期末复习题——石油工程概论

中国石油大学（北京）远程教育学院

《石油工程概论》

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一、名词解释

1.深井、超深井；深井，是指完钻井深为4500～6000米的井；超深井是指完钻井深为6000米以上的井。深井、超深井技术，是勘探和开发深部油气等资源的必不可少的关键技术。

2.地层孔隙压力；地层孔隙压力：指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层压力。

3.地层破裂压力地层破裂压力：地层承受压力的能力是有限的，使地层产生破裂的液体压力，称为地层破裂压力。

4.井斜角；井斜角：井眼轴线的切线与铅垂线之间的夹角。

5.井斜方位角；井斜方位角：井眼轴线上某点切线的水平投影与正北方向的夹角，以正北方向为始边。

6. 岩石可钻性岩石可钻性：岩石破碎的难易程度，可以理解为在一定的钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。

7.岩石各向异性；岩石各向异性：岩石性质随方向的不同而不同。

8.机械钻速；机械钻速：单位纯钻时间内的钻头进尺数，以米/小时表示。

9.欠平衡钻井；欠平衡钻井：指钻井液柱压力小于地层孔隙压力的钻井，即p b p p。

10.地层油等温压缩系数；地层油等温压缩系数：温度一定，单位体积地层油随着压力的变化的体积变化率。

11.地层油溶解气油比；地层油溶解气油比：在油藏温度和压力下地层油中溶解的气量，m3/m3。

12.地层油体积系数；地层油体积系数：又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积与其在地面脱气后的体积之比。

13.岩石孔隙度；岩石孔隙度：岩石孔隙体积与岩石外表体积之比。

14.岩石有效渗透率岩石有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的通过能力，又称相渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身性质有关，而且与流体性质及其数量比例有关。

15.蒸汽吞吐；蒸汽吞吐：在本井完成注蒸汽、焖井、开井生产三个连续过程，从注蒸汽开始到油井不能生产为止，即完成一个过程称为一个周期。

16.蒸汽驱；蒸汽驱：按一定井网，在注汽井连续注汽，周围油井以一定产量生产。

17.采油指数；采油指数：单位生产压差下的油井日采油量。

18.油井流入动态曲线油井流入动态曲线：表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。

19.气举启动压力气举启动压力：气举过程中当环形空间的液面达到管鞋时，压风机所具有的最大压力。

20.基质酸化；基质酸化：在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒

21.压裂酸化；压裂酸化：在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。

22.体积波及系数. 体积波及系数：与驱替剂接触的部分油藏体积与整个油藏含油体积之比。

二、填空题

1.岩石可以分为三大类，包括岩浆岩、变质岩、沉积岩，其中，(沉积岩)是钻井中常遇到的岩石。

2.钻机的三大系统包括起升系统、旋转系统、循环系统。

3.牙轮钻头的牙齿分为铣齿和镶齿两大类。

4.目前石油钻井中常用的钻头分为刮刀钻头、牙轮钻头及金刚石钻头三大类。

其中牙轮钻头使用最多。

5.钻柱包括方钻杆、钻杆、钻铤以及各种接头。

6.钻具连接必须满足的三个基本条件是尺寸相等、扣型相同、公母相配。

7.钻井八大件包括：天车、游车、大钩、水龙头、转盘、绞车、

泥浆泵、井架。

8.定向井井身剖面的四个基本段为：垂直段、增斜段、稳斜段、降斜

段。

9.井眼轨迹的基本要素为：井深、井斜角和方位角。

10.常用的气体钻井方式包括干气体、雾化、泡沫以及充气钻井等。

11.钻井过程中常见的复杂情况有井喷、井漏、卡钻、钻具事故等。

12.油气藏形成的必要条件有：生油层、储油层、盖层、保护层。

13.地质储量按控制程度及精确性由低到高分为：预测储量、控制储量、探明储量。

14.油藏流体在井筒垂直管中流动可能存在的流型有纯液流、泡流、段塞流、环流和雾

流五种。

15.自喷油井生产中，流体由地层流至地面分离器一般经过地层渗流、多相垂直或倾斜管流、嘴

流和近似水平管流四个基本流动过程。

16.油藏驱油的天然能量主要包括边底水的压能、液体和岩石的弹性膨胀能、气顶气的弹性膨胀能、

溶解气的弹性膨胀能、原油本身的位能五种。

17.目前国内外油田所采用的注水方式主要分为边缘注水、切割注水、面积注水、点状注水四种。

18.根据压裂液在不同施工阶段的任务，可分为前置液、携砂液和顶替液。

19.按照酸化工艺不同，可分为酸洗、基质酸化和压裂酸化。

20.提高油藏采收率的方法主要有化学驱油法、混相驱油法、热力采油法、和微生物采油法。

三、判断题：正确打“√”，错误打“╳”

1.钻进过程中，固相含量及其分散性会影响钻速。（√）

2.定向井与直井的最大区别在于定向井的井眼弯曲度较大。（×）

3.目前广泛使用的完井方法为射孔完井法。（√）

4.由于地层自然造斜等原因，实际钻成的油气井没有绝对垂直的。（√）

5.PDC钻头适用于硬的、不均匀的地层钻进。（×）

6.原油的体积系数一般大于1。（√）

7.同一岩石中，多相流体共存时，各相流体相对渗透率之和总小于1。（√）

8.一般情况下，泡流的滑脱损失最大，而雾流的滑脱损失最小。（√）

9.水油流度比M越大，波及系数越大。（×）

10.地层油的粘度随着温度降低而降低。（×）

四、简答题

1.简述钻井的基本工艺过程。

答案：三个阶段：即钻前淮备、钻进以及固井与完井。

（1）钻前准备：修公路、平井场及打水泥基础、钻井设备的搬运和安排、井口准备（打导管和钻鼠洞）、备足钻井所需要的各种工具、器材等。

（2）钻进：是进行钻井生产取得进尺的唯一过程。一开：从地面钻出一个大井眼，然后下表层套管；二开：用较小一些的钻头继续钻进，若遇到复杂地层，用钻井液难以控制时，便要下技术套管(中间套管)。三开：再用小一些的钻头往下钻进，直到设计井深，下油层套管，进行固井、完井作业。（3）固井与完井：固井包括下套管和注水泥；完井包括用特定的方法连通油、气层和井筒，替喷或抽汲等方法诱导油、气流进入井筒，然后进行油气生产。

2.简述牙轮钻头的破岩作用。

答：①冲击压碎作用：纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。②滑动剪切作用：牙轮牙齿的径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎齿间岩石。③射流的冲蚀作用：由喷嘴喷出的高速射流对井底岩石产生冲蚀作用，辅助破碎岩石。

3.简述钻柱的组成和功能。

答案：（1）钻柱的组成：方钻杆、钻杆、钻铤、各种接头。

（2）功能：传递扭矩；施加钻压；输送洗井液；延伸井眼；起下钻头；特殊作业。

4.钻井液的功用有哪些？

答：携带和悬浮岩屑；冷却和润滑钻头及钻柱；造壁性能；控制地层压力；从所钻地层获得资料；传递水力功率等。

5.说明井身结构主要内容并予以图示。

答：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。（图略）

6.简述井斜的原因。

答案：（1）地质因素：地层倾斜和地层可钻性不均匀两个方面；（2）钻具因素：主要原因是钻具的倾斜和弯曲；（3）井眼扩大：钻头在井眼内左右移动，靠向一侧，钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。

7.对比分析常用的两种完井方式的优缺点。

答案：常用的两种完井方法分别是射孔完井和裸眼完井。

射孔完井的优点：适用范围广，有利于分层开采，避免层间干扰等

射孔完井的缺点：出油面积小，完善程度差，注水泥及射孔可能污染地层等

裸眼完井的优点：出油面积大，完善程度高，完井费用低等

裸眼完井的缺点：适用范围小，无法分层开采，无法进行酸化压裂等。

8.简述有杆抽油泵在上冲程的工作原理。

答案：有杆抽油泵在上冲程的工作原理：（1）抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。（2）泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力（沉没压力）与泵内压力之差的作用下被打开。（3）泵内吸入液体、井口排出液体。

9.简述影响有杆抽油泵泵效的因素。

答案：影响有杆抽油泵泵效的因素：（1）抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩；（2）气体和充不满的影响；（3）漏失影响；（4）体积系数的影响。

10.简述水力压裂增产增注的机理。

答案：水力压裂增产增注的机理：（1）改变流体的渗流状态：使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，降低了能量消耗;（2）降低了井底附近地层中流体的渗流阻力：裂缝内流体流动阻力小。

11.简述水力压裂的工艺过程。

答案：水力压裂的工艺过程：（1）利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；（2）当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；（3）继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝。12.简述提高碳酸盐岩酸化效果的措施

答案：（1）提高酸化效果的措施主要包括：降低面容比；（2）提高酸液流速；（3）使用稠化盐酸、高浓度盐酸和多组分酸；（4）降低井底温度等。

13.简述影响酸化时酸岩复相反应速度的因素。

答案：（1）面容比：面容比越大，反应速度也越快(1分)（2）酸液的流速：酸液流速增加，反应速度加快；（3）酸液的类型：强酸反应速度快，弱酸反应速度慢；（4）盐酸的质量分数：浓酸的反应时间长，有效作用范围越大；（5）温度：温度升高酸岩反应速度加快。

五、计算题

1.某井井深3000m，地层压力38MPa，地层水为盐水，求地层压力梯度，并判断该地层压力属于什么压力系统。

1. （1）地层压力梯度计算公式：

G P=P p/H

G P—地层压力梯度，MPa/m；

P p—地层压力，MPa；

H—井深，m。

G P=38/3000=0.0127 MPa/m。

2. 某井井深3200m，产层的地层压力梯度为0.0088 MPa/m，地层水为淡水，求产层的地层压力，并判断该地层压力属于什么压力系统。

2. （1）地层压力计算公式：

P p = G P ×H

P p—地层压力，MPa；

G P—地层压力梯度，MPa/m；

H—井深，m。

P p =3200×0.0088=28.16 MPa。

（2）由于地层水为淡水，地层压力梯度0.0088 MPa/m小于0.00981MPa/m，因此，该地层为异常低压地层。

3.已知某油藏，含油面积

4.1Km2，平均有效厚度7.5m，平均有效孔隙度19.2％，平均含油饱和度63.8％，原油体积系数1.063，原油密度0.872g/cm3，请利用容积法计算其地质储量。

3.容积法计算油田地质储量公式：

N = 100×A·h·φ·S o·ρo / B oi

N—石油地质储量，104t ；

A—含油面积，km2；

h—平均有效厚度，m ；

φ—平均有效孔隙度，小数；

S o—平均原始含油饱和度，小数；

ρo—地面原油密度，t/m3；

B oi—原始原油体积系数；

N = 100×4.1×7.5×0.192×0.638×0.872 / 1.063＝308.99×104t。

六、论述题

结合自己所学专业，谈谈你对石油工程的认识。