁泥饼形成前，在压差作用下部分洗井液直接进入地层孔隙、裂隙中。随着时间的推移，进入地层通道的洗井液也在地层通道内形成内泥饼，特别是洗井液中的重晶石粉、钻屑等进入地层造成永久性的地层损害。

水侵：油气层中的泥质成分吸水膨胀，从而使油气通道截面积缩小，形成堵塞；地层中的可溶性盐类溶解产生化学沉淀堵塞油气通道；破坏孔隙内油气流的连续性；产生水锁效应，增加油流阻力。

钻开油气层时要采取什么样的措施以最大限度地保护油气层？

答 针对油气层特点，采用合理的完井方法，提高油气层段的钻井速度，加快测井、固井、试油气等完井作业的速度，以减少洗井液对油气层的浸泡时间；合理选择洗井液密度，控制井内压差，采用平衡钻井技术；使用低固相、无固相优质洗井液钻开生产层，控制洗井液的失水量，提高洗井液的造壁能力；在完井液中加入桥堵剂，以减少固体颗粒侵入；使用表面活性剂处理洗井液，降低洗井液滤液与原油间的表面张力；提高洗井液的矿化度以减轻水侵的危害，防止油气层中的泥岩吸水膨胀。

什么是完井方法？对完井的要求有哪些？

完井方法：是指一口井完钻后生产层与井眼的连通方式及井底结构形式。

完井方式要求：(1)保持最佳的连通条件，油层所受的损害最小；(2)应具有尽可能大的渗流面积，入井的阻力最小；(3)有效地封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰；(4)有效防止油层出砂和井壁坍塌，确保油井长期生产；(5)应具备便于人工举升和井下作业等条件；(6)施工工艺简便，成本低。

什么是裸眼完井、射孔完井、衬管完井、砾石充填完井？其优缺点分别是什么？

裸眼完井

优点：油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，完善程度高。

缺点：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化或压裂等。

射孔完井方式

优点 可选择性地射开油层，避免层间干扰；具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。

缺点 出油面积小、完善程度较差，对井深和射孔深度要求严格，固井质量要求高，水泥浆可能损害油气层。

砾石充填完井

优点 充填的砾石与衬管可起双层阻砂作用，阻砂能力强；砾石又可防止井壁坍塌；油气层裸露面积大。

缺点 有夹层水时不易采用，施工亦较复杂；一般在疏松的砂岩油气层的情况下采用。

什么叫试油？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

常用的诱导油气流的方法有哪些？替喷法、抽汲法、气举法

第九章 自喷及气举采油技术

1.自喷井生产基本流动过程：油气从油层到井底的地下渗流；从井底到井口的垂直或倾斜管流；井油嘴流出井口的嘴流；通过井口地面出油管线流至集油站分离器的近似水平管流。

2.油井流入动态： 油井产量与井底流动压力的关系。

3.采油指数：单位生产压差下的油井产油(液)量。

4.气液混合物在垂直管中的流动形态变化规律及各自的特点？

① 纯液流 当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。

②泡流

井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。

特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力影响不大；滑脱现象比较严重。

③段塞流

当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。

特点：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小；摩擦损失变大。

④环流 油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。

特点：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小；摩擦损失变大。

⑤雾流 气体的体积流量增加到足够大时，油管中内流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。

特点：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。

油井生产中可能出现的流型自下而上依次为：纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。

5.气举采油：利用从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一种人工举升方式。

6.气举采油原 依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。

7.启动压力: 当环形空间内的液面达到管鞋(注气点)时的井口注入压力。

8.气举阀的作用：逐步排除油套环形空间的液体；

降低启动压力。

机械采油技术

目前采用的机械采油方法可分为气举采油和深井泵采油两大类。深井泵采油方法包括游梁式深井泵装置，水力活塞泵，射流泵，电动潜油泵等方式。

有杆泵采油包括游梁式抽油机-深井泵系统采油和地面驱动螺杆泵采油。游梁式抽油机分类: 后置式和前置式。抽油机包括：游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。

简述游梁式抽油机-深井泵抽油系统的抽油过程。

抽油过程介绍：用油管把深井泵的泵筒下到井内液面以下，在泵筒下部装有只能向上打开的吸入凡尔。用抽油杆柱把柱塞从油管内下入泵筒。柱塞上装有只能向上打开的排出凡尔。最上面与抽油杆相连的称为光杆，它通过三通和盘根和由悬绳挂在驴头上。借助于抽油机的曲柄连杆的作用，把动力机的旋转运动变为光杆的往复运动，用抽油杆来带动深井泵的柱塞进行抽油。各部分作用介绍如下：

抽油装置由抽油机，抽油杆和抽油泵组成。(一)抽油机: 有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机械能。游梁式抽油机组成: 游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置.工作原理: 工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。（二）抽油泵：机械能转化为流体压能的设备（三)抽油杆：能量传递工具。

补充知识点：深井泵是如何进行抽油的？（应该也可以理解为第3题中泵的工作原理）视情况而定

泵的抽汲过程：1)上冲程：抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。泵内吸入液体、井口排出液体。泵吸入的条件：泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。2)下冲程：柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被顶开。柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。泵排出的条件：泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱压力。柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成进油与排油的过程。

按照我国游梁式抽油机系列标准，解释型号为CYJQ15—4.5—80 Q的抽油机各项意义。

CYJQ：游梁式抽油机系列代号为前置型。15：悬点最大载荷为10kN。4.5：光杆最大冲程为4.5m。80：减速箱齿轮形代号，Q：平衡方式为气动平衡。

游梁式抽油机-深井泵抽油系统中的抽油泵由哪几部分组成？其工作原理是什么？

主要组成：工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀(吸入阀)

分类：按照抽油泵在油管中的固定方式可分为：管式泵和杆式泵

工作原理：机械能转化为流体压能的设备

一般要求：a.结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠；b.制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长；c.规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强；d.便于起下；e.结构上应考虑防砂、防气，并带有必要的辅助设备。

管式泵和杆式泵有什么不同？试比较其优缺点。

管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在油管下部先下入井内，然后投入固定阀，最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。管式泵特点：结构简单、成本低，排量大。但检泵时必须起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不很大，产量较高的油井。

杆式泵：整个泵在地面组装好后接在抽油杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上，检泵时不需要起油管。杆式泵特点：结构复杂，制造成本高，排量小，修井工作量小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。

5．什么是冲程，冲次，光杆冲程，光杆冲程损失？泵的理论排量主要由哪些参数确定？

冲程：柱塞上下活动一次叫一个冲程。冲次：一分钟的时间内抽油泵吸入与排出的周期数。光杆冲程：光杆从上死点到下死点的行程长度称为光杆冲程长度，简称光杆冲程。光杆冲程损失：由于抽油杆和油管在液柱载荷的交替作用下发生弹性收缩，致使井下泵柱塞的实际行程比光杆冲程少一段距离，此成为光杆的冲程损失。（在只考虑液柱载荷的情况下，光杆冲程损失等于抽油杆与油管的弹性伸缩长度之和）。

泵的工作过程是由三个基本环节所组成，即柱塞在泵内让出容积，井内液体进泵和从泵内排出井内液体。

泵的理论排量Qt=1440fpSN：所以说泵的理论排量主要由冲次N，柱塞截面积fp和光杆冲程S确定。

什么是泵效？影响泵效的因素有哪些？提高泵效的措施有哪些？

.泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值。.影响泵效的因素：(1) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩nλ=Sp/S (2) 气体和充不满的影响β=V液/V活(3) 漏失影响(4) 体积系数的影响.提高泵效的措施：(1)选择合理的工作方式：①选用大冲程、小冲次，减小气体影响，降低悬点载荷，特别是稠油的井。②连喷带抽井选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。③深井抽汲时，S和N的选择一定要避开不利配合区。(2)确定合理沉没度。(3)改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。(4)使用油管锚减少冲程损失(5)合理利用气体能量及减少气体影响

第十一章 注水及油水井措施

注水引起的伤害主要有哪三种类型？油田注水对水质的要求是什么？

注水引起的伤害主要是：堵塞，腐蚀和结垢三大类型。油田对水质的要求：（1）机械杂质含量不超过2.0mg/L;(2)铁含量不超过0.5mg/L;（3）不含细菌，特别是不能含硫酸盐还原菌，铁细菌，腐生菌等（4）含氧量不超过0.01mg/L（5）硫化物含量不超过10mg/L(6)酸碱度值为7~8

常见的水处理措施有哪些？

沉淀 ，过滤，杀菌，脱氧，曝晒，除油。

注水井吸水能力的表述指标有哪些？它们分别是如何定义的？

（1）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。(2) 吸水指数：单位注水压差下的日注水量。(3) 比吸水指数或每米吸水指数：地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值.or一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量(4) 视吸水指数：日注水量除以井口压力

油管注水，井口压力取套管压力套管注水，井口压力取油管压力(5) 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

4.注水指示曲线出现递增式，垂直式，上翘式和折线式的原因分别是什么？

递增式：反映了油层吸水量与注入压力成正比。垂直式：① 油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加；② 仪表不灵或测试有误差③ 井下管柱有问题，如水嘴堵死等。递减式：不正常的曲线，仪表、设备等有问题。折线型指示曲线：曲拐式-仪器设备有问题，不能应用 。上翘式：仪表、操作、设备、油层性质有关，油层条件差、连通性不好或不连通油层。折线式：新油层开始吸水或油层产生微小裂缝

5． 如何通过注水指示曲线的变化来分析油层吸水能力的变化和配水工具工作状况？

分层注水在油田开发中的意义是什么？研究分层吸水能力的方法有哪两类？

由于油层的非均质性，各层的吸水能力互相有差异，只有具体地层具体对待才能提高注水效率。

目前我国研究分层吸水能力的方法主要有两类：一类是测定注水井的吸水剖面，用各层的相对吸水量表示各层吸水能力的大小；另一类是在注水过程中直接进行分层测试，并整理分层指示曲线，求出分层的吸水指数来表示分层能力的好坏。

什么事注水井调剖？注水井调剖的意义是什么？

为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，可向地层中的高渗层注入化学药剂，药剂凝固获膨胀后，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，称为注水井调剖。

注水调剖的意义：调剖的目的是提高原油采收率，而水驱采收率＝波及系数×洗油效率。波及系数是指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。调剖是通过封堵高渗透层，提高注入水的波及系数，达到提高采收率的目的。

简述水力压裂，限流法压裂，端部脱砂法压裂的基本原理。

一、水力压裂技术：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。

1. 水力压裂的工艺过程：憋压—造缝—（裂缝延伸，重填支撑剂）—裂缝闭合。

2.水力压裂增产增注的原理: (1) 改变流体的渗流状态(2) 降低了井底附近地层中流体的渗流阻力

二、限流法压裂：限流法压裂完井工艺是一种在压裂施工中一次加砂能够同时形成多条裂缝的多层压裂技术。工艺原理：通过严格限制炮眼的数量和直径，并以尽可能大的注入排量进行施工，利用最先被压开层吸收压裂液时产生的炮眼摩阻，大幅度提高井底压力，进而迫使压裂液分流，使破裂压力相近的其他层相继被压开，从而达到一次加砂能够同时处理几个层的工艺目的。如果地面能够提供足够大的排量，就能一次加砂同时处理所有目的层。三、端部脱砂压裂技术：实际上就是在水力压裂过程中，有控制地使支撑剂在裂缝的端部脱出，桥架形成一个端部砂堵，从而阻止裂缝进一步延伸。再继续注入高砂比砂浆时，可延缝壁形成全面砂堵，缝中储液量增加，泵压增大，促使裂缝膨胀变宽，缝内重填砂浓度增大，从而造成一条具有很高导流能力的裂缝。（造缝到出现端部出砂阶段，裂缝膨胀变宽及支撑剂大量重填阶段）

9．根据压裂液的作用不同，压裂液可分为哪三种？其作用分别是什么？

前置液：破裂地层、造缝、降温作用。一般用未交联的溶胶。携砂液：携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。顶替液：中间顶替液：携砂液、防砂卡，末尾顶替液：替液入缝，提高携砂液效率和防止井筒沉砂。

支撑剂的作用是什么？普遍使用的支撑剂是什么？

支撑剂的作用：它在裂缝中沉积排列后支撑裂缝；增大孔隙度，提高渗透率，使裂缝具有较高的导流能力；扩大油流通道，减少流体的流动阻力，达到增产目的。普遍使用的是石英砂。支撑剂的类型：按其力学性质分为两大类：脆性支撑剂如石英砂、玻璃球等。特点是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎；韧性支撑剂如核桃壳、铝球等。特点是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎。目前矿场上常用的支撑剂有两种：一是天然砂；二是人造支撑剂（陶粒）。

什么是酸化？按照酸化工艺不同，酸化可分为那两种？

酸化是油水井重要的增产增注措施之一，它是利用酸液的化学溶蚀作用及向地层挤酸时的水力作用，解除油层堵塞，扩大和连通油层孔缝，恢复和提高油层近井地带的渗透率，从而增加油水井产量。酸化分为常规酸化和压裂酸化两类。（常规酸化是指挤酸压力低于地层破裂压力的一类酸化，主要依靠酸液的化学溶蚀作用，清除堵塞，扩大和延伸空隙，缝洞。压裂酸化简称酸压，用酸液作压裂液，酸液同时对裂缝壁起化学溶蚀作用和水力压裂作用，保持导流能力和沟通空隙，缝洞。酸压多在碳酸盐地层中采用）。

第十二章 提高采收率原理

1．体积波及系数：指工作剂驱到的体积与油藏总体积之比

2．驱油效率：指在波及范围内驱替出的原油体积与工作剂的波及体积之比

3．流度比：指注入工作剂的流度与被驱原油在未波及区的流度之比。（流度：流体的渗透率与其粘度之比。波及系数随水油流度比的增大而减小。降低流度比的措施：增大μw；减小μo；增大Ko；降低K）

4．影响采收率的因素有哪些？提高采收率的途径是什么？

采收率是指累积采油（气）量与原始地质储量的百分率。采收率可以表示为：注入工作剂的体积波及系数（Ev＝（Vsw/V）与驱油效率（ED＝(So-Sor)/So）的乘积。

影响采收率的因素：最终采收率等于可采储量与地质储量的比值。可采储量综合体现了油藏岩石和流体性质与所采取的技术措施的影响。油藏采收率的高低与油藏地质条件和开采技术有关。(一)油藏地质因素（客观因素）：油气藏的地质构造形态；天然驱动能量的大小及类型；油藏岩石及流体性质（岩石的非均质性、流体组成、岩石润湿性、流体与岩石间的作用关系）。(二) 油田开发和采油技术因素（客观因素）：油气藏开发层系划分；布井方式与井网密度的选择；油井工作制度的选择和地层压力的保持程度；完井方法；开采工艺技术水平和增产措施；提高采收率方法的应用规模。

主观因素体现了人们对驱油过程的影响能力；主观因素的实现取决于人们对客观因素的认识程度

提高采收率的途径：第一，通过降低流度比以提高波及系数，同时尽可能适应油层的非均质性，以减少非均质性对驱油过程的不利影响；第二，通过减小界面张力或者消除工作剂与原油间的界面效应以提高驱油效率。第三，对于稠油油藏，可以通过降低原油粘度，增加油的流动性来提高采收率。

根据注入驱替剂的不同，提高采收率的方法有哪些？

提高油藏采收率的方法主要有：化学驱油法（包括：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱），混相驱油法（包括：注液化石油气驱油法、富气驱油法、高压干气驱油法和二氧化碳驱油法），热力采油法（热力采油工艺可分为两类：注热流体法，油层就地燃烧法）和微生物采油法等。

6．三种化学驱油方法驱油机理有何不同？

1、聚合物驱驱油机理：在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的粘度，降低水相渗透率，减小流度比M，提高波及系数。此外可以减小粘度指进，提高驱油效率。2.碱驱驱油机理：在注入水中加入碱，与原油中的有机酸反应，生成表面活性剂，降低油水界面张力，形成乳状液和改变岩石润湿性，提高波及系数和驱油效率。3。微乳液驱：是一种多段塞驱油方法。其驱油程序是—先向油层注入微乳液段塞，依靠这个表面活性剂段塞，在油—水界面间形成超低界面张力，减少油珠通过孔径时界面变形所需的功，使油珠启动，随后注入聚合物液段塞，以控制流度，改变驱油过程的体积波及系数。在聚合物段塞后接着注水，用水驱替段塞，使微乳液驱油过程保持连续驱替。

7. 二氧化碳驱油的机理是什么？

向油藏高压注入CO2，不断与原油接触萃取其中较重烃组分而富化，CO2同时溶于原油中，它通过气化、凝析过程，最终与原油形成混相的驱油法。提高采收率机理：(1)降低原油的粘度；(2)使原油膨胀；(3)与原油产生低界面张力；

8.什么是混相驱油？

混相驱：指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或部分混相的流体驱替原油的开发方法。包括：注液化石油气驱油法、富气驱油法、高压干气驱油法和二氧化碳驱油法。驱油机理：气体与原油之间建立混相带，消除界面张力，提高驱油效率。

9. 什么是热力采油？热力采油主要用于何种油的开采？注蒸汽法采油有哪两种方式？

热力采油是向油层注入热流体或使油层就地发生燃烧后形成移动热流，主要依靠热能降低原油的粘度，以增加原油的流动能力的采油方法。

热力采油法主要用于对付稠油，但也可以用于开采稀油。

注热流体法（注蒸汽法）注蒸汽采油是以水蒸气为介质，把地面产生的热注入油层的一种热力采油方法。

分为：蒸汽吞吐和蒸汽驱两种。

(1)蒸汽吞吐：在本井完成注蒸汽、焖井、开井生产三个连续过程。从注蒸汽开始到油井不能生产为止，即完成一个过程称为一个周期（2)蒸汽驱：按一定生产井网，在注汽井注汽，在生产井采油。