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《采油工程原理与设计》复习思考题与习题答案

采油工程作业计划第1章:1.1;1.3;1.5;1.6;1.9第2章:2.1;2.5;2.7第3章:3.1;3.6;3.7;3.8第5章:5.1;5.2第6章:6.2;6.8第7章:7.1;7.2采油工程作业答案题1.1解:Pwf(MPa)20.11 16.91 14.37 12.52 Q0(t/d)24.4 40.5 53.1 62.4 由上表数据做IPR曲线如下图1-1(a):图1-1(a)由IPR曲线可以看出,该IPR曲线符合线性规律,令该直线函数为b=KQP+则由给定的测试数据得:98.15452.1237.1491.1611.20=+++=p1.4544.621.535.404.24=+++=q22222)98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S427.162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-⨯-+-⨯-+-⨯-+-⨯-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427.1624855.32-=-==pqqq S S K25=-=q K p b所以252.0+-=Q P)./(81.586010005)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =⨯==--=-=25|0===Q r P P (MPa)油井位于矩形泻油面积中心,矩形长宽比为2:1,井径0.1米,由此可得:14171.045000668.0668.021=⨯==w r A X 由)43(ln 2000s X B ha k J +-=μπ可得as X B J h k πμ2)43(ln 000+-=0μ=4mPa.s ,0B =1.2,a =86.4,s =2,代入上式可得:m m h k .437.020μ=注:本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线(直线),根据直线斜率的负倒数等于J 求得采油指数,如图1-1(b )。

图1-1(b)题1.3解:由V ogel 方程得:d m pr p pr p q q test wf test wf test o /7815128.015122.016.258.02.01322)()()(0max =⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=由max 28.02.01o wfwf o q pr p pr p q ⎪⎪⎫⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=可得 Pwf(MPa) 0 1 2 3 4 5 6 7 Q(t/d.MPa)78 76.7 74.8 72.4 69.4 65.9 61.8 57.1 Pwf(MPa) 8 9 10 11 12 13 14 15 Q(t/d.MPa) 51.9 46.2 39.9 33.0 25.6 17.6 9.1 0.0图1-3题1.5解:求解 FE =1时的最大产油量MPa FE p p p p wf r r wf 228.0)2030(30)('=⨯--=--=dm pr p pr p q q wf wf FE o /3.4730228.030222.01208.02.01322)')'0)1max(=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--==)1max(2''8.0'2.01=⎪⎪⎫ ⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=FE o wf wf o q pr p pr p q ,由该式计算可得: Pwf(MPa) 0 2 4 6 8 10 12 14 Pwf ’(MPa) 6 7.6 9.2 10.8 12.4 14 15.6 17.2 Q(t/d.MPa) 43.89 42.5 40.8 39 36.9 34.6 32.1 29.4 Pwf(MPa) 16 18 20 22 24 26 28 30 Pwf ’(MPa) 18.8 20.4 22 23.6 25.2 26.8 28 30 Q(t/d.MPa)26.523.42016.412.78.654图1-5题1.6解:由于测试的流压低于饱和压力,所以采油指数:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯-⨯+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+-=22b wf b wf b b r 015138.015132.018.115152030p p 8.0p p 2.018.1p p p q J =4.36t/d.MPa所以:d t p p J q b r b /8.21)1520(36.4)(=-⨯=-= d t p p q q br b c /3.36)11520(8.18.21)1(8.1=-⨯=-=①当b wf P P ≥时,)(0wf r p p J q -=②当b wf P P <时,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=208.02.01b wf b wf c b p p p p q q q Pwf(MPa) 0 1 2 3 45 6 7 Q(t/d.MPa) 58.1 57.5 56.6 55.5 54.1 52.5 50.5 48.4 Pwf(MPa) 8 9 10 1112 13 15 20Q(t/d.MPa)46 43.3 40.4 37.233.7 30 21.8 0图1-6题1.9解:已知流压大于饱和压力,所以MPa d t tp p q J wftes r test t ./2203020)(=-=-=d t p p J q b r b /40)1030(2)(=-⨯=-=d t p Jq q b b o /1.518.1102408.1max =⨯+=+= 当流压为0时的产量为max t q ,所以有0)98)(()(max max max =--+-=Jf q q J q p f p w o t o r w wf 得:7.51max =t q ①当b q q ≤<0时,Jqp p r wf -=②、当max o b q q q ≤<时,)1)(8081(125.0)(----=boma bb oil wf q x q q q p pJq p p r water wf -=)( )()()1(water wf w oil wf w wf p f p f p +-=③当max max t o q q q ≤<时,Jf q q J q p f p w o t o r w wf )98)(()(max maxmax --+-= 由上述①、②、③公式计算结果如下:Q(t/d.MPa) 0 40 41 42 43 44 45 Pwf(MPa) 30 10 9.5 9.0 8.4 7.9 7.3 Q(t/d.MPa) 46 47 48 49 50 51.1 51.7 Pwf(MPa)6.76.05.34.53.51. 8图1-9题2.1解:wf r p p qJ -=所以Jq p p r wf -=,当pr =14时,514qp wf -= 当pr =12时,512q p wf-=根据上述2式可做流入动态曲线,根据测试数据可做流入曲线,其交点即为协调生产点。

题2.5答:(1)已知高压物性以及畅喷入池,则井口压力P h =0.1MPa ,则根据多相管流按深度迭代计算产量为Q 时的井底流压P wf ,生产压差为ΔP=P r -P wf ,井筒压力损失为:P wf -P h 。

(2)由Q 和pwf 计算采油指数J ,根据pr 、J 绘制油层工作曲线(IPR),设定一组产量,通过IPR 曲线,计算出一组井底流压,从井底通过井底多相流计算可得井口油压,有分离器开始计算油嘴处得回压,将满足回压低于油压一半得点绘制成P t -Q 曲线,此曲线上得任一点都满足油嘴得临界流动,由已知条件绘制油嘴特性曲线,根据油嘴和P t -Q 曲线的交点即为稳定生成时的产量。

题2.7解: (1)520=-=-=wfwf r p Qp p Q Jwf p Q 5100-=(IPR 曲线)当d m Q /503=时,mPa p wf 10=,(2)根据产量,油层中产液比等从wf p 为起点,按多相管流计算井底向上流入点以下的压力分布曲线AL H wf P P P +=)2500(0086.01010/)2500(8.9153.87710)2500(/153.8777.030293.1850)2500(630L L L P P m kg r R L P P P P L wf L g g a L L wf H wf L -⨯-=-⨯⨯-=--=∴=⨯⨯+=+=--=-=ρρρρρ(3)再由工作压力计算环形空间气柱压力曲线B56.121633875.1143.35.5143.339.088.421667.17622.923382732/)30100(5.52/)(=======-==+==++==+=C C g C g C wf t T T T P P P P T T MPa p p P γγ查《油层物理学》P40天然气双参数压缩因子图板得85.0≈av Z)1078.71(6]85.0)6515.273(10101.015.2738.97.0205.11[6)1()(460L LZ T P LgT x P avow o so so g -⨯+⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=+=ρρ AB 曲线交点P 为平衡点,联立 ⎪⎩⎪⎨⎧=⨯+⨯=--=-)()1078.71(6)()2500(0086.0104L P P L L P L P g L g L L =2140.8mMPa P L 911.6=(3)为克服阀门阻力,取MPa P 6.0=∆ 即注气处总压力:MPa P P L L 311.66.0=-='注入点L '可求得:mL L P L 1.2071)2500(0086.010=''--='油管中因为井口压力为1MPa ,而压力分布与深度成线性关系,可知(0,1)和(2071.1,6.311)两点,可画出压力分布曲线:习题 3.1解:d m n s f Q m D f p t p /29.3868.1002462.014401440002462.04/056.014.34/3222=⨯⨯⨯=⋅⋅==⨯==π习题3.6解:MPa P test wf 168.0)1520(20)('=⨯--= dt p P p P Q Q r test wf r test wf otesto /12220168.020162.01408.02.0122)(')('max =⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=d t p P p P Q Q r wf r wfo t /488.02.012''max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=解得8.0)20(2015'⨯--==wf wf P MPa P解得:MPa P wf 75.13= (2)悬点最大荷载 方法1:i hu u l r P P I W W P -+++=maxkN gl q W r r 3010008.907.3=⨯⨯==kN g l f f W r p l 3.168.98001000)0038.04056.014.3()(2=⨯⨯⨯-⨯=-=ρ8.0226222562222=--=ε(给定油管直径62mm ) 计算上冲程抽油杆和液柱惯性力时缺r ,l 值。

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