采油工程第一章作业分析

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《石油采油工程》完整版

Pwf = Pr- q/J 当 q= 0 时，
Pwf
q
Pwf=Pr
Pr•J
当
q= Pr.J 时， Pwf=0 (1-2b)
由此两点得曲线:
tg=Pr.J/Pr=J
曲线的特征
1. 夹角的正切就是采油指数 , 夹角越大 , 采油指数越大 , 生产能力越强 ; 反之 , 夹角越小 ,J 越小 , 生产能力越弱。曲线很直观地反映油井的产能。 2. 当井底压力为 Pe 时 , 生产压差为零 , 油井产量为零 . 即 : 产量为零的点 , 所对应的压力即地层压力。 3. 当井底压力为零时 , 生产压差最大 , 所对应的产量是极限最大产量。
CK 0 h re 3 S) 0 B 0 (ln rw 4
（1-3a）
J0
q0 p r p wf
（1-4）
B井 80吨/天
B井 120吨/天
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天
A井 110吨/天如果
P 1 P2
Pwf ，则P， qA ，qB
若 qB qA ，则B井产能大。 q 衡量产能: 采油指数 P
采油工程
第一章油井基本流动规律
第一节油井流入动态
一、单相原油流入动态 1、垂直井单相油流（1）定压边界的稳定流产量公式
Pe=常数
Pw
C — 单位换算系数，P2表1-1
对溶解气驱油藏,可由试井得 Pr ,取代Pe：
根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井
的稳态流动产量公式 :
( 1-1 )
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
ck o h(Pe Pwf ) qo 1 re μ o Bo (ln S) rw 2

油气田开发综合2(中国石油大学)采油工程复习总结课件

Pe P总
P总 P生 P井筒 P嘴 P管线
3.节点系统分析法：应用系统工程原理，把整个油井生产系统分成若干子系统，研究各子系统间的相互关系及其对整个系统工作的影响，为系统优化运行及参数调控提供依据。
4.临界流动：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状态。 5.试作出油层—油管—油嘴流动协调曲线，并说明作图步骤。
第三章小结
1.游梁式抽油装置主要由抽油机、抽油泵、抽油杆组成。 2.抽油机主要由游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置
3.抽油泵分为管式泵和杆式泵，主要由工作筒(外筒和衬套)、柱塞、游动阀(排出阀)和固定阀(吸入阀)组成。
4.泵吸入的条件：泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。 5.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。
Pv max
Ef r V a
V—初变形期末抽油杆柱下端(柱塞)对悬点的相对运动速度
E—钢的弹性模量 a—应力波在抽油杆柱中的传播速度
11.悬点摩擦载荷：包括杆管、柱塞与衬套、杆液、管液摩擦载荷及液体通过游动阀的摩擦力。悬点最大、最小载荷：
A点加速度:
WA
简化为曲柄滑块机构时悬点运动规律
a A点位移： S A r (1 cos sin ) 2 b dV a A点加速度: WA A 2 r (cos cos 2 ) dt b
2
r cos t dt b
A

8.抽油机悬点载荷：静载荷、动载荷、摩擦载荷。 9.悬点静载荷：包括抽油杆柱载荷；作用在柱塞上的液柱载荷；沉没压力对悬点载荷的影响；井口回压对悬点载荷
9.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。

采油工程第一章作业

解：
测试流压
11.用习题7的目前油层数据预测未来 =15MPa时的IPR曲线（指数n取1）。
解：
目前油藏压力条件下的最大产量
未来油藏压力条件下的最大产量
两式相除得
由题可知
流动效率
理想井底流压
未来地层压力下产量
12.试述垂直管气液两相流的典型流型及其特点？
解：
垂直管气液两相流的典型流型有泡状流、段塞流、过渡流、环雾流。
影响因素：
单相气体：临界流的影响因素有上游压力、上游温度、气体种类、油嘴孔眼直径，亚临界流的影响因素还包括下游压力。
气液混合物：油压（上游压力）、生产气油比、油嘴孔眼直径。
课堂作业
1.已知pr=18MPa，pb=15MPa，S=0，pwf=10MPa时的流量为50m3/d，计算并绘制IPR曲线。
解：
13.73mm内径油管中的液流量为0.4m3/s，气流量为0.8m3/s，持液率为0.8，计算器滑脱速度。
解：
由题可知
油管界截面积
液相表观速度
气相表观速度
滑脱速度
16.试述油嘴的节流原理及单相气体和气液混合物嘴流的主要影响因素。
解：
节流原理：通过调节油嘴尺寸来控制油井油压和注气压力，限制和稳定油井产量和注气量
1.何谓采油指数的物理意义？如何获取？影响单相渗流和油气两相渗流采油指数的主要因素有何异同？
解：
物理意义：地面产油量与生产压差之比，是反映油层性质、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。
获取方法：a.IPR曲线直线段斜率的负导数b.试井资料图解法获得
影响因素：
单相渗流：油层性质、流体参数、完井条件及泄油面积等
即
最大产量为

采油工程

IPR曲线节点（井口）流入曲线：油压与产量的关系曲线使用：计算出任意产量下的井口油压的大小，并用于预测油井能否自喷。
Pa-Pb是在油管中消耗的压力
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
①当油嘴直径和气油比一定时，产量和井口油压成线性关系。
图2-21 油嘴、油压与产量的关系曲线
油层渗流消耗的压力
•泵筒内液体转移入油管
内
•不排液体出井
泵的理论排量
活塞上下一次，向上抽汲的液体体积为:
V fPs
每分钟排量为: 每日体积排量为: 每日质量排量为: 式中:
Vm f P sn
Qt 1440 f P sn
Qm 1440 f P sn l
Qt －泵的体积理论排量，m3/d；
Qm －
泵的质量理论排量，t/d；
Pmin Wr I d Phd Fd Pv
在下泵深度及沉没度不很大、井口回压及冲数不高的稀油直井内，在计算最大和最小载荷时，通常可以忽略Pv、F、Pi、Ph及液柱惯性载荷
第三节抽油机平衡、扭矩与功率计算
一、抽油机平衡计算
不平衡原因
• 上下冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲程中所做的功不相等。
图5-7 注水井指示曲线
采油工程原量。
吸水指数 = 日注水量日注水量注水压差注水井流压 - 注水井静压
吸水指数=
两种工作制度下日注水量之差相应两种工作制度下流压之差
采油工程原理与设计
二、影响吸水能力的因素 (1) 与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素 (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
(2)抽油泵
抽油泵的分类：

采油工程知识点整理

采油工程知识点整理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。

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，单位管长内液相体积与单位管长的总体积之比。

Vogel 方法(1968)①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。

②Vogel方程③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。

采油工程PPT第一章.ppt

p wf
pr qL
JL
当时 qb qL qomax
p wf
f w
pr
qL JL
0.1251
fw pb
81 80 qL qb qomax qb
1
当时 qomax qL qLmax
概述
• 采油工程
为采出地下原油，采用的各项工程技术措施的总称。采油工程在石油工程中处于核心地位。
• 主要任务
根据油田开发要求，科学地设计、控制和管理生产井和注入井，通过采取一系列措施，以达到经济有效地提高油井产量和原油采收率、合理开发油藏的目的。
• 课程特点
综合性、实践性、工艺性强。
油井生产系统
qV
Jo pb 1.8
68.35(m3
/d)
q0max qb qV 115 .67(m3 / d )
(3) 计算pwf=15 MPa及7 MPa时产量 pwf=15>pb，位于直线段：
qo Jo pr pwf 28.39(m3 / d)
pwf=7<pb，位于曲线段：
qo
qb qV 1 0.2
qotest
qb
qv
1
0.2
pwftest pb
0.8
pwftest pb
2
qb Jo ( pr pb )
qv Jo pb 1.8
Jo
pr
qb
qotest
pb
1 0.2
pwftest
1.8
pb
0.8
pwftest pb
2
例1-3
已知： pr=18MPa，pb=13MPa pwftest=9MPa，qotest=80m3/d。

作业题1-1-1 (采油作业答案,仅供参考)

56.1
51.1
43.7
34.0
22.0
8.8
0
依据上表数据绘制 IPR 曲线如下图 4 所示。
25
20
15
10
5
0 0.0 10.0 20.0 30.0
qo/(t/d)
40.0
50.0
60.0
70.0
图4 IPR曲线
1.5 已知某井产液量 ql 20t / d ，含水率 f w 40% ，油藏压力 Pr 30MPa ，井底流压 Pwf 20MPa，饱和压力 Pb 10MPa ，试绘制该井 IPR 曲线，并计算产液指数和采油指数。当 �� > �� 时
2
= 146��/��
�� = 1 − 0.2
��′��
��
− 0.8
��′��
��
2
∙ ��
给定不同流压，即可根据上面的式子计算出相应的产量 ,并列表如下： �� /��
当 �� < �� 时
�� = �� + �� 1 − 0.2 �� = ��1 �� − ��
�� − 0.8 ��

采油工程1

采油工程油田开采是指在地下油藏中钻井、注水、抽油、压裂等方式，将地下的石油资源开采出来。

而采油工程是指对油田进行勘探、设计、施工、运营等综合技术及管理过程，目的是提高油田产量、缩短采油周期、降低成本，使得石油开采更加高效、安全、经济。

一、采油工程的勘探阶段1. 地质勘探：通过勘探手段分析掌握地下油藏的分布、储存方式、构造和性质等信息，确定采油区的范围和油藏的类型、储量等基本情况。

2. 实验室分析：包括对原油、岩石等样品进行分析，了解原油品质、物性及岩石力学性质等重要参数，为采油工程设计提供基础数据。

3. 地质建模：根据地质勘探和实验室分析所得数据，进行三维地质模型的建立，分析油藏的分布、特征、储量等信息，并确定最优的开采方案。

二、采油工程的设计阶段1. 井的设计：根据油藏特征和地质建模结果，确定井的位置、深度、产量、保护措施等信息，设计钻井方案，并进行井壁完整性和稳定性分析。

2. 油井完井工程：包括完井设计、固井设计、井口装置设计等，以确保井内管道的完整性，提高油井的采油效率和井眼环境的安全性。

3. 人工提高采油设计：人工提高采油的方法包括水驱、蒸汽吞吐、二次采油、聚集物注入等，设计人工提高采油方案，确保油井的正常运行。

三、采油工程的施工阶段1. 钻井施工：根据钻井设计方案，进行钻井施工，完成井身和井口的建设。

2. 井口建设：根据井口装置设计方案，进行井口建设，包括井口设施、防溢环和泥浆池建设。

3. 完井施工：根据井的完井设计方案，进行完井施工，包括完井管道连接、固井、调整支架和通风等操作。

4. 井眼环境治理：随着采油时间的延长，油井井眼会存在积水、堵塞等问题，需要进行环境治理，保证正常采油作业。

四、采油工程的运营阶段1. 井的日常管理：包括井口检查、巡视、测量、刺探等操作，维护油井的正常运行和减少生产中的故障。

2. 油田生态环境维护：采油过程中会对油田环境造成一定程度上的影响，需要进行生态环境维护，保护自然环境生态平衡。

《采油工程》考试改革课堂考核环节试题第一次采油大作业答案要点

第一题生产初期假设该井可以自喷生产，井筒中的流动可以分为两段。

下部分泡点压力以下为纯液流，上端低于泡点压力之后为气液两相流。

忽略加速度压力梯度部分。

为了简化计算，大概确定摩阻压力梯度的比例，讲井筒管流分为两部分，纯液流和气液两相流。

以第一组数据为例，根据混合液的密度可以得到液柱高600.92m ，气液混合物高度899.08m 。

（1）纯液柱段摩阻压降和总压降计算：油藏条件下的原油密度：o a s goi oR B ρργρ+=根据油层物理第一章的内容，我们可以得到油藏条件下的溶解气油比3325.94/s R m m =于是可得油藏条件下的原油密度：3831.88/oi kg m ρ=原油析出气体前可忽略压力所引起的密度变化，因此该段原油密度可近似取原始条件下的原油密度。

于是该段的平均密度：3(110%)10%848.7/m oi w kg m ρρρ=-+⨯=重力压力梯度：/h m dp dh gρ=⨯原油流速：()/86400m o o w w q q B q B =+雷诺数：Re m mmDv N ρμ=其中粘度为油水的体积加权平均值，原油的粘度根据油层物理学中相关公式得到。

根据雷诺数的大小，所给四组生产条件下的流动皆为水力光滑区。

故有：14Re0.3164f N =摩擦损失梯度：2/2m mf v dp dh fD ρ=（2）气液共存段摩阻压降及总压降计算：为简化运算，气液共存段不分段，使用Orkiszewski 方法进行计算。

该段平均压力为：（9+0.1）/2=4.505MPa ，按照温度梯度计算中点温度值作为该段平均温度。

气，液的就地流量：00()86400p s og p TZ R R q q pT -=86400o o w wl q B q B q +=按照Orkiszewski 方法流型划分原则，分别计算L B （泡流界限），L S （段塞流界限）等等，并分析不同产量下的流型。

采油工程

采油工程：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或井筒采取的各项工程技术措施的总称。

油井生产系统可分为三个子系统：油层中渗流，井筒中流动，在地面管线中的水平或倾斜管流。

油井流入动态是指在一定地层压力下，油井产量与井底流压的关系，流入动态曲线，简称IPR P1 IPR曲线IPR为直线时：斜率越大，生产能力越强，反之亦然。

就单井而言，IPR 曲线反映了油层向井的供给能力（即产能）J。

称为采油指数，其数值等于单位生产压差下的油井产量。

因此可用它来评价和分析油井的生产能力。

（物理意义）单相原油渗流条件下的IPR曲线为直线，其斜率的负倒数即为采油指数，在纵坐标（压力）上的截距即为平均地层压力。

油井流压降低到油层静压(14.3MPa)之前，油层不出油，水层产出的一部分水转渗入油层，油井含水为100%滑脱现象：由于气相密度明显小于液相密度，在上升流动中，气相的流动速度会快于液相。

这种由于两相间物性差异所产生的气相超越液相流动称为滑脱现象。

H L=（单位管段内液相容积）p，T/单位管段总容积=A L/A持液率表示在气液两相流动状态（压力p和温度T）下，液相所占单位管段容积的份额。

其实质是指在两相流动的过程段面上，液相面积A L占总过流断面面积A的份额。

故HL又称面积含液率、真实含液率、液相存容比或液相相持留率。

HL为0和1分别表示单相气流和单相液流；而0<H L<1表示气液两相流动。

持液率：表示两相流动中气液混合物密度的重要参数。

一般采用实验和因次分析方法确定，用于描述复杂的相间滑脱现象，即液相滞留效应。

真实速度：某相的平均速度实质是指气、液相在各自所占流通面积上的就地局部速度的平均值，常称为气、液的真实速度。

表观速度：即为该相的平均速度。

存在滑脱时，由于v L<v G,，显然H L>λL因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失降低滑脱损失：1降低管径2增大气液比垂直管气液两相流流型：1泡状流：气相以分散的小气泡分布于液相中，在管子中央的气泡较多，靠近管壁的气泡较少，小气泡近似球形。

采油工程

0.8
Pwf（Prtest1） 2
qo（test 2） qo max
1
0.2
Pwf（test 2） Pr
0.8
Pwf（test Pr
2）
2
② 给定不同流压，计算相应的产量
③ 根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线
7
（4）Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比
图1-4 不同方法计算的油井IPR曲线 1-用测试点按直线外推；2-计算机计算的；3-用Vogel方程计算的
（2）Harrison方法 (FE 1 ~ 2.5)
IPR曲线的步骤（自学）
qo (F E 1) qo max
图H2a-7rrisHaornri无so因n 无次因IP次R曲IPR线曲(F线E(>FE1>)1)
15
三、Pr Pb 时Pw的f 流入动态
① 当 Pwf 时P，b 由于油藏中全部为单相液体流动。
28
垂直气液两相流流型
1.流动型态的划分方法
第二类划分方法：按流动的数学模型或流体的分散程度划分，包括分散流、间歇流、分离流
分层流
团状流段塞流
波状流
环状流
分离流
泡流雾流
水平气液两相流流型
间歇流
分散流
29
2.流动型态的变化
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。
① 0 qt ，q则b ：
Pwf
Pr qt Jl
② qb qt ，qom则ax 按流压加权平均进行推导：
Pwf (1 f w )Pwfoil f w Pwfwater
Pwfoil 0.125Pb 1
81

《采油工程》--每章重点知识点综合

第一章1.完井方式：裸眼完井（先期、后期、复合）、射孔完井、割缝衬管完井、砾石充填完井（裸眼、套管）2.水平井与垂直井完井的区别：水平井带管外封隔器完井3.电缆输送射孔工艺分类（常规电缆正压、负压射孔工艺）第二章1.油井流动规律：a.从油层到井底流动—地层渗流b.从井底到井口流动—垂直或倾斜管流c.从井口到分离器—水平或者倾斜管流2.采油指数(J 0)：地面产油量与该井生产压差之比。

单位：Pa s m ⋅/3)(00wf r P P J q -= )2/1(ln /20000s r r B h K J ew+-=μπ 物理意义：一个反应油层性质，流体物性，完井条件及泄油面积等产量之间关系的综合指数。

—分析评价油井生产能力。

3．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，表示产量与流压关系曲线为IPR曲线。

4.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。

5.Standing 方法：（0.5<FE<1.5）已知'wfp ，FE 和测试点（0,q p wf ）应用Standing 计算不完善井IPR 曲线。

a.根据'wf p 计实测数据点计算FE=1时最大产量)('wf r r wf P P P p --=*FE b ．预测不同流压下产量根据FE 计算不同wf P 对应'wf p 由公式))(8.0)(2.01/(2''0max 0rwfrwfP p P p q q --= c.绘图6.多层油藏油井流入动态①当流压低于油层静压后油层产油，井的含水率降低，采油指数和产水指数的相对大小只影响含水率降低幅度，在此情况下，放大压差提高产液量，不仅可提高产油量，而且可降低含水率②当油层静压高于水层静压，相反，油井含水率随流压降低而升高，其上升幅度除与油水层压力差异外，还与采油指数和含水指数相对大小有关，在这时，放大压差虽可提高产油量，但会导致含水率上升。

作业采油案例分析示功图基础资料PPT学习教案

区）
作业采油案例分析
当活塞下行时，由于泵筒内液柱受压，压力增高，而使固定阀关闭。活塞继续下行，泵内压力继续升高，当泵筒内压力超过油管内液柱压力时，游动阀被顶开，液体从泵筒内经空心活塞上行进入油管。
活塞下行
油层
第13页/共57页
孤岛采油厂作业（西区）
活塞下行
液柱压力
沉没压力
（1）排出部分漏失
P
当漏失量很大时，由
于漏失液对柱塞的“顶托
B
”作用很大，上冲程载荷
BB’ ’
远低于最大载荷，如图中
AC'"所示，吸入阀始终是
关闭的，泵的排量等于零
。特点：卸载提前，增
载缓慢。左下角变尖，右 A
上角变圆，为一向上的拱
形。
o
第31页/共57页
CC’ ’ C C"
C"' D D’
S
孤岛采油厂作业（西区）
作业采油案例分析
考虑惯性载荷时，是把惯性载荷叠加在静载荷上。
示功图特点：
P
平行四边形会顺时针旋转
一个角度，惯性力越大，旋转
B
角度越大。
形成原因：惯性载荷在
上冲程前半冲程增加悬点载
A
荷，后半冲程减小悬点载荷
。
o
在下冲程前半冲程减小
悬点载荷，后半冲程增加悬
点载荷。
第16页/共57页
C
D S
孤岛采油厂作业（西区）
第2页/共57页
孤岛采油厂作业（西区）
作业采油案例分析
3.抽油泵简介
抽油泵主要由工作筒,衬套,柱塞上的游动阀,装在工作筒下端的固定阀组成。
抽油泵的工作原理:活塞上行时吸液入泵,排液出井;活塞下行时泵内液体进入油管,不排液出井。