采油工程
分享
课程详情
课程评价
spContent=石油深埋于地下,被称为“黑色的金子、工业的血液“,本课程将为你揭开石油开采的神秘面纱,引领你学习石油开采涉及的采油工艺基础理论、技术原理、工艺设计方法和技术发展趋势。培养学员提升学术素养、构建工程背景、夯实分析和解决石油开采领域复杂工程技术问题的能力。
—— 课程团队
课程概述

《采油工程》是石油工程专业学生必修专业核心课程之一。本门课程是从油层出发,全面阐述石油开采方法的一门综合性专门技术通过对油井基本流动规律、自喷与气举采油、有杆泵采油、无杆泵采油、注水、水力压裂、酸化等内容学习,使学生掌握各项采油工艺的基础理论和技术原理,熟悉相应问题的工程背景,培养学生分析解决实际采油工程问题的能力和从事生产管理、工艺设计等实际工作的能力,掌握解决采油工程问题的思路和方法,并具备一定专业英语读写和表达能力。


授课目标

通过本门课程的学习,学员将系统地掌握油井生产系统流动过程的动态规律、各种采油方式和增产工艺措施的基本原理,能够将专业知识用于解决复杂的油气开采复杂工程问题。

能够应用自喷、气举、人工举升、注水、压裂、酸化、调剖堵水等采油工艺基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析油气开采相关的复杂工程问题,以获得有效的结论和处理办法。

能够建立采油系统工程观念,掌握采油工艺的基础理论和采油工程设计方法及施工技能。

能够设计针对油气开采复杂工程问题的解决方案,设计满足特定地面条件、井筒条件、地层特征需求的举升采油工艺系统、注采工艺流程、压裂酸化工艺设计方案等,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

能够基于数学、自然科学、工程基础及石油工程科学原理并采用科学方法对复杂油气开采工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。


课程大纲

第一章 油井基本流动规律 Basic Flowing Principles in Pipes and reservoirs

第一节油气流入动态Oil Well Inflow Performance

一、单相原油流入动态IPR for Single-phase (oil) Reservoirs

二、油气两相渗流的流入动态IPR for two-phase reservoirs

三、含水及多层油藏油井流入动态IPR for Aquifer or Multilayer Reservoirs

四、完井方式对油井流入动态的影响Effects of well completion on IPR

五、预测未来油井流入动态Prediction of Future IPR

第二节气液两相管流基本概念及基本方程Multiphase Flow in Pipes

一、气液两相管流的滑脱现象及特性参数Slip Phenomenon

二、气液两相管流的流型Flowing Regime

三、气液两相管流压力梯度方程及求解步骤Pressure Gradient Equation

第三节气液两相管流计算方法Calculation of Pressure Gradient Models of Two-phase Flow in Pipes

一、垂直管两相上升Orkiszewski方法

二、倾斜(水平)管两相流计算方法

三、环形空间流动的处理方法

第四节嘴流动态Choke Performance

一、单相气体嘴流Choke Performance of single gas phase

二、气液两相嘴流Choke Performance of gas-fluid phase

第二章 自喷及气举采油 Nodal Analysis & Gas Lift

第一节自喷井节点系统分析Nodal Analysis

一、基本概念和分析步骤Concept & method of Nodal Systems Analysis

二、节点分析方法及其应用Nodal Analysis and Its Applicatopns

第二节气举采油Gas Lift

一、气举采油原理、方式及管柱Classification of Gas lift and Its Installations

二、气举的启动过程Kick-off/Operating pressure

三、气举阀Gas Lift Valve

四、连续气举设计Design of continuous gas lift

第三章 有杆泵采油 Sucker Rod Pump

第一节有杆抽油装置Beam Pumping System

一、抽油机Pumping Units

二、抽油泵Plunger Pump

三、抽油杆柱Rod String

第二节抽油机悬点运动规律theory of polished rod motion

一、简化分析Simple harmonic motion

二、精确分析 Accurate analysis

第三节抽油机悬点载荷Load to the Pumping Unit

一、悬点静载荷及其理论示功图 Static Loads and theoretical dynamometer card

二、悬点动载荷 Dynamic Loads

三、摩擦载荷 Friction loads

四、悬点最大和最小载荷 Maximum and minimum loads

第四节抽油机平衡、扭矩及功率Counterbalance CalculationTorque Calculation and Motor Horsepower

一、抽油机平衡方式Counterbalance Calculation

二、曲柄轴扭矩 Torque Calculation

三、电动机功率计算 Motor Horsepower Calculation

第五节泵效分析pump Efficiency Analysis

一、柱塞冲程Plunger stroke loss

二、气体对泵充满程度的影响 effect of gas on pump efficiency

三、泵的漏失 Effect of leakage on pump efficiency

四、提高泵效的措施 Measures to improve pump efficiency

第六节抽油系统工艺设计Design of beam pumping unit

一、确定下泵深度Pump setting depth

二、抽油杆强度计算和杆柱设计Calculation of rod strength and Design of rod string

三、抽油机选择 Selection of pumping unit installation

第七节抽油系统工况分析及系统效率

一、环空液面探测 ANNULAR LIQUID LEVEL TEST

二、地面示功图分析 Analysis of Typical Functional dynagraph

三、井下示功图计算机诊断技术 Diagnosis of downhole dynamometer card

四、系统效率分析 System Efficiency

五、提高系统效率的途径 Measures to improve system efficiency

第四章 无杆泵采油 Rodless Pumping

第一节潜油电泵采油 ESP

一、潜油电泵举升系统 Electrical Submersible Pump

二、井下多极离心泵工作特性 ESP Performance

三、潜油电泵系统设计 Design of ESP System

四、潜油电泵井的节点分析方法 Nodal Analysis of ESP System

第二节水力活塞泵采油 Hyduaulic Pump

一、水力活塞泵采油系统组成和类型 HP system

二、水力活塞泵的结构及型号工作原理 Working Principle

三、水力活塞泵系统设计 Design of HP System

第三节水力射流泵采油 Jet Pump

一、射流泵结构、工作原理及优缺点 Working Principle

二、射流泵的型号 Type of jet pump

三、射流泵动态特性 Dynamic characteristics of jet pump

四、射流泵的选择 Selection of jet pumps

第四节螺杆泵采油 Progressive Cavity Pump

一、螺杆泵的结构及工作原理 Working Principle

二、螺杆泵的工作特性 Working characteristics of Progressive Cavity Pump

三、螺杆泵系统设计Design of PCP System

第五章 注水 Water injection

第一节注水水质指标设计Water quality index design

一、注水过程中油层堵塞机理 Formation damage mechanism during water injection

二、注水过程中系统的腐蚀机理 Corrosion mechanism of water injection system

三、水质指标设计方法 Way of water quality index design

第二节水处理与注入系统Water treatment and injection system

一、水源选择 Choice of water

二、水处理措施 Water treatment measures

三、水处理流程 Water treatment processes

四、注入系统 Injection system

五、注水井投注 Injection beginning

第三节注水井吸水能力 Injectivity of water injection well

一、吸水能力评价指标 Index of injectivity

二、吸水能力确定方法 Way of injectivity determination

三、影响吸水能力的因素 Factors affecting injectivity

四、指示曲线分析与应用 Injection curve analysis and application

第四节注水工艺Water injection technology

一、注水参数设计与分析 Water injection parameter design and analysis

二、注水工艺技术 Water injection technologies

三、注水井工艺措施 Technologies of water injection welltreatment

第六章 水力压裂 Hydrofracturing

第一节水力压裂造缝机理)

一、地应力场分析与测量 In-situ stress analysis and measurement

二、破裂压力 Fracture pressure

三、降低压力梯度 Way of fracture pressure reduction

第二节压裂液Fracturing  fluid

一、压裂液类型 Fracturing  fluid types

二、水基压裂液添加剂 Additives for hydrofracturing Fluids

三、压裂液流变性 Theological property of fracturing fluid

四、压裂液的滤失性 Leak –off of fracturing fluid

五、压裂液对地层的伤害与保护 Fracturing fluid damage to reservoir and protection ways

第三节支撑剂Proppant

一、支撑剂类型 Proppant types

二、支撑剂性能 Proppant properties

三、支撑剂选择 Proppant choice

第四节水力压裂裂缝延伸模型Hydraulic fracturing fracture propagation model

一、卡特面积公式 Carter area formula

二、PKN模型 PKN model

三、CGD模型 CGD model

四、CGDPKN模型的比较 The comparison of CGD and PKN model

五、裂缝三维延伸模拟 3D simulation of fracture propagation

第五节支撑剂输送Transportation of proppant

一、支撑剂沉降特性 Proppant settlement characteristics

二、沉降型布砂设计 Settling sand bank design

三、悬浮型布砂设计 Suspend ing sand bank design

四、改善支撑剂在裂缝中分布的途径 Improve the distribution of proppant in the cracks

第六节水力压裂评价Hydraulic fracturing evaluation

一、水力裂缝评估 Hydraulic fractures evaluation

二、工艺效果分析 Technique efficiency analysis

三、水力压裂经济评价 Hydraulic fracturing economic evaluation

第七节水力压裂设计Hydraulic fracturing treatment design

一、选井选层 Well & layer selection

二、确定入井材料 Materials selection

三、水力压裂设计计算 Hydraulic fracturing treatment design

第八节水力压裂工艺技术Fracture technology

一、分层及选择性压裂Layering and selective fracturing

二、控缝高压裂技术High seam control fracturing technology

三、测试压裂技术Test fracturing technology

第七章 酸化 Acidizing

第一节酸化增产原理Mechanism of acidizing

一、酸化工艺分类Process classification of acidizing

二、酸化增产原理Mechanism of acidizing

第二节酸-岩化学反应当量及反应产物Acid-mineral reaction stoichiometry and products

一、酸-岩反应的化学当量Acid-mineral reaction stoichiometry

二、酸-岩反应生成物状态 The status of Acid-mineral reaction products

第三节酸-岩化学反应动力学Acid-mineral reaction kinetics

一、酸-岩化学反应机理Acid-mineral reaction mechanism

二、酸-岩反应速度及动力学方程 Reaction rate of acid-mineral reactions and kinetic equation

三、酸-岩反应速度的室内确定及动力学参数测定Determination of the rate of acid-mineral reaction and kinetic parameters

四、影响酸-岩反应速度的因素Factors affecting the rate of acid-mineral reactions

第四节碳酸盐岩储层酸化设计计算Calculation of Carbonate reservoir acidizing design

一、酸沿裂缝流动反应的浓度分布及有效作用距离Concentration reaction distribution and effective distance of the acid flow along the fracture surface

二、酸蚀裂缝导流能力的计算Calculation of acid-etched conductivity

三、酸化增产倍比预测Prediction of carbonate stimulation effect

第五节砂岩储层酸化设计计算Calculation of sandstone reservoir acidizing design

一、砂岩储层酸化酸浓度及矿物浓度分布Sandstone reservoir acidification acid concentration and mineral concentration distribution

二、砂岩储层酸化的孔隙度和渗透率分布 Distribution of porosity and permeability of sandstone reservoir

三、砂岩酸化效果预测Prediction of standstone stimulation effect

第六节酸化工艺设计Design of acidizing

一、酸化处理井和层的选择Selection of well layer for acidizing treatment

二、常用酸化工艺Common acidizing technique

三、酸压设计 Design of acid-fracturing

四、基质酸化处理设计 Design& dealing of matrix- acidizing

第七节酸液及添加剂Acid fluid and Additives

一、酸液类型及选择 The Types and Selections of Acids

二、酸液添加剂及选择 The Types and Selections of Additives

第八章 油井防砂、防蜡与堵水工艺技术

第九章 稠油和高凝油的开采技术

第十章 完井及试油投产

预备知识


具有高等数学、工程流体力学、油层物理、油气藏渗流力学、油藏工程等基础知识

证书要求

1. 学习完本课程内容并考试合格(60分及以上)均可申请证书,证书的形式包括:免费证书(电子版)和认证证书(包含可查询验证的电子版和纸质版2个版本),学员可以在课程结束后根据需要进行申请。


2. 本课程的课程考核采用百分制,考核环节包括日常考查和期末考试等,日常考查包括单元测验、课程讨论和视频观看完成情况等内容,占总分的30%,期末考试占总分的70%。


参考资料

(一)教材

1)李颖川. 采油工程[M]. 北京: 石油工业出版社,20102月第二版

(二)参考书

1)张琪等编. 采油工程原理与设计[M]. 东营: 中国石油大学出版社,2006

2A. Daniel Hill. et all. Petroleum Production Systems 2nd[M]. Prentice Hall, 2012

3)布朗, K.E.. 升举法采油工艺[M]. 北京: 石油工业出版社, 1987

4)万仁溥. 现代完井工程[M]. 北京: 石油工业出版社,2008

(三)拓展资源网址

http://study.swpu.edu.cn/portal

http://mooc1-2.chaoxing.com/course/template60/200903567.html