长江大学考研真题油工合作00级采油工程参考答案(A卷)

油工合作00级采油工程参考答案（A 卷）

一、 名词解释（10分）

1．自喷：靠油层本身的能量（天然的或人工的），使油从井底自行按照人们的意志喷到地面的一种采油方法。

2．Liquid Hold Up: 单位长度油管中所留存的液相体积与其油管体积之比。 3．光杆马力：是指悬点通过光杆来提升液体和克服井下损耗在一个周期内所需要的平均功率（马力）。 4．电潜泵性能曲线：电泵的扬程（压头）、泵效、功率与排量之间的关系曲线。 5．酸液有效作用距离：酸液由活酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 二、 填空与选择（15分） 1． 井产量；生产压差

2．气液密度差；滑脱；增加；增加

3．雾流；环流；段塞流；泡流；纯液（油）流

4．是单位悬点载荷在曲柄轴上所产生的扭矩；无；有

5．对外作功相等；①测时法；②测电流法；③计算曲柄轴上、下冲程的峰值净扭矩是否相等（或听声音）

6．前置液；携砂液；顶替液

7．加大裂缝长度；提高裂缝导流能力（或裂缝宽度）

8．酸液中的H +传递到碳酸盐岩表面；H +在岩面上与碳酸盐岩进行反应；反应生成物Ca ++、Mg ++和CO 2气泡离开岩面

9．沉淀；过滤；脱氧；暴晒 三、简答题(35分)： 1．（6分）（1）P max 发生在上冲程开始（刚离开下死点）；P min 发生在下冲程开始（刚离开上死点）。因为刚离开下死点时加速度值最大，其方向与运动方向相同，惯性力向下，增加了悬点载荷；刚离开上死点时加速度值最大，但方向与运动方向相同，惯性力向上，减小了悬点载荷。

（2）公式)]1(1790

[2

'

max l

r sn

b W W P r l +

+

+=是在忽略了振动载荷、摩擦载荷、

液柱惯性载荷、吸入压力和井口回压所产生的载荷及抽油杆为刚体的条件下推导出来的，它考虑了液柱和杆柱的静载荷、杆柱的惯性载荷，其悬点运动规律可简化为曲柄滑块运动。

2．（5分）（1）流动条件：A 井污染较小，但紊流较严重；B 井紊流虽不严重，但污染较大。

（2）改善途径：A 井可降低流速或采取补孔措施；B 井可采取压裂或酸化措施解除污染。 3．（5分）（1）基本原理：利用注入的高压气体随液体沿井筒上升时压力下降而发生膨胀，将液体段塞顶托或携带出井口；降低混合液的密度，从而降低井底回压，

使井底形成足够的生产压差。

（2）气举凡尔的作用：卸掉油井的液体载荷，使气体从最合适的油管部位注入；控制注气量（产量）。 4．（5分）（1）井口求解过程：a.求节点流入曲线：假设q ，根据IPR 曲线求P wf ，按垂直管流求P wh 得到P wh ～q ，绘出节点流入曲线；b.求节点流出曲线：假设q ，在已知分离器压力条件下按水平管流求P wh ，得到P wh ～q ，绘出节点流出曲线；c.作图：找出协调点。

（2）求解点选择在井口可用来研究不同直径的油管和出油管线对生产动态的影响，便于选择油管及出油管线的直径。

5．(4分)(1)曲线1表示净扭矩M 、曲线2表示光杆扭矩M P 、曲线3表示曲柄平衡扭矩M c ；(2)为使抽油机工作平衡，要求在上、下冲程中的峰值净扭矩应相等，但在实际生产中只要满足M 小／M 大≥0.8就可以认为抽油机是平衡的。

6．(4分) (1)受压裂液粘度控制；(2)受地层流体和岩石压缩性的控制；(3)受压裂液造壁性的控制；(4)t C V /=

7．（3分）（1）地质条件：包括应力状态、岩石的胶结状态、渗透率等；（2）开采因素：包括固井质量、射孔密度、油井工作制度、含水、不恰当的井下作业等。 8．(3分) (1)面容比；(2)酸的流速；(3)酸液的类型；(4)酸的浓度；(5)温度；(6)压力；(7)岩石组分、物化性质、酸液粘度等. 三、 计算或推导（10分）

1． 解：(1) )(165.0)1220(20)('

a wf r r wf MP FE P P P P =?--=?--=

328

.0)20

16(

8.0)20

16(

2.01)(

8.0)(

2.012

2

'

'

1

max

=--=--==r

wf r

wf FE o o P P P P q q )/(100328

.08

.32328

.03

1max d m q q o fe o ==

=

=

(2) 当P wf =0时，油井实际产量最大。

此时)(105.0)020(20)('

a wf r r wf MP FE P P P P =?--=?--=

)

/(70])20

10(

8.0)20

10(

2.01[100)Pr

(

8.0)Pr

(

2.01[3

22

'

'

1

max 5

.0max d m P P q q wf wf f o f o =--=--=== (3)

)

/(2.59])20

12(

8.0)20

12(

2.01[100)Pr

(

8.0)Pr

(

2.01[3

22

1max

d m P P q

q wf wf f o o =--=--==提高的产量为：)/(4.268.322.593d m q =-=?

五、论述题(15分) 1．（8分）(1)砂岩组成：砂岩是由砂粒（石英、硅酸盐）和胶结物（粘土、碳酸岩）组成的。盐酸不能溶解泥质和石英，而氢氟酸可与砂岩中的任何物质起反应，但不能单独使用氢氟酸，原因如下： (2)HF 与砂岩中的矿物反应：

2HF+C a CO 3=C a F 2↓+CO 2+H 2O

16HF+C a Al 2SiO 8= C a F 2↓+2AlF 3+2SiF 4+8H 2O

生成物中有气态物质、可溶性物质，也有不溶于残酸的沉淀，如C a F 2当酸浓度高时处于溶解状态，当酸浓度降低时会沉淀；酸液中含有HCl 时，可维持酸液较低的值，避免C a F 2沉淀。

6HF+S i O 2=H 2S i F 6+2H 2O

H 2S i F 6=2H ++S i F 6

2-

当S i F 62-与地层水中的K +、N a +接触会生成K 2S i F 6、N a ２S i F 6沉淀而堵塞地层，因此在砂岩地层酸处理过程中，为避免地层水与S i F 62-接触，应先将地层水顶替走，一般采用盐酸进行预处理。

(3)氢氟酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同。 HF 与碳酸岩反应最快，其次是硅酸盐（粘土），最慢是石英。当HF 进入砂岩地层后，价格较贵的HF 大部分首先消耗在与碳酸岩的反应上，而影响HF 对泥质成分的反应。但HCl 与碳酸岩的反应速度比HF 与碳酸岩的反应速度还要快，因此土酸中的HCl 成分可先把碳酸岩类溶解掉，从而充分发挥HF 溶蚀粘土和石英成分的作用。 总之，依靠土酸中盐酸成分溶蚀碳酸岩类，并维持酸液较低的PH 值，依靠氢氟酸成分溶蚀泥质成分和部分石英颗粒，因此砂岩地层要用盐酸和氢氟酸的混合液（土酸）处理，而不能单独使用盐酸或氢氟酸处理。 2．（7分）

（1）与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素。主要包括：进行作业时，因用泥浆压井使泥浆侵入注水层造成堵塞；由于酸化等措施不当或注水操作不平稳而破坏地层岩石结构，造成砂堵；未按规定洗井，井筒不清洁，井内的污物随注入水带入地层造成堵塞。

（2）与水质有关的因素，主要包括：

a.注入水与设备和管线的腐蚀产物造成堵塞；

b.注入水中所含的某些微生物，除了它们自身有堵塞作用外，它们的代谢产物也会造成堵塞。

c.注入水中所带的细小泥砂等杂质堵塞地层。

d.注入水中含有在油层内可能产生沉淀的不稳定的盐类。

（3）组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀。

（4）注水井地层压力的上升。

六、绘图与说明(15分)(1)上冲程加载变缓；下冲程卸载变慢；游动凡尔打开滞后；固定凡尔打开滞后。(2)气体影响严重时会发生“气锁”现象。(3)可采取的措施：下气锚；定期套管放气；加大沉没度。