去年开发专业博士生学科综合考试题.docx

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1、去年开发专业博士生学科综合考试题 开发专业博士生综合考试题1 简述毛管压力物理意义，给出利用毛管压力计算油水过渡带方法。油藏岩石的孔隙微小,流体在其中的流淌空间是一些大小不等、彼此曲折相通的困难小孔道，这些孔道可看成是变断面、且表面粗糙的毛细管，因而可以将储层岩石看成一个相互连通的毛细管网络，流体的基本流淌空间是毛细管。毛管压力(capillary pressure)的物理意义是毛细管中弯液面两侧两种流体(非湿相流体与湿相流体)的压力差，是附着张力 A 与界面张力 σ 平衡时在弯液面上产生的附加压力。由毛管压力曲线理论可知，毛管压力是饱和度的函数。对于油水两相间的毛管压力而言，它是

2、水饱和度的单调连续函数。( )rgh Pow owow o w cowq sr rcos 2= - =只要知道储层中某点的水饱和度，即可依据毛管压力曲线用插值法求出该点油水两相毛管压力；同样，只要知道储层中某点的油水两相毛管压力，即可求出该点的含水饱和度。如图1 所示，从油水过渡带中某一点B 动身，沿地表方向逐点测试，水饱和度会渐渐变小，当第一个水饱和度为临界水饱和度的点出现时，它所对应的深度即油水过渡带的顶界，亦即纯产油区的底界。从油水过渡带中某点B动身，沿储层深度增加的方向逐点测试，水饱和度会渐渐增大，当第一个水饱和度为(1- S or) (残余油饱和度) 的点出现时，它所对应的深度即油水

3、界面位置；当第一个水饱和度为1 的点出现时，它所对应的深度就是油水过渡带的底界，即自由水面位置。因此依据毛管压力曲线可以确定纯产油区底界位置、油水界面位置和自由水面位置。2 给出油藏开发过程中自然、人工驱动主要类型及其驱油机理。驱油动力：1、自然能量：边底水头压能和弹性能、液体岩石弹性、气顶气膨胀能、溶解气膨胀能、重力能、水湿毛管力。 边底水头压能和弹性能：确定原始压力（埋深、露头），影响因素为 Pi 、K 、水域大小、距离， PR、 可复原； 液体和岩石弹性能：液体和岩石弹性大小， PR 不能自然复原。 气顶气膨胀能：原生气顶和后生气顶， PR lt; Pb ， K 较好； 溶解气膨胀能：气

4、泡连续气相，作用不大； 原油重力能：倾角大、厚度大以及 K 好；作用小于边底水压头； 水湿油藏毛管力：水湿条件下有助于水向小孔道中流淌。2、人工能量：注水、氮气、蒸汽、二氧化碳等。驱油阻力：粘滞阻力、两相条件下的毛管力（气和油）、孔喉贾敏效应等 油藏的各种驱动方式：o 驱动方式-1弹性驱动：无边水、底水又无气顶， P gt; Pb ，平均采收率6%10% 。o 驱动方式-2溶解气驱：古老的驱动方式：世界 1/3 的油藏发生溶解气驱，溶解气驱又称消耗驱、内部气驱、定容驱。2/3 的溶解气驱油藏伴有底水。溶解气驱油藏的原始压力或高或低于泡点压力；溶解气驱油藏的平均采收率 15%17%（改变范围 5

5、%30%），裂缝性碳酸岩油藏低于15%。用统计方法或数值模拟方法可以预料采收率。o 驱动方式-3水压驱动（刚性水压驱动、弹性水压驱动）约 2/3 的油藏有油水界面，约 1/2 能够发展为水驱，E=3540% o 驱动方式-4气压驱动（刚性气压驱动、弹性气压驱动），E=3040% o 驱动方式-5重力驱动=（倾角很大或油层很厚）重力分别（ kv ）+重力排泄（倾角）才起主要作用，E=2040% o 驱动方式-6压实驱动（大的压缩系数、异样高压， venezuela 某例Egt;50%）o 综合驱动方式-7多种驱动机理构成。驱油机理：弹性驱动 形成条件：没有边底水，无气顶，无注水，地层压力大于饱和

6、压力。能量释放：地层压力降低，油藏岩石和流体释放能量。适用油藏：封闭油藏、断块油藏，一般油藏地饱压差比较大的开发前期（应当留意油藏岩石物性的变更）。在海上油田和困难地貌及注水条件差的地方采纳。 溶解气驱 形成条件：没有边底水，无气顶，无注水，地层压力等于饱和压力。能量释放：地层压力降低，原油脱气，气体膨胀，释放能量。适用油藏：封闭油藏、断块油藏，一般油藏地饱压差比较小的开发前期。在海上油田和困难地貌及注水条件差的地方采纳。纯溶解气驱很少，一般伴随其他驱动。刚性水驱形成条件：油层与边水或底水相连通；水层有露头，且存在着良好的供水水源，与油层的高差也较大；油水层都具有良好的渗透性；油水区之间连通性

7、较好。或者注水开发当注采比为 1 时。能量释放：边底水依靠重力作用的侵入。产液速度等于水侵入的速度或者注水的速度。以油藏压力基本保持不变为特征，凡与压力有关的参数都是常数，这时的流淌属于稳态流淌。适用油藏：适用于有放开供水系统的油藏，或者一般注水开发油藏。弹性水驱形成条件：有边水，但其活跃程度不能弥补采液量，一般边水无露头，或有露头但水源供应不足；采纳人工注水时，注水速度小于采液速度。能量释放：含油区和含水区压力降低而释放出的弹性能量进行开采，但是相比之下，水区的弹性能量释放的要多于含油区能量释放。适用油藏：适用于无放开供水系统的油藏，或者一般注水开发油藏。刚性气驱形成条件：有良好的气源供应，

8、气顶压力不变，或者注气保持压力。无边底水，无人工注水，由于有气顶存在，地层压力等于饱和压力。能量释放：依靠气顶的膨胀驱油，或者注入气体的能量驱油。或多或少伴随部分溶解气驱。适用的油藏：具有无限大的气顶，或向气顶注气，注入量足以使开采保持稳定，气顶的压力能够保持不变。弹性气驱形成条件：有较大气顶，但是气顶的能量不足，或者注气不能保持压力。无边底水，无人工注水，地层压力等于饱和压力。能量释放:依靠气顶的膨胀驱油。开采到肯定阶段，转化为溶解气驱。适用的油藏：具有较大的气顶，气顶的压力不能保持不变。重力驱动形成条件：无边底水，无人工注水，无气顶，只有重力在起作用。能量释放：依靠重力，形成压差，驱动流体

9、运移。适用的油藏：油层具备倾角大、厚度大及渗透率好等条件。3 简述影响水驱体积波及系数的主要因素及提高体积波及系数的方法。对于水驱开发的非均质油田，体积波及系数是一个重要的评价参数。它不但可以反映水驱体积波及状况，而且也会影响水驱油田的最终可采储量和采收率。4 给出油气水三相黑油模型基本方程系统及其主要数值求解方法。黑油模型是石油工业史上应用最早且最广泛的模型，这种模型的烃类组分只有两个：油组分和气组分。在油藏条件下，油气两相之间质量交换的形式只有溶解和分别，质量交换的形式比较简洁，因此两种组分存在的平衡关系转化为流体的 PVT 性质，即溶解气油比、体积系数和密度随压力与饱和压力的函数关系。一

10、、数学模型 渗流方程 ( )( )( ) ( )( )+ += +- +- +- = +- = +- ww swoo soggvg w ww wrw swo oo oro sog gg grgoovo o oo orowwvw w ww wrwBS RBS RBStq gD pBk RgD pBk RgD pBkBStq gD pBkBStq gD pBkf rmrmrmfrmfrmkkkkk 协助方程 - =- = + +o g cgow o cowg w op p pp p pS S S 1初始条件 ( ) ( )( ) ( )( ) ( )=z y x S t z y x Sz y x

11、S t z y x Sz y x p t z y x potowtwt, , , , , , , , , , , , ,000000 边界条件 0 =Lpn( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) z y x t p t z y x P z y x t Q t z y x Qwf wf v v, , , , , , , , , ,0 0d d = = 或 5 简述推断 Arps 三种递减类型的常用方法。递减类型的推断，目前采纳的方法有：图解法、试凑法、曲线位移法、典型曲线拟合法、迭代计算和二元回来法。1 图解法 依据实际生产数据，以基本关系式为理论基础，探讨某两个变量之间的线性关系，从而

12、推断递减类型。（1）指数：tlgQ 成线性关系；QNp 成线性关系； （2）调和：NplgQ 成线性关系； （3）双曲：不属于指数，不属于调和。2 试凑法（试差法）它是处理矿场资料的常用方法，t nDQQn001 ) ( + =，取不同的 n 值，求出nQQ) (0，将此数据与相应的 t 值在直角作图，n 取得合适，则为直线，依据直线的斜率求初始递减率 D 0 ,假如 n 偏大，则向上弯曲的曲线，假如 n 偏小，则向下弯曲的曲线。3 曲线位移法：就是将画在双对数坐标系上成曲线的产量和时间的关系式，向右位移某一合适的距离，使其成为一条直线的方法。原理：取对数：) 1 lg(1lg lg0 0t

13、nDnQ Q + - = 设C Dn01=，代入上式得到：) lg( lg lg lg0 0 0t C C D C C D Q Q + - + = 取某一合适的 C 值，可以使 Q 和 t+C 在双对数坐标上成始终线。当 C 偏大时，一条向右下弯曲的直线；当 C 偏小时，一条向上弯曲的直线；依据合适的 C 值，求 D 0 、Q 0 、n。4 典型曲线拟合法 依据三种递减产量与时间的关系式，在双对坐标纸上做出不同 n 下的 Q 0 /Q 和D 0 t 的典型曲线图。把实际的数据在相同比例尺与之对比，从而确定递减指标，见下图。C 值=0 C 值偏小 Lg(t+C) LgQ C 值正确 C 值偏大5

14、 二元线性回来法 是将双曲线递减的累积产量公式化为二元回来方程，通过二元回来分析，可以求得 D 0 、Q 0 、n ，因而，避开了上述存在多解性的问题。将( )n nnpQ Qn DQN- -=1 1000) 1 (改写为：-=) / () / (1 )11(0000Q QQ Qn DQNnp同时：t nDQQn001 ) ( + =代入上式：QtnnQn D n DQN p )1( )11(1)11(0 00-= 令：)1( );11(1);11(201000nnan Dan DQa- =- =-= Qt a Q a a N p2 1 0+ + = 假如设：pN y Qt x Q x = =

15、 = ; ;2 1则可得到二元回来分析的一般形式为：2 2 1 1 0x a x a a y + + = D 0 t Q 0 /Q 指数递减 调和 递减 双曲递减 递减指数 00.10.50.9 . 1.0依据生产数据，进行二元回来后，可得：2 1 0, , a a a，可求：) 1 (11; /10221 0 0n aDaan a a Q- =-= - = 以上各种确定递减参数的方法，都可以编制特地的计算机程序，在计算机上运行。6 简述稠油开采的主要方法及其机理。7 写出压力复原试井 Horner 方程及其主要用途。 8 简述油田开发调整主要内容、调整原则及做法。无论实行何种开采方式、井网系

16、统、层系划分和驱动类型投入开发的油田，为了达到延长稳产期，改善开发条件和提高采收率的目的，都必需选择适当的时机进行必要的调整。油田开发调整包括：层系调整、井网调整、驱动方式调整、工作制度调整、开采工艺调整。一、层系调整开发初期设计的井网由于地质资料不足，由于为了快速取得经济回报，削减投资，层系划分的比较粗。一个层系内不同层之间的差异比较大，往往投产初期就可以视察到高渗透快速见水，而低渗油层不出油。尽管用分层注水、分层堵水和分层改造的方法可以在肯定程度上缓和层间差异的影响，但作用有限，往往不得不细分层系，使一个层系间，层与层之间的差异削减。-解决层间冲突和层内冲突 对多油层的油藏，用一套井网开发

17、须要分成若干开发层系，用不同的井网进行开发。但一个层系的各个单层之间，由于注采的不均衡而产生了新的不均衡。为了更合理地开发，须要进行更进一步的划分。两种状况：一是在一个开发层系的内部更进一步划分若干个开发层系；另一是在相邻的开发层系之间，把开发较差的单层组合在一起，形成一个独立的开发层系。 二、井网调整层系调整的目的主要在于削减层间（层内）差异，一个层系内的各层除在纵向上有差异外，往往在平面上差异更大，仅调整层系不调整井网和井距，有时很难达到合理开发的目的。-解决平面冲突 井网调整方法一般有行列注水变为面积注水，九点井网变为五点井网。井网问题，多年来许多人探讨，主要力气放在提高产量和提高采收率

18、以及经济问题上。井网问题，应当从经济和地质因素两方面考虑。对于一个均质各向同性的储集层，随着井网密度的增加，会加剧井间的干扰，从而降低了增加井数的增产效果。一般，随着井数的增加，产量增加幅度渐渐削减，存在一个合理的井数问题。超过这个值，经济效益明显下降。三、驱动方式调整要依据油藏的地质条件建立技术上有效，经济上可行的驱动方式，同时要考虑到对产能的须要。要考虑充分利用自然能量，这样往往最经济。假如边水比较活跃，可以先不考虑注水。对于底水驱动的油藏采纳向底部部位注水，效果较好，而在内部注水，效果不志向。这方面的例子较多。四、工作制度调整这里讲的工作制度调整，不包括日常工作中对个别井的工作制度调整，

19、而是指水驱油的流淌方向以及注入方式的调整。如周期注水、水气循环交替注入等。调整水驱油的流淌方向，对于有裂缝和高渗透通道的油田特殊重要。水驱油的方向与裂缝和高渗透通道的方向相互垂直时，水驱油效果好。间歇注水在国外广泛应用，方法是：先注一段时间的水后，停住一段时间或间歇变更注水量，对油层施加脉冲作用。在停注期间，注入井与生产井旁边的油层压力降低，首先是高渗透层以及裂缝中的压力降低，这样在低渗透层与高渗透层之间形成附加压差，在此压差下，低渗透层的油被挤入高渗透层，在一个注水周期中被驱替到生产井，因而使低渗透层注水受效，扩大了低渗透层的注水波及体积，提高了低渗透层、非均质层的原油采收率。五、开采工艺调整（1）、溶解气驱开发的油田，随着油藏压力的下降，油藏的能量将不能把油举到井口，须要人工气举等。（2）、注水开发油田，含水率不断上升，生产压差降低，产量下降，到某一阶段也须要举升。大部分油田须要一种排量范围改变较大的泵，由于产量较大，常规杆式泵不能满意要求，目前，常用电潜泵和水力活塞泵满意大排量要求。（3）、油田从自喷进入人工举升阶段，是一个大的开采工艺的调整。（4）、高含水阶段，通过加密钻井来提高波及系数效果不明显，这时，放在改善垂向波及系数上，采纳调剖堵水技术。并与注聚合物改善驱油效率相结合，目前，效果明显。9 简述低渗透油田增产措施及其原理。10 简述化学驱.