2013年北京石油学院大学函授石油工程概论答案

中国石油大学（北京）期末考核

《石油工程概论》

一、综述题（共5小题，每小题20分，第1、2和3题选做两道，第4和第5题选做一道，共60分）（每道题目不少于500字。照抄知识点提示不得分。）

1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。（20分）

知识点提示：井深结构的主要内容包括套管的层次、各层套管下入深度、相应的钻头直径、套管外水泥返高等，请详细列出各内容所包含的具体内容，并画出简单的井深结构图。

答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。井身结构是钻井施工设计的基础。

（一）井身结构的组成及作用

井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。 1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。 2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。

3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。

4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。

5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离

（二）相关名词及术语

1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。

2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。

3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘

上平面到人工井底之间的距离。

4.水泥塞：从完钻井底至人工井底的水泥柱。

2. 分别阐述有杆抽油泵在上冲程和下冲程的工作原理，并画出示意图。（20分）知识点提示：

有杆抽油泵在上冲程的工作原理，并画出示意图。

有杆抽油泵在下冲程的工作原理，并画出示意图。

3.请列举一个现场实例，分析井喷的原因、危害、处理措施。（20分）

知识点提示：案例可以是近几年国内外发生的井喷事故，也可以是自己熟悉的钻井平台发生的井喷。先列举实例，然后分析事故发生的原因、造成的危害以及采取的应对措施。

2002年12月29日，渤海四号平台在印尼SURABAYA海域KE38-1井的12-1/4”井眼钻进作业中，钻至井深4169ft。此时正好35柱钻杆钻完，划眼过程中各种参数正常。17:54停泵，开始接立柱，17:59分立柱接完后，井口两名钻工提出卡瓦。18:00开泵泵入稠泥浆，当地钻工KAREL在盖转盘钻杆防磨板时发生井喷，转盘小补芯和钻杆防磨板瞬时飞出，领班立即停泵，关闭上闸板防喷器，发出警报。观察套压，1400psi，钻杆压力0psi（钻具内有单流阀）。随后进行压井作业。于此同时，电器人员切掉钻台附近电源，机舱启动消防泵，平台进入井喷应急状态。经提高压井泥浆比重从8.5PPG 至9.4PPG将井压住，恢复作业。

危害：某钻工的右手掌被飞出的转盘小补芯击伤。

事故原因：

1、预计高渗地层提前500ft，未预测到存在高压层；

2、直至接立柱前的钻进中未发现任何井涌显示，使人员产生麻痹；

3、泥浆比重偏低，8.5至10.1PPG；

4、气测人员发现异常，但没有通知钻台和监督；

5、接立柱时由于停泵后，返出流量计被堆积岩屑垫高，不能回零，因此给溢流

的判断造成失误。

6、转盘小补芯没有锁销,造成被强大的井喷流体顶出。

造成的危害：延误工期，并且某钻工的右手掌被飞出的转盘小补芯击伤。

预防措施：

1、经常调校井口返出流量计，避免判断失误；

2、提高人员的井控意识，接立柱时安排专人观察井口返出，增强防范手段；

3、要求气测人员将钻井参数的异常变化及时通知钻台；

4、在平台范围内展开学习讨论，同时加强井喷应急程序的训练。

4.阐述油田开发方案的主要内容，并说明不同类型油藏开发方案编制中需要注意的问题。（20分）

知识点提示：可以从油田开发的整个过程总结油田开发方案的主要内容，基于勘探、钻井、录井、测井、取芯、岩心和流体化验资料的前期研究成果，可从纵向层系、平面

展布、储量规模、开发方式、采油方式、井的工作制度、稳产年限、采收率、技术评价、经济评价、方案对比与优选等方面阐述。

5.结合自己的认识，给出油田二次开发的概念，并谈谈对油田二次开发的理解。（20分）知识点提示：首先需要回答提出油田二次开发概念的原因和必要性，再阐述油田二次开发与油田一次开发的异同和油田二次开发需要着重考虑的内容，最后从老油田和新油田两个角度谈谈你对油田二次开发的理解。

中国石油的二次开发是一项战略性的系统工程,是“油田开发史上的一场革命”,是近期主要任务之一。经初步研究,中国石油二次开发一期工程预计增加可采储量9.1亿吨。所谓油田二次开发,是指当油田按照传统方式开发基本达到极限状态或已接近弃置的条件时,采用全新的概念和新的“三重”技术路线,对老油田实施二次开发,重新构建油田新的开发体系,实施再开发,大幅度提高油田最终采收率,最大限度地获取地下油气资源,并实现安全、环保、节能、高效开发。

简言之,二次开发的对象是“老油田”,条件是“传统的方式开发基本达到极限状态或已接近弃置的油田”,观念是“全新的”开发观念,中心工作是“重新构建油田新的开发体系”,目的是“大幅度提高油田最终采收率”,最大限度地获取地下油气资源,效果体现在“安全、环保、节能、高效开发”上。老油田二次开发的根本宗旨是建设“科技油田、绿色油田、和谐油田”,其思路也可以扩展到老气田上

二次开发与传统的开发相比，其最大变化和最大难点，就是要面对已开发了20年以上的老油田，而这些油田剩余油高度分散，油水关系及其复杂，总体上表现出“两低”、“双高”和“多井低产”的极难特点。要采用不同于传统的开发理念，才能走出油田开发的新路。

辽河、克拉玛依、玉门等油田“二次开发试点”的初步成果表明:二次开发可在老油田分批次逐步推广,是老油田再生的一条全新出路;二次开发可以创造可观的经济效益。初步预测中国石油二次开发一期工程可增加可采储量9.1亿吨(约合66.43亿桶),按油价80美元/桶计算,可实现产值41608亿元;按照2006年的纳税方法计算,可为国家创造税收18376亿元。

“二次开发”还可以从根本上改变目前老油田的开发面貌，提高采收率并创造巨大的经济价值，是当前中国石油油田开发的一项战略性的举措，同时，也是一项战略性的系统工程，对于中国经济的快速发展，实现“小康社会”目标，极具资源保障的战略意义。老油田是个宝，老油田“焕发青春”是当今国际石油行业的热门课题，国外公司在老油田的投入约占开发投资的70％以上，以实现老油田的长时间可持续开发。老油田采收