油藏工程课后习题答案

油藏工程（教材习题）

第一章

1．一个油田的正规开发一般要经历那几个阶段

答：一个油田的正规开发一般要经历以下三个阶段：

（1）开发前的准备阶段：包括详探、开发试验等。

（2）开发设计和投产：包括油层研究和评价，全面部署开发井、制定射孔方案、注采方案和实施。

（3）开发方案的调整和完善。

2．合理的油田开发步骤通常包括那几个方面

答：合理的油田开发步骤通常包括以下几个方面：

1．基础井网的布署。

2．确定生产井网和射孔方案。

3．编制注采方案。

3．油田开发方案的编制一般可分为那几个大的步骤

答：油田开发方案的编制一般可分为以下几个大的步骤：

1、油气藏描述

2、油气藏工程研究

3、采油工程研究

4、油田地面工程研究

5、油田开发方案的经济评价

6、油田开发方案的综合评价与优选。

4．论述油气田开发设计的特殊性。

答：一切工程实施之前，都有前期工程，要求有周密的设计。有些工程在正式设计前还应有可行性研究。对于油气田开发来说，也不例外，但又有其不同的特点。

（1）油藏的认识不是短时间一次完成的，需经历长期的由粗到细、由浅入深、由表及里的认识过程。

（2）油气田是流体的矿藏，凡是有联系的油藏矿体，必须视作统一的整体来开发，不能像固体矿藏那样，可以简单地分隔，独立地开发，而不影响相邻固体矿藏

的蕴藏条件及邻近地段的含矿比。

（3）必须充分重视和发挥每口井的双重作用——生产与信息的效能，这是开发工作者时刻应该研究及考虑的着眼点。

（4）油田开发工程是知识密集、技术密集、资金密集的工业。油气田地域辽阔，地面地下条件复杂、多样；各种井网、管网、集输系统星罗棋布；加之存在着多

种因素的影响和干扰，使得油田开发工程必然是个知识密集、技术密集、资金

密集的工业，是个综合运用多学科的巨大系统工程。

5．简述油藏开发设计的原则。

答：油藏开发设计的原则包含以下几个方面：

（一）规定采油速度和稳产期限

（二）规定开采方式和注水方式

（三）确定开发层系

（四）确定开发步骤

6．油田开发设计的主要步骤。

答：

7．油田开发方案实施应注意的主要方面

答：油田开发方案经批准后，钻井、完井、射孔、测井、试井、开采工艺、地面建设、油藏地质、开发研究和生产协调部门都要按照方案的要求制订出本部门具体实施的细则，严格执行。

按照油田地下情况，确定钻井的先后次序，尽快地形成生产单位、区块完善的井网。对饱和压力高的油藏要先钻注水井进行排液，再转入注水。小断块油田、复杂岩性的油田在开发井基本钻完后，经过油层对比研究，尽快地研究注采井别、注采层系，投入生产。

方案要求补充能量的油田，要在注水（气）时间之前，建好注水（气）装置。

依照油藏工程设计和开发井完钻后重新认识，编制射孔方案，使整体或分区块射孔投产。

综上所述，在开发方案完成，整体或区块开发井完钻以后，通过油层对比，要作好以下工作：

1、注采井别及射孔方案的编制

2、编制配产配注方案

第二章

1．简述各种驱动类型的油藏的开采特征及其形成的原因。

答：弹性驱油藏：油藏靠地层释放的弹性能驱油向井，所以地层压力随时间增长而变小；产油量随时间增长而减少；开采过程中油藏压力始终高于饱和压力，所以生产气油比为一常数。

溶解气驱油藏开采特征形成的原因：由于溶解气驱油藏是依靠消耗油层本身的能量来将原油趋向井底，所以地层压力随时间增长而较快减少；随着油层能量消耗油井产量也随时间增长以较快速度下降；溶解气在地层压力降低到饱和压力时才开始析出，；刚开始析出时在未形成连续相以前不随油相一起采出，此时溶解气油比有小幅度下降；在生产过程中，井底分离出的气体形成连续相后，油井产量会急剧下降，生产气油比快速上升，到达峰值之后下降。

水驱油藏开采特征形成的原因：

（一）刚性水驱：在刚性水驱条件下，油藏能量供给充分，所以油藏在生产过程中油层压力不变，井底流压不变；油井见水后产液量不变而产油量随含水上升而下降；开采过程生产气油比始终不变。

（二）弹性水驱：弹性水驱主要是依靠随着采出液体使含水区和含油区压力降低而释放出的弹性能量来进行开采，所以地层压力不断降低；在生产过程中地层压力高于饱和压力，所以溶解气油比保持不变（地层压力低于饱和压力则转化为溶解气驱）。

气顶驱油藏：

1．刚性气驱：刚性气驱生产过程中地层压力基本保持不变，始终大于饱和压力；其开采特征与刚性水驱类似。由于地层压力稳定，油藏产量开始不变，当油气界面下移，出现气侵之后产量增大；因地层压力大于饱和压力，生产气油比开始不变，当气侵之后生产气油比会增大。

2．弹性气驱：由于地层压力的不断下降，产油量会不断下降；同时，气体的饱和度和相对渗透率却不断提高，因此气油比也就不断上升。

重力驱油藏：重力驱油是靠原油自身的重力将油驱向井底，所以地层压力随时间而减少，生产开始时地层压力得到不断补充，产量不变，当含油边缘到达油井后变小，生产过程中地层压力大于饱和压力，生产气油比保持不变。

2．简述影响开发层系划分的因素及其原因。

答：影响开发层系划分的因素主要为以下几点。

（1）油气储集层的物理性质。油层特性相近的油层组合在同一开发层系，以保证各油层对注水方式和井网具有共同的适应性，减少开发过程中的层间矛盾，避免单层突进。

（2）原油和天然气的物理化学性质。原油和天然气具有相近物理化学性质便于同时对层系中各层进行各项采油作业，利于原油炼制。

（3）烃类相态和油藏驱动类型；不同相态和驱动类型的油藏后期开采特征不一样，甚至相差很大，不能作为一个开发层系开采。

（4）油田开发过程的管理条件；在建设工作量和经济效果之间找到能达到最好经济效益的方案。

（5）井的开采工艺和技术。要在井的开采工艺技术能达到的条件下进行开发层系的划分。

3．分析影响油田采收率的主要因素。

影响采收率大小的主要因素可归为两个方面。

（一）地质因素

1、天然驱动能量的大小及类型。

2、油藏岩石及流体性质。

3、油气藏的地质构造形态。

（二）油田开发和采油技术对采收率的影响

1、油气藏开发层系的划分。

2、布井方式与井网密度的选择。

3、油井工作制度（自喷井放大油嘴、抽油机加大泵径或抽油机冲程、冲次等）的选

择和地层压力的保持程度。

4、完井方法与开采技术。

5、增产措施以及新技术、新工艺的应用及效果。

6、提高采收率的二次、三次采油方法的应用规模及效果。

4．确定油田原油采收率的方法有哪些

目前计算油田采收率总的趋向于利用油田实际资料，进行综合分析，一般常用的方法有：

（1）油田统计资料获得的经验公式。

（2）室内水驱油实验法，将天然岩心模拟到油层条件下作水驱油实验求出水驱油效率，根据油田非均质性及流体性质加以校正求出最终采收率。

（3）岩心分析法，此法有两种，一是在采油区内用失水量较大的水基泥浆取心，测定岩心中残余油量求得采收率：另一是在油田地下水淹区内取心，测定岩心中残余油量，求得采收率。

（4）地球物理测井法，在水淹区的井内，用电阻法等算出残余油饱和度确定采收率。

（5）分流量曲线法，应用相对渗透率曲线，求分流量曲线，使用作图法求出水淹区平均含水饱和度，测算采收率。

（6）油田动态资料分析法。

5．用岩心模拟实验法和分流量曲线法分别测算出的采收率之间有什么差异，产生这种差异的原因是什么

答：用岩心模拟实验法测出的原油采收率比用分流量曲线法测出的大。

岩心模拟实验法求出的只是岩心实验模拟结果，实际油层的非均质性未给予考虑，它实际上只是洗油效率。由此我们知道，实验室得出的是最大的水驱油效率，在使用时应

考虑由于油层的非均质性，不同类型油藏，注水方式不一样其数值也不一样。

第三章

1．某油田有;C ;C ;C III Ι∏C Ⅳ四个含油层系，各层系的基本数据如下：

对该油田划分开发层系并说明划分的理由。

答：将C III 和C II 划分为一个开发层系。原因是C III 和C II 的各项指标都非常接近。 将C I 和C IV 划分为一个开发层系。因为其原油粘度和地层渗透率都相等；针对压力系数相差，可以用先开采C I 层到C I 层的压力降低到与C IV 相等时再两层同时开采。

2．画出面积注水方式中的四点法和七点法，其中o 表示采油井，X 表示注水井。并写出各生产方式中生产井数与注水井数的比值。再将四点法改为七点法，注意，改变过程中只能将采油井改为注水井，不能将注水井改为采油井。（用以生产井为中心定义n 点法。）

3．何为井网密度写出影响井网密度的因素并简述各因素是怎样影响井网密度的。

答：单位面积内的油井数即为井网密度。

影响井网密度的因素和各因素的影响方式如下： 1）非均质性增加，井网密度增大。 2）渗透率增加，井网密度增大。 3）年度增加，井网密度增大。 4）强化注水，井网密度减小。 5）由层深度增加，井网密度减小。

4．某油藏面积,38.42

KM S =M h 10=,2.0=Φ,8.0=oi S ,cp o 8=μ,M r w 1.0=,

21.0M K μ=,()wi ro s K =，现以四点法面积注水，井距a=400M ，可布多少口生产井和注

水井若以v=2%年采油速度开采。注采压差p ?应为多少2

/cm kg

解：1.)(6040023/1038.4/2

6

口=?

??

?

????==A S n 故：（口）（口）；注生2040==n n

2．)(133021508.02.0101038.436米=????==oi s sh N φ

)

/(9.210)8640036540/(02.010********)8640036540/(3

6s cm NV q =????=??=生

132.01.0400ln 10008.01.01416.328ln

2=????==

w wi ro r a h

s kk R πμ

0517

.06

1.0400

ln 10008.01.01416.348)26/(2ln

22=?????=??=

w wi ro r a h

s kk r πππμ

生注q r

R p

q 2=+?=

2/5.77)0517.0132.0(9.21022cm kg r R q p =+?=+=?）（生

第四章

1． 分流曲线如图所示。向分流曲线A 点引切线CA ，其延长线交于B 点。证明B 点对应的

饱和度为岩样内平均饱和度S 。 证明:

()()()()()()()()??

?

???--=

=∴==∴=

???

e m e m e

s s e e e

s s e l e

ds s f s f s l A t V s df A t V s l s s df A t V dx t V A s f x sdx l s '0')

('1,',;

1'0

φφφ

φ

()[]()

()()()[]e e e e e e e e s f s f s s f s f s f s l A t V -+=+-=

1''11)(')

(φ ()

()()()e

e e e e e s s s

f s f s f s f s s --=

∴-+

=1''1 证毕。

2． 油水前缘到达出口端以前，两相区内产生压差

()

()()

?

+=

?f

l rw r ro o s K s K ds

KA

t q P 0

2μμ

该式积分号内有二个变量，显然不能积分。请将积分号内转换成仅是饱和度S 的函数。 解：根据B~L 方程：()(),'s f A t V x φ=

()()e e s f A t V l 'φ

=； ()()()()

()

()()()()()()()()

?

?

+=+=

?∴==e

M e

M

s s rw r ro e e o s s rw r ro e e o e e e e s K s K s df s KAf l t q s K s K ds s f l KA

t q P s df s f l dx s f s f l x μμμμ''''',''22

3．某倾角较陡的构造油藏，根据分流方程()()()()()()

s k s k V

a g s k s k s f 12212112111sin 1μμρρ+

--

=

分析[注：

“1”驱替相，“2”被躯替相]，若注水，注水井应布置在构造的 底 部，生产井应布置在 顶 部。注水速度应 小 ；若注气，注气井应布置在构造的

顶 部，生产井应布置在 底 部，注水速度应 小 。 4.已知一带状油藏如图A 所示，水驱油时，考虑为非活塞式推进，已知油层宽度B=400米，油层厚度h=6米，孔隙度Φ=，束缚水饱和度w s =，两相区中含水饱和度w S 和含水率fw ，与含水率的导数的关系如图B 所示;试求： （1）两相区前缘f X X =处的含水饱和度wf S ； （2）两相区平均含水饱和度w S ； （3）无水采油量。

5．某油藏的渗透率密度分布函数为()()

K a a

e K a k

f ββ--Γ=1，请推导出计算渗透率平均值

E(K)的公式。

解：

()()()

()()()()()()???

?∞

-∞

-∞

--∞=ΓΓ=+ΓΓ=Γ=

Γ=

Γ==0

10

)(111β

βββββ

βββββββαβαa a a a a a k d e k a dk

e k a k d e k

a dk k kf k E k

a a a

k a

k

a

第五章

1. 简述溶解气驱油藏的开发过程中生产气油比变化特征及其产生的原因（见右图）。

答：溶解气驱油藏开发过程中生产气油比在地层压力。刚开始低于饱和压力时会有小幅度降低，因为此时虽然有气体析出但气体未形成连续相，不随油流一起运动，而是附着在地层孔隙中；采出原油中溶解气量降低，生产气油比降低。当析出气体形成连续相后，气体将随原油一起采出，生产气油比迅速上升。随着压力继续下降，气体无法再从原油中析出时，生产气油比会逐渐降低。

2. 运用下列PVT 数据进行物质平衡计算

已知,166.8,16

0.3si

p si w p e c p e c -=-=和Swc=，计算压力从Pi=4000Psi 下降到饱和压力P=Pb 时的采收率。

解：

由图中数据可看出：Pb=3330psi ； 综合压缩系数：()p w w w oi oi

ob t c S c S p

B B B c ++-?-=

1

=

()4000

166.82.04000160.32.01)33304000(2417.12417

.12511.1-+??-+--?-e e

=5

108239.1-?

()()01516.02.01)33304000(108239.12511

.12417.115=--???=-?=-w t ob oi p

S p c B B N N

3. 何为定态水侵何为不定态水侵天然水侵量的大小主要取决于哪些因素

答：当有藏有充足的边水连续供给，或者采油速度不高，而油区压降能相对稳定时，此时水侵速度与采出速度相等，其水侵为定态水侵。

若油藏发生水侵的原因主要是由于含水区岩石和流体弹性膨胀能作用时，其水侵是不定态水侵。

影响水侵的主要因素有：1.供给区的几何形状和大小；2.储层的渗透率和孔隙度；3.油水粘度比；4.地层水和岩石的弹性膨胀系数等。

4. 已知有气顶无边水、底水、注入水油藏的物质平衡方程式为：

[]

gi

gi

g ti

ti t g

si p t p B B B mB B B B R R B N N -+--+=)(

式种：m 为原始状态下气顶自由气的体积与油藏体积之比。设Bti=Boi ，请导出能求得地质储量N(地面体积)和气顶气的体积G （地面体积）的公式，并画出示意图。

5.某油藏生产气油比Rp ，随地层压力的变化如图所示。其中 B 点是饱和压力点，从提高采收率的角度来说，应在 C 点注水保持压力比较合适。按曲线分段说明哪种驱动方式，并简述曲线BC,CDE,和EF 段形成的原因。

答：曲线反映了溶解气驱油藏生产气油比随油藏压力降落的变化情况。由A 到B 油藏压力高于饱和压力，开始有气体分离出来，但由于自由气饱和度还未达到平衡气体饱和度，此气体是不流动的，这样，地面气油比开始下降。在C 点，自由气饱和度达到了平衡气体饱和度，开始流动。BC 段，自由气没有形成流动，C 点开始自由气流动，并随着压力的进一步降低，自由气不断增加，使生产气油比开始增加，到达E 点，即最大气油比后，气量达到最大限度并开始排空。在EF 段，从地层原油中分离出来的气量比采出的气量要小，使自由气饱和度被加速的消耗，生产气油比又开始下降。

6．名词解释：驱动方式、驱动指数、水侵系数、弹性产率、溶解气驱、物质平衡。 驱动方式：指油层在开采过程中主要依靠那一种能量来驱油。 驱动指数：各种液量的膨胀量占总采出液量的百分比。 水侵系数：单位时间、单位压差下的水侵量。

弹性产率：单位地层压降下依靠弹性能采出的油量。

溶解气驱：油藏主要依靠从原油中分离出的气体的弹性膨胀将原油从地层驱响井底。 物质平衡：油藏开发过程中的某一时刻，采出的流体量加上地下剩余的储存量，等于流体的原始储量。

第六章

1. 若油田产量满足：

()()i n

i Q t Q a t a =???

? ?? 说明该式包含的递减类型和相应的n 值范围；分别写出产量、累积产量及递减率与时间的关系式。 解：()()i n

i Q t Q a t a =????

??()()n

i n

i Q t Q a t a 11

=? 令：n m 1=则上式变为：()()m i

m

i Q t Q a t a = 当m=0,即∞→n 时为指数递减。

此时, ()i a t a =,由递减率的定义得: dt

dQ

Q a i 1-

=

()()()

????----===?=?-=?-=?-=t t

a i t a i t p Q Q t

a i i t i i i i i i e a

Q

e Q dt t Q N e Q t Q t a Qi

Q

dt a Q dQ dt a dt dQ 0001ln

当0

将递减率的定义式代入已知的公式得:

??=-?=-+Q Q t

m

i i m m i m

i i dt Q a Q dQ Q Q a dt dQ Q 0

1

1

积分得: ()()

m

i i

t ma Q t Q 1

1+=

将m=1/n 代入得: n

i i

t t a n Q Q ??

? ??+=

11

()()()()()()??

???

?? ????? ??+--==?+=-

=-?1011

11111n i i i t p i i n t a a n nQ dt t Q t N t a n

a dt

t dQ t Q t a

2. 为什么甲型水驱规律曲线只适用于中高含水期

答:甲型水驱曲线是在W p >>C 的前提条件下导出的,此时油田已达到中高含水期,所以甲型水驱规律曲线只适用于中高含水期.

3. 某油藏水驱特征方程为B AN w p p +=lg ，求含水率为f 时的累积产油量-。

解：p p p p p p p p Aw F dN dw AdN dw w B AN w 303.2303.21

lg ==?=?+=

()?

?????-=???

?

??=-=

?+=+=f AB f

A B

w A N f A f

w Aw Aw F F f p p p p p 1303.2log 1log 1)1(303.2303.21303.21

4. 某油藏以衰减方式递减，其表达式为b at t N p -=?,推导出： 1） 任一时刻产量Q(t)的表达式；

2） 瞬时产量Q(t)与累积产量p N 的关系式； 3） 最终累积产量的表达式； 4） 说明a 值的物理意义； 解：1)()2t

b t Q dt dN t b a N b at t N p p p ==?-

=?-= 2)()

代入上式得a

N b

t b t a N p p --

=?-=-

()()b

N a t Q p

2

-=

3)a N N N N pi p pi p +=+='max max

4）a 为递减期的累积产油量（最大可采储量）。

5．水驱特征曲线累积产水与累积产油在 坐标下生成 关系，其具体可表示为 。一般特征曲线在含水 开始出现直线段。其公式用来1. 2. 3. 。累积产水和累积产油关系曲线出现直线段后，是否还会发生弯曲简单说明其原因。

6．名词解释：递减率、递减半周期、指数递减规律、乙型水驱曲线。 递减率：单位时间内的产量变化率。

递减半周期：产量递减到刚开始递减时产量一半时所用的时间。

指数递减规律：一种常递减规律，递减率为常熟，产量随时间的变化可以用一个指数方程来表达。

第七章

1.简述油田动态监测的内容。

答：油田动态监测的主要内容因油田而异。一般要求：

1）产量监测。

2）油水井压力监测。

3）全油藏、个别区块或层（多油层）的驱油剂的前缘位置监测。

4）油井产出剖面的监测。

5）注水井吸水剖面的监测。

6）井下技术状况的监测。

2.简述年度油藏动态分析应包括的内容。

答: 在年度分析时，重点可考虑：

1)注采平衡和能量保持利用状况的分析评价。

2)注水效果的分析评价。

3)分析储量利用程度和油的分布状况。

4)分析含水上升率与产液量增长情况。

5)分析新投产区块和整体综合调整区块的效果。

6)分析主要增产措施的效果。

7)分析一年来油田开发上突出的重要变化，如油田产量的大幅度递减，暴性水

淹，油田出现套管成片损坏等，还要分析开发效果好和差的典型区块。

8)分油田编写开发一年来的评价意见。

5．油田开发调整可分为那两大类说明其中一类方法的具体内容。

答: 对于注水开发多油层为确定和保持油藏最合理采油量以及提高水驱油的效果（油层最充分水淹和降低产水量）其调整的方法和手段基本上可以分两类：

1）不改变开发系统，即不改变开发层系及注水方式和注入井，不钻新井。

2）局部或全部改变开发系统，需钻新的生产井及注水井。

对于第一类的调整方法和措施是：

①提高井的水动力学完善性，改善井底附近渗流阻力。方法有补充射孔、水力压裂、水力喷射射孔，不同方式的酸处理，使用表面活性剂等。

②油井堵水。可使用不同方法挤水泥，建立各种人造屏障，采用化学堵水等。

③调整油层出油和吸水剖面，采用选择性化学溶剂封堵、注空气及注惰性气体，注稠化水等。

④改变油井工作方式及制度。提高或限制油井产液量直到关井，强化采液，周期性的改变产量，自喷井转抽、气举等。

⑤改变注水井的工作制度。提高或限制注水量、重新配水、周期注水或循环注水，提高注水压力等。

⑥采用同井分注（即分层注水）或同井分采（即分层采油）或合注分采等采油工艺措施。

第二类的调整是属于层系、井网、注采方式的调整。方法有：

①钻加密调整井，其开采主要对象是原来井网控制不住的油层和因严重层间干扰

所造成动用不好或基本未动用的差油层，还有是原开发井中未射开的薄油层。

②注水方式调整.

③补孔或封堵油层、调整层系. 对划分为多套井网系的油田，采取层系互补，油

水综合利用，同时也可采取原层系封堵的措施（水泥封堵、化堵或机械堵）。