采油工程

　　oil extraction engineering
　　采油工程是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采取的各项工程技术措施的总称。它所研究的是可以经济有效地作用于油藏，以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。
　

　　书名： 采油工程

　　作者：李颖川

　　出版社：石油工业出版社

　　出版时间：2009年02月

　　ISBN:：9787502165888

　　开本：16开

　　定价：38元

　　第一章 油井基本流动规律

　　第一节 油井流人动态

　　第二节 气液两相管流基本概念及基本方程

　　第三节 气液两相管流计算方法

　　第四节 油井井筒传热模型及温度计算

　　第五节 嘴流动态

　　第二章 自喷与气举采油

　　第一节 自喷井节点系统分析

　　第二节 气举采油

　　第三章 有杆泵采油

　　第一节 有杆抽油装置

　　第二节 抽油机悬点运动规律

　　第三节 抽油机悬点载荷

　　第四节 抽油机平衡、扭矩及功率

　　第五节 泵效分析

　　第六节 抽油系统工艺设计

　　第七节 抽油系统工况分析及系统效率

　　第四章 无杆泵采油

　　第一节 潜油电泵采油

　　第二节 螺杆泵采油

　　第三节 水力活塞泵采油

　　第四节 水力射流泵采油

　　第五章 注水

　　第一节 注水水质指标设计

　　第二节 水处理与注入系统

　　第三节 注水井吸水能力

　　第四节 注水工艺

　　第六章 水力压裂

　　第一节 水力压裂造缝机理

　　第二节 压裂液

　　第三节 支撑剂

　　第四节 水力压裂裂缝延伸模拟

　　第五节 支撑剂输送

　　第六节 水力压裂评价

　　第七节 水力压裂设计

　　第八节 压裂工艺技术

　　第九节 水力压裂技术进展

　　第七章 酸化

　　第一节 酸化增产原理

　　第二节 酸一岩化学反应当量及反应产物

　　第三节 酸一岩化学反应动力学

　　第四节 碳酸盐岩储层酸化设计计算

　　第五节 砂岩储层酸化设计计算

　　第六节 酸化工艺设计

　　第七节 酸液及添加剂

　　第八章 油井防砂、防蜡与堵水工艺技术

　　第一节 防砂

　　第二节 防蜡与清蜡

　　第三节 调剖与堵水

　　第九章 稠油及高凝油开采技术

　　第一节 稠油及高凝油的基本特性

　　第二节 常用热采方法

　　第三节 注蒸汽井筒及管线两相流与传热数值计算

　　第四节 人工举升及配套井筒降粘技术

　　第五节 稠油出砂冷采技术

　　第六节 水平井注蒸汽辅助重力泄油

　　第十章 完井与试油投产

　　第一节 完井方式选择

　　第二节 合理油、套管尺寸的确定

　　第三节 射孔完井工艺设计

　　第四节 试油工艺

　　第五节 完井投产措施

　　……

　　一、名词解释“

1、 酸化：是通过井眼向地层注入一种或几种酸液（或酸性混合液），利用酸与地层中可反应矿物的化学反应，即通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物的溶解和溶蚀作用，增加孔隙、裂缝的流动能力，从而达到使油气井增产（或注水井增注）的目的

       2、  有杆泵泵效：抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。

3、 蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。

4、 裂缝导流能力：在储层的闭合压力下渗透率(Kf)与裂缝支撑缝宽(Wf)的乘积，常以(KW)f表示

5、 油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油水井等的生产动态分析工作。

二、填空题

1、 储层敏感性包括：(1)速敏，(2)水敏，(3)盐敏，(4)碱敏，(5)酸敏等

2、 砂岩地层射孔完井参数设计主要设计：孔深，孔密，相位角。孔径。射孔格式等参数

3、 抽油机井生产动态模拟器模拟的是：油层，井筒，机，杆，泵所组成的常规有杆泵生产系统。

       4、  采油指数是一个综合反映(1)油层性质，(2)厚度，(3)流体参数，(4)完井条件以及(5)泄油面积等于处产量间关系的综合指标。

       三、简答题

       1、  简述油田注水过程中对注水水质的基本要求。

       答(1)水质稳定，与油层流体相混不产生沉淀。(2)水注入地层后不使粘士矿物产生水化膨胀或剥离运移。(3)悬浮物符合水质标准要求，以防堵塞注水井渗滤面及渗流孔道。(4)对注水管网和设施腐蚀性小。

2、 简述完井工程方案设计的主要内容。

       答(1)在油藏地质研究的基础上，根据油田开发与采油工程要求选择完井方式，并提出钻开油层的要求。(2)考虑油田开发全过程油井产能的变化及所在采取工艺，应用节点分析方法，确定油管尺寸和举升方式并进行生产套管尺寸选择及强度设计。 (3)从钻井和采油工程出发确定套管及井身结构，并提出固井要求。(4)选择完井方式的技术方案(如射孔完井的射孔参数优选射孔方式及工艺设计，砾石充填完井充填方式，砾石直径选择及工艺参数设计等)。

       3、  简述采油方式综合评价与决策系统的概念框架。

       答(1)采油方式综合评价与决策系统的概念框架

      系统目标：在进行各种采油方式对该油田(或区块)适应性和完成油田开发总体方案中油藏工程设计产量指标的可行性分析的基础上，选择技术上可行，经济上合理的采油方式(组合)，并确定举升设备，操作参数和预测工况指标。

系统范围：从油藏或区块的整体范围出发，针对处于不同开发阶段的各类油井可能采取的举升系统。

       系统环境(约束条件)：油藏地质特征和油藏工程设计的油田开发指标，油井与地面条件，举升设备工作参数指标的许用值。

       系统组成：采油方式综合评价与决策是油田开发总体方案中采油工程方案的一个子系统，其组成如图所示：

       4、  简述油田生产的动态监测的作用。

       答(1)了解油田开发过程中油，气，水等各相流体在油藏中的分布及其运动规律。(2)掌握油藏和油，水井的生产动态及其设备工况。(3) 评价工程技术措施的质量与效果。

        5、  简述低渗透油层整体压裂改造工程方案设计的基本被容。

答(1)压前油藏综合评价。 这项工作是整体压裂方案设计研究的基础。通过对油藏地质，就地应力场，开发与完井条件的综合分析研究。为方案设计提供必需的油藏背景材料，采集并确认可靠的设计参数，为制定方案做好准备，列出不同参数组合的数组，使其能够覆盖油藏的整体特征。(2)压裂材料的评价优选。 压裂液和支撑剂是压裂需要的两项基本材料。对它们评价优选的需要是：必须与油藏地质条件和流体性质相匹配，最大限度地减少对储层和水力裂缝的伤害，必须满足压裂工艺要求，必须获得最大的压裂开发效果与效益。(3)整体压裂方案的优化设计。 依据上述两项研究结果，进行油藏整体压裂方案的设计工作。将具有一定支撑缝长，导流能力与方位的水力裂缝置予给定的油藏地质条件和开发井网(井网形式，井距，井数与布井方位)之中，借助水力裂缝，油藏和经济模型，使它们过到最佳的优化组合，并提出经努力可以实现的工艺措施，以保证油藏经整体压裂之后能够获得最大的开发和经济效益，对开发井网的优化结果要反馈给油藏工程方案和油田开发方案。(4)水力裂缝诊断。 水力裂缝诊断旨在使用多种测试技术确认方案实施后实际产生的裂缝的几何尺寸，导流能力与裂缝延伸方案设计的符合程度，目的是为评价压裂效益，提高完善方案设计提供依据，需要注意，至今裂缝诊断技术虽有多种方法，但无一被公认为是最可靠的，因此，这项工作需要在同一井层上，为同一目的进行不同的测试，经比较分析，确认它们的一致性与可信度。(5)压后评估。压后评估检验，分析方案实施后实际的效益与方案设计预计结果的符合程度。因此，应研究如何以更少的投入换取同一效果，或如何以同一投入换取更大的效益。如果方案设计与实际结果相差较大，则必须再从油藏综合评价出发，逐段逐项地找出症结所在，并修正完善。总之，这项工作既是油藏整体压裂的归结，又是它在新起点的开始。

《采油工程》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材之一。

插图：


第四节水力射流泵采油
水力射流泵简称射流泵（jetpump），是一种特殊的水力泵。它是利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下产液的无杆泵采油装置。射流泵采油系统与水力活塞泵采油系统的组成相似，由地面储液罐、高压地面泵和井下射流泵组成。射流泵和水力活塞泵的井下总成可互换使用。射流泵的井下装置类型与水力活塞泵一样，包括固定式装置和自由式装置，但射流泵只能采用开式动力液系统。
射流泵井下无运动部件，对于高温深井、高产井、含砂、含腐蚀性介质、稠油以及高气液比油井条件具有较强的适应性。
一、射流泵的结构、工作原理及优缺点
1．射流泵的结构
射流泵是通过两种流体之间的动量交换实现能量传递来工作的。典型的套管自由式井下射流泵装置如图4—27所示。射流泵的主要特点之一是没有运动部件。射流泵的工作元件是喷嘴、喉管和扩散管。
（1）喷嘴：喷嘴的作用相当于射流泵的马达，与孔板流动相似。
（2）喉管：喉管一般是一个直的长圆筒，可以有一定的张角。喉管的作用是使产液和动力液在其中完全混合，交换动量，它实质上是一个混合管，如图4—27所示。在喷嘴出口和喉管入口之间有一定距离，称为喷嘴一喉管距离，喉管直径要比喷嘴出口直径大，喷嘴和喉管之间的环形面积是产液进入喉管时的吸人面积。
（3）扩散管：扩散管的截面积沿流动方向逐渐增大，一般采用一个张角，也可采用多个张角，扩散管是一个将动能转换成压力的能量转换器。

为了适应我国石油工业发展和石油高等教育改革的要求，西南石油学院组织编写了《采油工程》教材，此教材的出版将为培养面向21世纪石油工程专业本科人才和促进采油工程技术的发展发挥重要作用。
油田开发工程由油藏工程、采油工程和地面建设工程所组成。采油工程立足油藏工程，衔接地面建设工程，起着承上启下的作用，是油田开发的重要支柱。新的石油工程专业人才培养方案对石油工程专业课程进行重组和整合，形成了较为完善合理的教学内容体系。
该教材以大量的科学研究和长期的教学实践为基础，并参考大量国内外相关教材编写完成。具有以下主要特点：
系统性：全面系统地阐述了采油工程的基本原理、采油工艺技术以及采油工程在油田开发中的重要地位及其功能，形成采油工程体系。
完整性：除了常规采油方法和工艺技术外，新增了各种无杆泵（潜油电泵、水力活塞泵、射流泵和螺杆泵）举升方式的采油原理和设计方法、稠油和高凝油的开采技术，特别是稠油热采和冷采方法，以及水平井产能分析和水平井的应用，对不同类型油藏（如砂岩、碳酸盐岩等）开采技术及增产措施有了全面的认识。并在新技术、新工艺、新材料方面有了更深入地论述。
实用性：对采油工程中的一些重点和难点内容的传统讲述方法进行了有效的改进，力求循序渐进，深入浅出，既科学严谨又便于理解。注重理论联系实际和基本知识的应用，精心设置了例题和习题，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力，以鼓励和促进学生在举一反三，融会贯通上下工夫。