2023年采油工程知识点归纳总结整理.pdf

《2023年采油工程知识点归纳总结整理.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年采油工程知识点归纳总结整理.pdf（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、采油工程知识点整理 1/8 第一章 油井流入动态 IPR 曲线：表示产量与流压关系曲线。表皮效应：由于钻井、完井、作业或采取增产措施，使井底附近地层的渗透率变差或变好，引起附加流动压力的效应。表皮系数：描述油从地层向井筒流动渗流情况的参数，与油井完成方式、井底污染或增产措施有关，可由压力恢复曲线求得。井底流动压力：简称井底流压、流动压力或流压。是油、气井生产时的井底压力。.它表示油、气从地层流到井底后剩余的压力，对自喷井来讲，也是油气从井底流到地面的起点压力。流压：原油从油层流到井底后具有的压力。既是油藏流体流到井底后的剩余压力，也是原油沿井筒向上流动的动力。流型：流动过程中油、气的分布状态。

2、采油指数：是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件与渗油面积与产量之间的关系的综合指标。可定义为产油量与生产压差之比，即单位生产压差下的油井产油量；也可定义为每增加单位生产压差时，油井产量的增加值；或 IPR 曲线的负倒数。产液指数：指单位生产压差下的生产液量。油井流入动态：在一定地层压力下油井产量和井底流压的关系，反应了油藏向该井供液能力。气液滑脱现象：在气液两相流中，由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象。滑脱损失：因滑脱而产生的附加压力损失。流动效率：油井在同一产量下，该井的理想生产压差与实际生产压差之比，表示实际油井完善程度。持液率：在气液两相管流中，单位管长内液相体

3、积与单位管长的总体积之比。Vogel 方法(1968)假设条件：a.圆形封闭油藏，油井位于中心；溶解气驱油藏。b.均质油层，含水饱和度恒定；c.忽略重力影响；d.忽略岩石和水的压缩性；e.油、气组成及平衡不变；f.油、气两相的压力相同；g.拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气原油流量相同。Vogel 方程 利用 Vogel 方程绘制 IPR 曲线的步骤 已知地层压力和一个工作点：a.计算 b.给定不同流压，计算相应的产量：c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制 IPR 曲线。油藏压力未知，已知两个工作点 a.油藏平均压力的确定 b.计算 c.给定不同流压，计算相应的产量 d.根据给定的流

4、压及计算的相应产量绘制 IPR 曲线 14、单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化，产量公式可表示为:供给边缘压力不变圆形地层中心一口井 圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井 第二章 自喷与气举采油 自喷:油层能量充足时，利用油层本身的能量就能将油举升到地面的方式。自喷井口的井口装置包括套管头，油管头，采油树三部分。即由悬挂密封部分，调节控制部分和附件组成。其基本连接方式有螺纹式，法兰式和卡箍式。临界流动：指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动。临界压力比：在临界流动条件下，气体或液体经喷灌的质量流量与喷灌前后的压力比，对应最大的流量时的压力比为临界压力比。在临界流

5、动条件下，流量不受嘴后压力变化的影响，只与嘴前的压力，嘴径及气油比有关。节点系统分析方法：就是将整个油井生产系统分成若干流动子系统，在分析各子系统流动规律的基础上，研究各子系统的相互关系及其对整个系统工作的影响，为优化系统运行参数和进行系统的调控提供依据。节点系统分析的实质：协调理论在采油应用方面的发展；协调条件：质量守恒，能量（压力）守恒和热量守恒。节点就是在油井生产系统中人工选定进行分析的某个位置。普通节点：流体通过节点时，节点本身不产生与流量相关的压降。函数节点（功能节点）：流体通过节点时，节点本身产生与流量相m axoq 8.02.01 2maxrtestwfrtestwftestoo

6、PPPPqqmax28.02.01orwfrwfoqPPPPqAACBBPr242121qqA12212.0wfwfPPqqB)(wfroPPJqsXBhakJooo21ln2sXBhakJooo43ln22122218.0wfwfPPqqCm axoq采油工程知识点整理 2/8 关的压降，压降大小（函数节点的压力产量特性曲线）可以通过数学模型计算出来。节点系统分析方法进行油井生产系统分析时的步骤：1 建立生产模型2根据确定的分析目标选定节点3计算并绘制所选节点的流入流出动态曲线4用现场数据动态拟合数学模型5计算流入流出的曲线交点，优选生产参数 普通节点分析方法系统中包含两种流动过程，即地层内

7、的渗流及管道中的多相管流。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中人工举升方式。原理: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。优点：井口和井下设备比较简答，适应性强；缺点：必须有足够的气源;需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备复杂；一次性投资较大；系统效率低；适用条件：高产量的深井；气油比高的油井；含砂少；含水低；含腐蚀性成分低；有足够气源；定向井和水平井等。连续气举:将高压气体连续的注入井内，排除井筒中液体。适用供液能力较好，产量较高的油井。间歇气举：向井筒周期性的注入气体，推动停注期间

8、在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排除井中液体。主要适用于油层供给能力差，产量低的油井。启动压力：当环形空间内的液面将终达到管鞋时的井口注入压力。是气举过程中，井口注入压力达到的最高值。趋于稳定时的井口注入压力为工作压力。气举阀工作原理：气举阀安装在油管不同深度上，用于降低阀孔上部油管内的混合液密度。当油管内的压力下降到某一界限时，该阀孔再次关闭，高压气体又推动环空液面下行，到第二个阀孔，以此类推。气举设计步骤:确定气举方式；确定气举装置类型；确定已知条件和设计目标；确定注气点深度；确定注气量，确定产量；确定气举阀位置。气举设计内容：气举方式，气举装置类型；气举点深度，气液比和产量；阀位

9、置，类型，尺寸及装配要求。气举装置分为：开式装置，闭式装置，半闭式装置，箱式装置。开式装置：下井的油管不带封隔器，可使气体从油套环空注入，产液自油管举出，油套管是连通的。半闭式装置：除了用封隔器封隔油套环空外，其余均与开式装置相同。闭式装置：类似半闭式装置，所不同的是在油管柱上安装了一个固定阀，其作用是防止气体压力通过油管作用于地层。箱式装置:在油管柱底部下一个集液箱来提高液体汇聚空间，以达到提高总产油量的目的。气举井试井方法：通过改变注入气量来改变油井产量，测得油井产量和相应的井底流压与注入气量的对应关系，以确定油井的工作条件和工作状况。第三章 有杆泵采油 1.等值扭矩：用一个不变化的固定扭

10、矩代替变化的实际扭矩，使两种扭矩下电动机的发热条件相同，则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。2.扭矩因数：悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩 Mp与悬点载荷 P 的比值。TF=Mp/P 3.冲程损失：由于抽油杆和油管在交变载荷作用下发生弹性伸缩，而引起的深井泵柱塞实际行程与光杆冲程的差值。=r+t 4.泵效：抽油井生产过程中，实际产量 Q与理论产量 Qt 的比值。5.应力范围比：PL，PL=。即抽油杆的应力范围和许用应力范围的比值。P146.6.泵的沉没度：hs，表示泵沉没在动液面以下的深度，其大小应根据汽油比的高低，原油进泵所需的压头大小来定。7.气锁：抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀，吸入和

11、排出阀无法打开，出现抽不出油的现象。8.示功图：是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图或光杆示功图。9.折算液面：即把在一定套压下测得的液面折算成套管压力为零时的液面。10.光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离称为光杆冲程长度，简称光杆冲程。11.无因次速度：悬点速度与 ws 的比值。12.无因次加速度：悬点加速度与 w2s 的比值。13.位置因数：在游梁式抽油机的设计计算中，经常用到悬点位移与冲程长度的比值。这一比值就是。14.游梁式抽油机的运动指标：死点位置时的实际加速度与简谐运动的公式计算出的加速度的比值。15.吸入压力：上冲程中，在

12、沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力叫吸入压力。16.初变形期：抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕。17.平衡半径 R：曲柄平衡块重心到曲柄轴的距离。18.曲柄半径 r：曲柄销至曲柄轴心的距离。取决于采用的悬点冲程。19抽油机本身的不平衡值 Xub：连杆与曲柄销脱开时，为了保持游梁处于水平位置而需要加载光杆上的力。20.背面冲突：当扭矩曲线出现负扭矩时，减速箱的主动轮变成从动轮。若负扭矩较大，则发生齿轮啮合面的背面冲突，降低齿轮寿命。21.水利功率：指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。22.光杆功率：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所

13、需要的功率。采油工程知识点整理 3/8 23.余隙比：余隙体积与泵上冲程活塞让出的体积之比。24.静液面：关井后环形空间中液面恢复到静止时的液面。与它相对应的井底压力就是油藏压力。25.动液面：油井生产时油套环形空间的页面。对应的是流压。26.生产压差：与静液面和动液面之差相对应的压力差。27.充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。28.液击现象：泵充不满生产时，柱塞与泵内液面撞击引起抽油设备受力急剧变化的现象。1简述常规有杆泵抽油工作原理。答：1)上冲程：抽油杆柱带着柱塞向上运动。活塞上的游动凡尔受管内液柱压力而关闭。此时，泵内(柱塞下面的)压力降低，固定凡尔在环形空间液柱压力(沉

14、没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。如果油管内已充满液体，在井口将排出相当于柱塞冲程长度的一段液体。2)下冲程：抽油杆柱带着柱塞向下运动。固定凡尔一开始就关闭，泵内压力增高到大于柱塞以上液柱压力时，游动凡尔被顶开，柱塞下部的液体通过游动凡尔进入柱塞上部，使泵排出液体。由于有相当于冲程长度的一段光杆从井外进入油管，将排挤出相当于这段光杆体积的液体。2.抽油机的悬点载荷有哪些？1）静载荷。包括抽油杆柱载荷作用在柱塞上的液柱载荷沉没压力（泵口压力）对悬点载荷的影响井口回压对悬点载荷的影响 2）动载荷。包括惯性载荷震动载荷 3）摩擦载荷。包括抽油杆柱与油管的摩擦力，柱塞与衬套的摩擦力，液柱与抽油杆柱

15、之间，液柱与油管之间，液体通过游动阀的摩擦力，3.抽油机不平衡造成的后果？上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机反而带着电动机运转，从而造成功率的浪费，降低电动机的效率和寿命。由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响抽油装置的寿命。会破坏曲柄旋转速度的均匀性，而影响抽油杆和泵的正常工作。因此，抽油机必须采用平衡装置。4简述影响深井泵泵效的因素及提高泵效的措施。答：影响深井泵泵效的因素有：1）抽油杆和油管的弹性伸缩；2）气体和充不满的影响；3）漏失影响；4）体积系数变化的影响。采取的措施有：1）加强注水，提高地层能量；2）选择合理的工作制度，使泵的工作能力与油层生产能力相适应；3

16、）使用油管锚减少冲程损失；4）合理利用气体能量及减少气体影响；5）降低漏失量，减少漏失的影响。5试比较常规有杆抽油系统所用的杆式泵与管式泵的异同点及其各自的适用范围。答：基本组成相同：主要由工作筒（外筒和衬套）、柱塞及游动阀（排出阀）和固定阀（吸入阀）组成。按照抽油泵在油管中的固定方式，抽油泵可分为管式泵和杆式泵。管式泵的结构简单、成本低，在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。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。杆式泵检泵方便，但结构复杂，制造成本高，在相同油管直径下允许下入的泵径比管式泵小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。6.示

17、功图分析 1）气体和充不满 1绘出考虑惯性载荷后的理论示功图，并加以解释(标明相应的物理量及特征点的意义)。答：考虑惯性载荷后的理论示功图如图所示 考 虑 惯 性 载 荷时，是把惯性载荷叠加在静载荷上。如不考虑抽油杆柱和液柱的弹性对它们在光杆上引起的惯性载荷的影响，则作用在悬点上的惯性载荷的变化规律与悬点加速度的变化规律是一致的。在上冲程中，前半冲程有一个由大变小的向下作用的惯性载荷(增加悬点载荷)；后半冲程作用在悬点上的有一个由小变大的向上的惯性载荷(减小悬点载荷)。在下冲程中，前半冲程作用在悬点的有一个由大变小的向上的惯性载荷(减小悬点载荷)；后半冲程则是一个由小变大的向下作用(增加悬点载

18、荷)的惯性载荷。因此，由于惯性载荷的影响使静载荷的理论示功图的平行四边形ABCD 被扭歪成A B C D。2绘制并分析有气体影响时的典型示功图。有明显气体影响的典型示功图如图所示。由于在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使吸入凡尔打开滞后(B点)，加载变慢。余隙越大，残存的气量越多，泵口压力越低，则吸入凡尔打开滞后得越多，即采油工程知识点整理 4/8 BB 线越长。下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出凡尔滞后打开(D点)，卸载变慢(DC)。泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，则DD线越长，示功图的“刀把”越明显。当近泵气量

19、很大而沉没压力很低时，泵内气体处于反复压缩和膨胀状态，吸入和排出阀关闭，出现气锁。（如点划线）3.充不满的示功图 当沉没度过小以及供油不足时使液体不能充满工作筒时如图所示，特点是，下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞遇到液面时，才迅速卸载，所以，卸载线较气体影响的卸载线上的凸形弧线陡而直。有时，当柱塞碰到液面时，震动载荷线会出现波浪，快速抽汲时往往因撞击液面而发生较大的冲击载荷，使图形变形的很厉害。2）漏失 4画出并分析有杆泵排出部分漏失影响的典型示功图特征。答：排出部分的漏失示功图如图所示。上冲程时，泵内压力降低，柱塞两端产生压差，使柱塞上面的液体经排出部分的不严密处(凡尔及柱塞与衬套的

20、间隙)漏到柱塞下部的工作筒内，漏失速度随柱塞下面压力的减小而增大。由于漏失到柱塞下面的液体有向上的“顶托”作用，所以悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载缓慢。随着悬点运动的加快，“顶托”作用相对减小，直到柱塞上行速度大于漏失速度的瞬间，悬点载荷达到最大静载荷(B点)。当柱塞继续上行到后半冲程时，因活塞上行速度又逐渐减慢。在柱塞速度小于漏失速度瞬间(C)点，又出现了漏失液体的“顶托”作用，使悬点负荷提前卸载。到上死点时悬点载荷已降至C点。由于排出部分漏失的影响，吸入凡尔在B点才打开，滞后了BB 这样一段柱塞行程；而在接近上冲程时又在C点提前关闭。这 样柱 塞的有效 吸入 行 程CBSpu，在此

21、情 况下 的泵 效SCB/。当漏失量很大时，由于漏失液体对柱塞的“顶托”作用很大，上冲程载荷远低于最大载荷，如图CA所示，吸入凡尔始终是关闭的，泵的排量等于零。5绘制并分析深井泵吸入部分漏失时的典型示功图 答：深井泵吸入部分漏失时的典型示功图如图所示：下冲程开始后，由于吸入凡尔漏失使泵内压力不能及时提高，而延缓了卸载过程(图中的DC 线)。同时，也使排出凡尔不能及时打开。当柱塞速度大于漏失速度后，泵内压力提高到大于液柱压力，将排出凡尔打开而卸去液柱载荷。下冲程后半冲程中因柱塞速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降低使排出凡尔提前关闭(A点)，悬点提前加载。到达下死点时，悬点载荷已增加到AA。由

22、于吸入部分的漏失而造成排出凡尔打开滞后(DD)和提前关闭(AA)，活塞的有效排出冲程ADSped。这种情冲下的泵效SAD/。6.吸入阀严重漏失。此时，排出阀一直不能打开，悬点不能卸载。7吸入阀排出阀同时漏失。同时漏失的示功图是分别漏失时的图形的叠合，类似于椭圆形。3）.柱塞遇卡 4）.带喷井 5）.抽油杆断脱 6）.其他情况 第四章 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 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 分层注水指示曲线：注水层段注入压力与注入量的相关曲线 采油工程知识

23、点整理 5/8 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 吸水剖面：一定注入压力下各层 段的注入量(吸水量)的分布。配注误差：指配注量与实际注入量之差与配注量比值的百分数。水敏：指的是当与地层不配伍的流体进入地层后，引起粘土膨胀、分解、运移，从而导致渗透率下降的现象。裂缝的导流能力：在闭合压力下裂缝中流体通过的能力。其大小为填砂裂缝的渗透率与其宽度的乘积。地层破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值 气蚀：环空过流面积越小，油井产出流体流过该面积的速度就越高。流体的压力随其流速增加而下降，在高流速下压力将下降到流体的蒸汽压，导致蒸汽穴的形成，该过程称之为气蚀。

24、无杆泵采油：是一种机械采油方法，与有杆泵采油的主要区别在于动力的传导方式不同，它不是通过抽油杆传递地面动力，而是通过电缆或高压液体，将地面的能量传输到井下，带动井下机组抽油。电动潜油离心泵、水力活塞泵和水力射流泵。电动潜油离心泵采油：地面控制部分:变压器 控制屏 接线盒；井下机组部分：潜油电机 保护器 分离器 多级离心泵；电力传输部分：潜油电缆。电潜泵举升方式的主要优点：(1)排量大；(2)操作简单，管理方便；(3)能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油(4)在防蜡方面有一定的作用。电潜泵举升方式的主要缺点：(1)下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制；(2)比较昂贵，初期投资高；

25、(3)作业费用高和停产时间过长；(4)电机、电缆易出现故障；(5)日常维护要求高。水力活塞泵采油系统工作原理：动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；动力液被传至井下液马达处；滑阀控制机构换向；动力液驱动液马达；液马达做往复运动；液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动；原油被增压举升。水力射流泵工作原理：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。动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；动力液被传至井下喷嘴；通过喷嘴将压能转换动能；嘴后形成低压区；动力液与油层产出液在喉管中混合；经扩散管动能转换成压能；混合液的压力提高后被举升到地面。优点：(1)没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大(2)

26、由于可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高含蜡油井。(3)对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。第五章 水源选择要求：水量充足、水质稳定。水源类型：地面水源 来自河床等冲积层水源 地层水水源 油层采出水 注水引起的油层损害主要类型：堵塞、腐蚀、结垢。注入水处理技术：（1）沉淀 常用的聚凝剂：硫酸铝 硫酸铁 三氯化铁 偏铝酸钠 （2）过滤 重力式滤池 压力滤罐 （3）杀菌 常用的杀菌剂：氯及其化合物 如次氯酸、次氯酸盐等；甲醛既有杀菌又有防腐作用（4）脱氧 脱氧方法：化学脱氧法；天然气逆流冲刷法（气提脱氧）；真空脱氧法。（5）曝晒 处理过饱和碳酸盐 （6）除油 含油污水

27、处理的措施。注水系统：1.注水站 2.配水间 3.注水井 注水井投注程序 ：包括排液、洗井（洗井目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞影响注水。一种是正洗，水从油管进井，从油套环形空间返回地面；另一种是 反洗，水从油套环形空间进井，从油管返回地面。）、预处理（预处理目的：为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投注或油井转注前需进行防膨处理。）、试注（试注目的：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数等资料，根据要求注入量选定注入压力）、正常注水等几个方面 试述影响注水地层吸水能力的因素及其改善措施。答：影响因素：(1)与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因

28、素(2)与水质有关的因素(3)组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀(4)注水井地层压力上升 改善的措施：(1)加强注水井日常管理(2)压裂增注(3)酸化增注(4)粘土防膨 分析注水曲线的变化或者根据注水指示曲线变化情况说明地层生产条件的变化。答：（1）曲线右移，斜率变小，吸水能力增强，地层产生微小裂缝。（2）曲线左移，斜率变大，吸水能力下降，地层可能堵塞。（3）曲线平行上移，吸水能力未变。油层压力升高。（4）曲线平行上移，吸水能力未变，油层压力下降 指示曲线的几种形状：1.直线型指示曲线：（直线斜率的倒数即为吸水指数 K）（1）垂直式指示曲线：油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加；仪表不

29、灵或测试有误差；井下管柱有问题，如水嘴堵死等；（2）递减式指示曲线：不正常的曲线 仪表、设备等有问题 2.折线型指示曲线：（1）曲拐式 仪器设备有问题，不能应用 （2）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 （3）折线式 新油层开始吸水或油层产生微小裂缝，油层条件差、连通性不好或 不连通油层 3.注水量很大而配水嘴直 径很小，可能产生汽穴 现象；在一定的嘴前压力下，当 嘴前与嘴后的压 差PPcr 时，注水量 Q 将保持为常数，其值等 于 Qcr。什么是注水井的调剖：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，向地层中的高渗透层注入化学药

30、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 部位的驱油作用的工艺措施。调剖方法：(一)单液法 向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自身发生反应，随后变成的物质可封堵高渗透层，降低渗透率，采油工程知识点整理 6/8 实现堵水。（常用堵剂：石灰乳 硅酸溶胶 铬冻胶等）(二)双液法 向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体。当将这两种液体向油层内部推至一定距离后，隔离液将变薄至不起隔离作用，两种液体就可发生反应（或作用），产生封堵地层的物质，达到封堵高渗透层的目的。（常用堵剂：沉淀型堵剂 凝胶型堵剂 冻胶型堵剂等）第六章 水力压裂技术 1.压裂的定义：用压力将地层

31、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。2.压裂的种类：(根据造缝介质不同)水力压裂：利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。高能气体压裂：利用特定发射药或推进剂在油气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地层

32、形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污染及堵塞物，有效降低表皮系数，从而令油气井增产的一种工艺技术。干法压裂：利用 100%的液体二氧化碳和石英砂进行压裂，无水和任何添加剂，压后压裂液几乎完全排出地层，可避免地层伤害。其关键技术是混合砂子进入液体二氧化碳中的二氧化碳混合器。适用于对驱替液、冻胶或表面活性剂的伤害敏感的地层，包括渗水层、低压层及有微粒运移的储层以及水敏性储层。3.水力压裂增产增注的原理:(1)改变流体的渗流状态：使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，降低了能量消耗。(2)降低井底附近地层中流体的渗流阻力：裂缝内流体流动阻

33、力小。4.破裂梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。小于 1518 时形成垂直裂缝，大于 23 时形成水平裂缝。深地层垂直裂缝 浅地层水平裂缝 5.压裂液作用：A 前置液:破裂地层、造缝、降温作用。一般用未交联的溶胶。B 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 C 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。6.压裂液的性能要求滤失少:造长缝、宽缝 取决于它的粘度与造壁性 悬砂能力强：取决于粘度 摩阻低：摩阻愈小，用于造缝的有效功率愈大 稳定性好：热稳定性和抗机械剪切稳定性配伍性好：不应引起粘土膨胀或产生沉淀而

34、堵塞油层低残渣：以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率易返排：减少压裂液的损害货源广、便于配制、价钱便宜。7.压裂液类型 A.水基压裂液：用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂交链后形成的冻胶。施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。不适用于水敏性地层。B.油基压裂液：多用稠化油，遇地层水后自动破胶。缺点是悬砂能力差、性能达不到要求、价格昂贵、施工困难和易燃等。C.泡沫压裂液：基液多用淡水、盐水、聚合物水溶液；气相为二氧化碳、氮气、天然气；发泡剂用非离子型活性剂。优点是易于返排、滤失少以及摩阻低等。缺点是砂比不能过高、井深不能过大。8.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

35、的压缩性、压裂液的造壁性。9.支撑剂:水力压裂的目标是在油气层内形成足够长度的高导流能力填砂裂缝，所以水力压裂工程中的各个环节都是围绕这一目标，并以此选择支撑剂类型、粒径和携砂液性能，以及施工工序等。10.填砂裂缝的导流能力：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。11.支撑剂的性能要求(1)粒径均匀，密度小(2)强度大，破碎率小(3)圆度和球度高 (4)杂质含量少 (5)来源广，价廉 12.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

36、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）。(一)天然砂主要矿物成分是粗晶石英，适用于浅层或中深层的压裂，成功率很高。二)人造支撑剂(陶粒)矿物成份是氧化铝、硅酸盐和铁钛氧化物。形状不规则，强度很高，适用于深井高闭合压力的油气层压裂。陶粒的密度很高，特别在深井条件下由于高温和剪切作用，对压裂液性能的要求很高。(三)树脂包层支撑剂 中等强度，密度小，便于携砂与铺砂。13.支撑剂分布规律随裂缝类型(水平、垂直缝)和携砂液性能而异(一)全悬浮型支撑剂分布 高粘压裂液：压裂液粘度足以把支撑剂完全悬浮起来，在整个施工过程中没有支撑剂的沉降，停泵后支

37、撑剂充满整个裂缝内，因而携砂液到达的位置就是支撑裂缝的位置。在忽略裂缝内流动阻力的情况下，可以认为裂缝内的导流能力从缝端到井底是线性增加的，因而要求砂浓度呈线性增加。全悬浮型支撑剂分布特点：适合于低渗透率地层，不需要很高的填砂裂缝导流能力就能有很好的增产效果。支撑面积很大，能最大限度地将压开的面积全部支撑起来。裂缝内的砂浓度(裂缝内砂比)：是指单位体积裂缝内所含支撑剂的质量。裂缝闭合后的砂浓度(铺砂浓度)：指单位面积裂缝上所铺的支撑剂质量。地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量或支撑剂体积与压裂液体积之比。(二)沉降型支撑剂分布 由于剪切和温度等降解作用，携砂性能并不能达到全悬浮，部分支撑

38、剂随携砂液一起向缝端运动，部分可能沉降下来。支撑剂沉降速度、砂堤堆起高度等都与裂缝参数有关。目前的研究仍是基于 60 年代巴布库克的实验结果。进入裂缝的固采油工程知识点整理 7/8 体颗粒主要受到水平方向液体携带力、垂直向下重力以及向上浮力的作用。颗粒相对于携带液有沉降运动，携带液有粘滞阻力作用。平衡状态：当液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的能力时，颗粒处于停止沉降的状态。平衡流速：平衡时的液体流速，也即携带颗粒最小的流速。汤姆斯解法：利用颗粒自由沉降速度与阻力速度的比值，先得到阻力速度，再求出平衡流速。砂比 S 表示加砂浓度，砂比是砂堆体积与压裂液体积之比。砂堤的堆起速度:当缝中流速达到

39、平衡流速时，砂堤停止增高，处于平衡状态,砂堤的堆起速度与砂堤上面过流高度的变化方向相反.平衡时间:假设砂堤达到平衡高度的 95，认为已达到平衡高度，此时的时间即为平衡时间。14.支撑剂的选择:支撑剂的选择主要是指选择其类型和粒径。选择的目的是为了达到一定的裂缝导流能力。研究表明：对低渗地层，水力压裂应以增加裂缝长度为主；对中高渗地层，水力压裂应以增加裂缝导流能力为主。影响支撑剂选择的因素：1）支撑剂的强度2）粒径及其分布 3）支撑剂类型与铺砂浓度 4）其它因素 如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等 15.压裂设计的任务：优选出经济可行的增产方案 压裂设计的原则：最大限度发挥油层潜能和裂缝的作用

40、;使压裂后油气井和注入井达到最佳状态;压裂井的有效期和稳产期长.16.裂缝几何参数 指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力 17.垂直缝的增产倍数一般可用麦克奎尔西克拉增产倍数曲线确定；麦克奎尔与西克拉用电模型研究了垂直裂缝条件下增产倍数与裂缝几何尺寸和导流能力的关系。假设：拟稳定流动；定产或定压生产；正方形泄油面积；外边界封闭；可压缩流体；裂缝穿过整个产层。裂缝导流能力愈高，增产倍数也愈高；造缝愈长，倍数也愈高左边要提高增产倍数，应以增加裂缝导流能力为主；右边要提高增产倍数，应增加缝 的长度。对一定的裂缝长度，存在一个最佳的裂缝导流能力低渗油藏增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利高渗油藏应以

41、增加导流能力为主。18.当井壁上存在的周向应力达到井壁岩石上的水平方向的抗拉强度时，将产生垂向裂缝；.当井壁上存在的周向应力达到井壁岩石上的垂向方向的抗拉强度时，将产生水平裂缝；19.垂直沉降式砂子分布平衡状态下，颗粒在垂直剖面上可以分为四个区域，分别是砂堤，颗粒滚流区，悬浮区，无砂区。20.油气层损害的主要机理 第一，外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害 第二，外来流体与储层流体不配伍造成的损害 第三，毛细现象造成的损害 第四，固相颗粒堵塞引起的损害 第七章 酸处理技术 一名词解释 1.面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比。2.前置液酸压：在酸压中，常用高粘液体作前置液，先把地层压开裂缝，

42、然后再注入酸液的方法。3.土酸：由 10%15%的盐酸及 3%8%的氢氟酸与添加剂所组成的混合酸液。4.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。5.酸洗：将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。6.基质酸化：在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。7.酸压（压裂酸化）：在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝 8.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。9.H+的传质速度：H+透

43、过边界层达到岩面的速度。10.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。11 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。二简答 1.增加酸液有效作用距离的方法或措施：(1)在地层中产生较宽的裂缝；(2)较低的氢离子有效传质系数；(3)采用较高的排量；(4)采用尽可能小的滤失速度 2.酸压与水力压裂相比：相同点：基本原理和目的相同。目标是为了产生有足够长度和导流能力的裂缝，减少油气水渗流阻力；不同点：实现导流性的方式不同。水力压裂：裂缝内的支撑剂阻止停泵后裂缝闭合；适用于砂岩 地层；压裂效果取决于裂缝参数。酸压：一般不使用支撑剂，而是依靠酸液对裂缝壁面的不

44、均匀 溶蚀产生一定的导流能力；通常局限于碳酸盐岩地层；有效的 裂缝长度受酸液的滤失特性、酸岩反应速度及裂缝内的流速控 制，导流能力取决于酸液对地层岩石矿物的溶解量以及不均匀 刻蚀的程度。3.盐酸在砂岩土酸处理中作用：1)溶解碳酸盐类矿物,使 HF进入地层深处;2)使酸液保持一定的 pH值，不致于产生沉淀物 4.试述砂岩地层土酸处理的基本原理:答：一般都用盐酸和氢氟酸混合的土酸作为处理液，盐酸的作用除了溶解碳酸盐类矿物，使 HF进入地层深处外，还可以使酸液保持一定的 pH值，不致于产生沉淀物，其酸化原理如下：依靠土酸液中的盐酸成分溶蚀碳酸盐类物质，并维持较低的 pH值，依靠氢氟酸成分溶蚀泥质成分

45、和部分石英颗粒，从而达到清除井壁的泥饼及地层中的粘土堵塞，恢复和增加近井地带的渗透率的目的。5.高浓度盐酸处理的优点:酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围增大；单位体积盐酸可产生较多的，利于废酸的排出；单位体积盐酸可产生较多氯化钙、氯化镁，提高了废酸的粘度，采油工程知识点整理 8/8 控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒从地层中排出；受到地层水稀释的影响较小。主要缺点：与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部；盐酸会使金属坑蚀成许多麻点斑痕，腐蚀严重；含量较高的井，盐酸处理易引起钢材的氢脆断裂。6.酸化按照工艺不同可分为酸洗，基质酸化

46、，压裂酸化。第八章 一、名词解释 1、蜡的初始结晶温度或析蜡点：当温度降低到某一值时，原油中溶解的蜡便开始析出，蜡开始析出的温度。2、人工井壁防砂：从地面向油层挤入液体胶结剂及增孔剂，然后使胶结剂固化，在油气层层面附近形成具有一定胶结强度及渗透性的胶结砂层，达到防砂目的的方法。二、简答题 1、油井防蜡方法：（1）阻止蜡晶的析出：在原油开采过程中，采用某些措施(如提高井筒流体的温度等)，使得油流温度高于蜡的初始结晶温度，从而阻止蜡晶的析出。（2）抑制石蜡结晶的聚集：在石蜡结晶已析出的情况下，控制蜡晶长大和聚集的过程。如在含蜡原油中加入防止和减少石蜡聚集的某些化学剂抑制剂，使蜡晶处于分散状态而不会

47、大量聚集。（3）创造不利于石蜡沉积的条件：如提高表面光滑度、改善表面润湿性、提高井筒流体速度等。2、影响结蜡的因素：1.原油的性质及含蜡量：原油中含蜡量越高，油井就越容易结蜡。原油中所含轻质馏分越多，则蜡的初始结晶温度就越低，保持溶解状态的蜡就越多，即蜡不易出。2.原油中的胶质、沥青质：胶质含量增加，蜡的初始结晶温度降低；沥青质对石蜡结晶起到良好的分散作用，且使沉积蜡的强度将明显增加，而不易被油流冲走。.3.压力和溶解气 4.原油中的水和机械杂质：a、水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大。B、原油中的细小砂粒及机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，而促使石蜡结晶的析出，加剧了结蜡过程。C、油井含

48、水量增加，结蜡程度有所减轻。5.液流速度、管壁粗糙度及表面性质 3、常用冲砂方式及特点（1）正冲砂：冲砂液由冲砂管(或油管)泵入，被冲散的砂粒随冲砂 液一起沿油套环空返至地面（2）反冲砂：冲砂液由油套环空泵入，被冲散的砂粒随冲砂液一起 从油管返至地面的冲砂方法。特点：正冲砂冲击力大，易冲散砂堵，液流上返速度小，携砂 能力低，易在冲砂过程中发生卡管事故，要提高液流上返速 度就必须提高冲砂液的用量。反冲砂冲击力小，但液流上返速度大，携砂能力强。（3）正反冲砂：利用了正冲砂和反冲砂各自的优点，先用正冲砂将砂堵冲散，使砂粒处于悬浮状态，再迅速改为反冲砂，将冲散的砂粒从油管内返出地面的冲砂方式。特点：该方式可迅速解除较紧密的砂堵，提高冲砂效率。采用正反冲砂方式时，地面相应配套有改换冲洗方式的总机关。（4）联合冲砂：冲砂管柱距底端一定距离处装有分流器，用以改变液流通道，冲砂液从油套环空进入井内，经分流器进入下部冲砂管冲开砂堵，被冲散的砂粒随同液体先从下部冲管与套管环空返至分流器后，便进入上部冲砂管内返至地面。特点：这种冲砂方式可提高冲砂效率，既具有正冲砂冲击力大的优点，又具有反冲砂返液流速高、携带能力强的优点，同时又不需要改换冲洗方式的地面设备。