2015年中国石油大学石油工程概论在线考试

中国石油大学（北京）远程教育学院2015年春季

期末考试

《石油工程概论》

学习中心：_陕西靖边__ 姓名：__熊光磊_ 学号：__ 927246_

关于课程考试违规作弊的说明

1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。

2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。

3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。

一、综述题（共8小题，每小题15分，任选4小题，共60分）（综述题请根据知识点提示结合课件组织答案，每道题目不少于400字。照抄知识点提示不得分。）

选做题号：

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。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。

⑴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

⑵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。

⑶井身结构图

4. 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。（15分）

答：有杆抽油泵在上冲程的工作原理：抽油杆柱向上拉动柱塞，柱塞上的游动阀受油管内液柱压力而关闭。此时，柱塞下面的下泵腔容积增大，泵内压力降低，固定阀在其上下压差作用下打开，原油吸入泵内。与此同时，如果油管内已逐渐被液体所充满，柱塞上面的液体沿油管排到地面。

所以，上冲程是泵内吸入液体，而井口排出液体的过程。造成吸液进泵的条件是泵内压力（吸入压力）低于沉没压力。

有杆抽油泵在下冲程的工作原理:抽油杆柱带动柱塞向下运动。柱塞压缩固定阀和游动阀之间的液体：当泵内压力增加到大于泵沉没压力时，固定阀先关闭，当泵内压力增加到大于柱塞以上液体压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，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。原来作用在柱塞以上的液体重力转移到固定阀上，因此引起抽油杆柱的缩短和油管的伸长。所以，下冲程是泵向油管内排液的过程，造成泵排出液体的条件是泵内压力高于柱塞以上的液柱压力。

上下冲程示意图：（a）上冲程示意图、 (b)下冲程示意图

1-游动阀；2-活塞；3-衬管；4-固定阀

6.简述石油工业中业通常采用苏林分类法将水分为哪几种类型？各类水型的沉积环境有什么区别？判断方法是什么？

水型分类法:

水型(water type) 石油工业内水型分类：苏林分类法将地下水的化学成分与其所处的自然环境条件联系起来，用不同的水型来表示不同的地质环境。按照苏林分

类法将天然水分成硫酸钠水型（Na

2SO

4

）、重碳酸钠水型（NaHCO

3

）氯化镁水型（MgCl

2

）、

氯化钙水型（CaCl

2

）四种。油田水主要为重碳酸钠(NaHCO3)和氯化钙(CaCl2)型。地面水则多为硫酸钠(Na2S04)型。

水型判断法:

自然界的水根据其成因、特征和分布，可分为大陆淡水、大洋海水和地下水。地下水实际上是由不同时代的大陆淡水或大洋海水在沉积物中保存下来的水。油田水是在油气区保存下来的地下水。因此，水按形成环境分大陆淡水和大洋海水两大类；大陆淡水含盐度低于0.05%（500ppm），很少超过0.1%。其化学成分间有如下关系HCO3－> SO42-> Cl- ，Ca2+> Na+>Mg2+，而且Na+>Cl-即Na+/Cl- >1，大洋海水含盐度高达3.5%（3500ppm）其化学组成中Cl-> SO42-> HCO3－，Na+> Mg2+> Ca2+，而且Cl-> Na+即。因此，淡水与海水的主要区别在于Na+/Cl-比值的大小；淡水中重碳酸纳占优势，并含有硫酸钠；而海水中不存在硫酸纳，可见钠盐存在的形式不同是两种水的又一区别。

利用水中主要离子的当量比，即Na+/Cl-、（Na+- Cl-）/SO42-、（Cl- - Na+ ）/Mg2+ 、SO42- / Cl- 和的比值来判断水型的方法。

（Na+- Cl- ）/SO42->1为重碳酸钠型(NaHCO3)

（Cl- - Na+ ）/Mg2+>1为氯化钙(CaCl2)

（Na+- Cl- ）/SO42-<1 为硫酸钠型(Na2SO4)

（Cl- - Na+ ）/Mg2+<1为氯化镁型(MgCl2)

一般说Na2SO4水型形成于大陆环境，Na也存在并形成于大陆环境，氯化镁水型存在并形成于海洋环境，而氯化钙水型则是地壳内部深成环境中的主要类型，而且认为油田水的化学类型大都属于氯化钙水型和重碳酸钠水型。

苏林分类也存在一些问题，主要是它所划分的四种水型与天然分布的实际情况存在很大差别，如我国地表水浅层水常见氯化镁水型和氯化钙水型，深部地层则也见到Na2SO4、NaHCO3水型。他的分类缺乏区分油田水和非油田水的特征参数，而仅仅是天然水盐类成份的分类。在成因上他把地下水全看成是地表水渗入而成的。实际上地下水有海相原生水及内生水（如结晶水、幔源水等）。

7. 阐述泵效的影响因素及提高泵效的措施。

知识点提示：

泵效的影响因素。

提高泵效的措施。