第一篇：石油加工概論考試總結

1..石油的元素組成：組成石油的主要元素是 碳、氫、硫、氮、氧五種元素。

2.石油的烴類組成：由碳和氫可組成烴類化合物，即烷烴、環烷烴和芳香烴，它們在原油中占絕大部分。在原油中不含不飽和烴，但在二次加工后的石油產品中有不飽和烴（烯烴）。

3.石油中的非烴化合物主要指：含硫、含氮和含氧化合物以及膠狀瀝青狀物質。

4.我國原油的特點：從元素組成上看，含硫低、含氮高是我國原油的特點之一。汽油餾分含量低、渣油含量高是我國原油餾分組成的一個特點。原油中的汽油餾分含量低、渣油含量高是我國原油餾分組成的又一個特點。

5.各類化合物的分布規律

隨著石油餾分沸點的升高，餾分中烷烴含量逐漸減少，芳烴含量逐漸增大，含硫化合物和膠質含量均逐漸增加。大部分含硫、含氮、含氧化合物和膠質以及全部瀝青質都集中在渣油中。

6.原油中除C、H外，還有S、N、O及其他微量元素(1～5%)

原油中的微量金屬元素有V、Ni、Fe、Cu、As等

石油中的非碳氫原子稱為雜原子。與國外原油相比，我國原油的含硫低、含氮量高

7.碳氫比：是用來反映原油的屬性的一個參數，與原油的化學結構有關系

8.各種烴類碳氫原子比大小順序是：烷 烴 <環 烷 烴 < 芳 香 烴

9.餾分與產品的區別：石油產品是石油的一個餾分，但餾分并不等同于產品。石油產品要滿足油品的規格要求，餾分要變成產品還必須對其進一步加工

10.石油中含有的餾分，一般規定： 小于180℃的餾分為汽油餾分（也稱為低沸點餾分，輕油或石腦油餾分）180～350℃的餾分為煤、柴油餾分（也稱中間餾分，AGO）350～500℃的餾分為減壓餾分（也稱高沸點餾分或潤滑油,VGO）大于500℃的餾分為減渣餾分(VR)

11.石油中的烴類主要有烷烴、環烷烴和芳烴以及兼有這三種結構的混合烴

原油中一般不含烯烴，炔烴更少

12.石油中的正構烷烴一般比異構烷烴含量高 隨沸點的增高，石油中的正構烷烴和異構烷烴的含量逐漸降低

13.石油烴類的組成表示方法

1.單體烴組成 2.族組成

石油餾分分成那些族，取決于分析方法和分析要求以及實際應用的需要

對于汽油：烷烴（正構、異構）、環烷烴、烯烴和芳香烴 對于煤、柴油：飽和烴（烷烴、環烷烴）、輕芳烴（單環）、中芳烴、不飽和烴和非烴組分等

對于減壓渣油：一般分成 飽和分、芳香分、膠質、瀝青質 3.結構族組成不論石油烴類的結構多么復雜，都可以看作是由三個基本結構單元組成：芳香環、環烷環和烷基側鏈，用這些基本結構單元的量來表示復雜分子混合物的組成的方法就是結構族組成表示法

通常用三個基本單元上碳原子所占的百分數(CA%、CN%和CP%）來描述分子的組成，然后再加上分子中的總環數RT，芳環數RA和環烷環數RN來表示石油餾分的結構族組成14.原油中的含硫化合物一般以硫醚類和噻吩類為主

15.硫的分布的總趨勢是，隨沸點升高，硫含量增加，大部分集中在重餾分及渣油中（75%～85%）

16.汽油中餾分：H2S、硫醇、硫醚(環硫醚)及少量的二硫化物和噻吩

中間餾分：僅含有比較重的硫化物，硫醚和噻吩

高沸點餾分：高沸點餾分中硫的形態與中沸點餾分相似，也是硫醚與噻吩，另外還有四氫噻吩

17.石油中的氮含量一般比硫含量低，質量分數通常集中在0.05～0.5%范圍內

隨沸點的升高，含量增加，大部分在膠質瀝青質中

18.石油中的含氧量比硫、氮少，約為千分之幾；個別的可高達2～3% 隨沸點升高，含氧化合物增加

19.酸度是指中和100mL試油所需的氫氧化鉀毫克數 [mg(KOH)/100mL]，該值一般適用于輕質油品； 酸值是指中和lg試油所需的氫氧化鉀毫克數 [mg(KOH)/1g]，該值一般適用于重質油品和原油。

酸度(或酸值)與酸含量并不是等同的概念。試樣的酸性化合物含量不僅與其酸度(或酸值)有關，而且與其平均相對分子質量有關。

20.石油和石油產品的蒸發性能是反映其汽化、蒸發難易的重要性質，用蒸汽壓、沸程和平均沸點來描述。對同族烴類，在同一溫度下，相對分子質量較大的烴類的蒸氣壓較小。對某一純烴而言，其蒸氣壓是隨溫度的升高而增大。21.石油和石油產品是各種烴類和非烴類的復雜混合物，其蒸汽壓是與溫度、汽化潛熱和氣化率有關。在一定壓力下，油品的沸點隨氣化率的增大而不斷升高。石油餾分的沸點表現為一定寬度的溫度范圍，稱為沸程，也稱餾程。

22.在輕質油品的質量標準中，大都采用條件性的餾程測定法——恩氏蒸餾（GB6536-1997)。恩氏蒸餾(ASTM蒸餾)是最簡便、最常用的方法；設備簡單、收集數據多

23.對于輕質油品：恩氏蒸餾曲線中10%到90%這一段很接近一條直線，因此可以用恩氏蒸餾曲線的10%到90%之間的斜率來表示該油品的餾程寬窄。即恩氏蒸餾曲線的斜率越大，該油品的餾程范圍越寬。

141.5(API?)??131.5 比重指數15.6d15.6

24.隨著相對密度增大，比重指數的數值下降

API度>31.1的原油為輕質原油； API度在31.1～22.3之間，為中質原油； API度在22.3～10.0之間，為重質原油； API度<10.0，為特重原油。

25.分子量相近的不同烴類之間密度有明顯差別 芳烴>環烷烴>烷烴

26.同一種原油

沸點增加，分子量增大，密度增大； 對不同原油，同樣沸程，相對密度差別很大，但一般來說，環烷基的>中間基的>石蠟基的。

27.特性因數是烴類列氏絕對溫度表示沸點的立方根對相對密度作圖，所得曲線的斜率

不同烴類K值的大小 同族的烴類 K 值相近，不同族的烴類 K 值不同 ；

烷烴的K值最大，約為12.7，環烷烴的次之，為11～12，芳香烴的K值最小，為10～11。所以 K 值是表征油品化學組成的重要參數，常可用以關聯其他物理性質

28.對于烷烴來說，支鏈增加K值下降； 而對于環烷烴和芳烴來說，支鏈數增加 K 值增加；

對于芳烴來說，環數增加，K值減小 29.對于同一個混合體系，數均相對分子質量與重均相對分子質量是不相等的。這是由于混合物中低相對分子質量部分對數均相對分子質量的影響較大，而重均相對分子質量則主要受其中高相對分子質量部分的影響。

對于同一體系，一般來說是

Mw > Mn。而 Mw/Mn 的比值（即多分散系數）的大小可以表征該體系的多分散程度，也就是說，當體系中相對分子質量的分布范圍越寬時，其 Mw / Mn 比值也就越大。

30.油品的粘度隨沸程的升高和密度增大而迅速增大

對于相同沸點的不同石油餾分：

含環狀烴多則粘度高；環數越多，粘度越大

當烴類分子中的環數相同時，其側鏈越長則其粘度越大

相同環數和碳數的芳香烴和環烷烴,其粘度：環烷烴 > 芳香烴

31.粘溫性質：油品的粘度隨溫度變化的性質

油品的粘度隨溫度的變化幅度小，則稱為油品的粘溫性質好

粘度比：υ50℃/υ100℃；比值越小，則粘溫性質越好

粘度指數越高，表示油品的粘溫性質越好

正構烷烴的粘溫性質最好，分支程度較小的異構烷烴的粘溫性質比正構烷烴稍差，隨著分支程度的增大，粘溫性質越來越差；

環狀烴(包括環烷烴和芳香烴)的粘溫性質比鏈狀烴的差；當分子中只有一個環時，粘度指數雖有下降，但下降不多。但當分子中環數增多時，則粘溫性質顯著變差，甚至粘度指數為負值。

當分子中環數相同時，其側鏈越長粘溫性質越好，但側鏈上如有分支也會使粘溫性質變差

32.低溫下，石油及液體產品在低溫失去流動性有兩種情況：

粘溫凝固：含蠟很少或不含蠟的油品，在溫度下降時，粘度迅速升高，當粘度大到一定程度后（>3×105mm2/s）,油品就會變成無定型的玻璃狀物質，失去流動性，這種凝固稱為粘溫凝固。不是很確切，仍是可塑性物質，而不是固體。

構造凝固：含蠟原油或油品，在溫度下降過程中，由于蠟結晶析出而引起的凝固。33.同一油品：濁點高于結晶點。冰點比結晶點高1～3℃。34.濁點 > 冰點 > 結晶點

35.濁點

結晶點

凝點

出現霧狀渾濁

出現肉眼能分辯的結晶

失去流動性 冷濾點

冰點

傾點

不堵塞濾清器時的最低溫度

升溫至結晶消失

能流動的最低溫度 36.對比狀態是用來表示物質的實際狀態與臨界狀態的接近程度

對比狀態定律：對于不同的物質，當具有相同的對比溫度 Tr 和對比壓力 Pr 時，其對比體積 Vr 也近似相等

37.壓縮因子定義： 實際氣體的 P-V-T 關系常用下式表示： Z = PV / RT 38.當實際氣體處于臨界點時，此時的壓縮因子稱為臨界壓縮因子 Zc。

39.對于小的球形分子如氬、氪、氙等惰性氣體，其ω=0，這類物質稱為簡單流體。其余的物質稱為非簡單流體，它們的ω＞0。對于同一系列的烴類，相對分子質量越大，其偏心因子也越大；當分子中碳數相同時，烷烴的偏心因子較大，環烷烴和芳香烴的較小。

40.石油餾分的焓值是溫度、壓力及其性質的函數。在相同溫度下，密度小、特性因數 K 值大的石油餾分具有較高的焓值，烷烴的焓值高于芳香烴的，輕餾分的焓值高于重餾分的。41.實驗測定烴類的質量熱容時可以發現，不論是液態還是氣態，其質量熱容都隨溫度的升高而逐漸增大;壓力對于液態烴類質量熱容的影響一般可以忽略；但氣態烴類的質量熱容隨壓力的增高而明顯增大;就不同族的烴類而言，當分子量接近時，烷烴的質量熱容最大，環烷烴的次之，芳香烴的最小。

42.閃點是指在規定條件下，加熱油品所溢出的蒸氣和空氣組成的混合物與火焰接觸時發生

瞬間閃火時的最低溫度。

汽油的閃點是相當于爆炸上限的油品溫度，而煤、柴油和潤滑油等的閃點是相當于爆炸下限時的油品溫度。石油產品的餾程越輕，蒸汽壓越大，閃點越低。

閃點越低表明其著火危險性越大。因此石油產品以其閃點作為著火危險等級的分級標準。

43.輕質油品采用閉口杯法測定（GB/T261）；重質油品和潤滑油采用開口杯法（GB/T267）。同一油品的閃點：開口杯 > 閉口杯

44.閃點和燃點與烴類的蒸發性能有關，而自燃點與油品的餾程和氧化性能有關

同族烴中，隨分子量增大，閃點增高，燃點增高，自燃點降低；油品越輕，閃點越低，燃點越低，自燃點越高

烷烴比芳烴易于自燃，所以烷烴的自燃點低(芳香烴比烷烴穩定)，但烷烴的閃點卻比粘度相同而含環烷烴和芳香烴較多的油品高

汽油的自燃點常在400?C以上，柴油的自燃點只有220~250?C，渣油的自燃點則更低

45.從安全放火的角度來說，輕質油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重質油品應防止高溫泄露，遇空氣自燃。

46.當某一油品與溶劑以一定比例混合時，在較低溫度下，因溶解度低兩者不完全互溶而呈液-液兩相，存在相界面；當溫度升高時，溶解度逐漸增大，當加熱到某一溫度時，兩者達到完全互溶，相界面消失，這時的溫度稱為該混合物的臨界溶解溫度。即相界面消失的最低溫度稱為臨界溶解溫度。臨界溶解溫度越低，表明烴類與溶劑的互溶能力越強，同時也說明兩者之間的分子結構越相似。

47.苯胺點：就是以苯胺為溶劑，與油品按體積比為1∶1混合時的臨界溶解溫度。

48.不同烴類的苯胺點差別很大，碳原子數相同時：多環芳烴〈 單環芳烴〈 烯烴〈 環烷烴〈 烷烴

49.根據汽油機的工作條件，對汽油的使用要求主要有：在所有的工況下，具有足夠的揮發性以形成可燃混合氣；燃燒平穩，不產生爆震燃燒現象；儲存安定性好，生成膠質的傾向小；對發動機沒有腐蝕作用；排出的污染物少 50.汽油的蒸發性能常用餾程和蒸氣壓來表示

1．餾程(恩氏餾程)初餾點是控制氣阻的形成；10%餾出溫度是為了保證汽油具有良好的啟動性能 50%餾出溫度表示汽油的平均蒸發性能，是為了保證汽油餾分的組成分布均勻，使發動機具有良好的加速性和平穩性，保證其最大功率和爬坡能力 90%餾出溫度和干點表示汽油蒸發的完全程度 51.汽油在發動機中的抗爆震能力稱為抗爆性，是汽油最重要的質量指標之一,用來衡量燃料是否易于發生爆震。用辛烷值、抗爆指數、品度等的大小來表示抗爆性的優劣。一定壓縮比的發動機必須使用與其相匹配的辛烷值的汽油，方能保證在不發生爆震的情況下，產生最大功率，我國車用汽油以辛烷值作為其牌號。

52.汽油機一般是以四沖程循環工作，依次完成進氣、壓縮、燃燒膨脹作功、排氣這四個過程。

53.壓縮比是汽油機的最重要技術指標，它是混合氣被壓縮前后的體積比，即活塞在下死點時氣缸體積V1與活塞在上死點時氣缸體積V2之比V1/V2。壓縮比越大的汽油機，其功率、熱效率越高，油耗量和單位馬力金屬重量均有所下降，也就是越經濟。壓縮比越大，對汽油機的材質和汽油ON的要求也越高。

54.飽和蒸氣壓

保證汽油在使用中不發生氣阻

可相對的衡量汽油在儲運中的損耗傾向

55.汽油在發動機中的抗爆震能力稱為抗爆性，是汽油最重要的質量指標之一,用來衡量燃

料是否易于發生爆震。用辛烷值、抗爆指數、品度等的大小來表示抗爆性的優劣。56.汽油的抗爆性是用辛烷值來表示。汽油的辛烷值表示與被測汽油抗爆性相同的正標準燃料混合物中純異辛烷的體積百分數。因此汽油的辛烷值并不表示汽油中的異辛烷含量。

57.車用汽油辛烷值的測定方法主要有兩種：馬達法(MON)和研究法（RON）。58.航空汽油抗爆性的表示法： 航空汽油的抗爆性用辛烷值和品度兩個指標來表示

辛烷值表示發動機在貧混合氣(過剩空氣系數a=0.8～1.0)條件下工作時的抗爆性

品度表示發動機在富混合氣(a=0.6～0.65)下工作時的抗爆性

59.汽油由各種烴類組成，對分子量大致相同的不同烴類

正構烷烴<環烷烴和正構烯烴<異構烷烴和異構烯烴<芳烴

烷烴分子的碳鏈上分支越多，排列越緊湊，辛烷值越高。對于烯烴，雙鍵位置越接近碳鏈中間位置，辛烷值越高。

同族烴類，分子量越小，沸點越低，辛烷值越大。汽油的干點降低，辛烷值會升高。含芳香烴、異構烷烴多的輕質汽油辛烷值高

提高汽油辛烷值的方法

加少量能提高汽油辛烷值的添加劑----抗爆劑；依靠生產工藝；高辛烷值調和組分（主要是含氧化合物）；調整工藝操作條件，60.汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性，簡稱安定性。是反映汽油在使用和儲存過程中變質難易的指標。

61.影響汽油安定性的因素

化學組成：影響汽油安定性的根本原因；儲存條件：溫度、光照、與空氣接觸面積以及金屬表面的催化作用。因此在儲存汽油時應采取避光、降溫及降低與空氣的接觸面積等措施。

62.改善汽油安定性的方法：采取適當的方法加以精制，除去不安定組分； 加添加劑（抗氧添加劑和金屬鈍化劑）；在儲存中注意降溫、避免與空氣、金屬接觸，均可避免或延緩汽油變質。

63.柴油機與汽油機的相同之處都有四沖程：進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣 ；都是內燃機

柴油機的壓縮比約高于汽油機的一倍，一般為16-30。這樣，壓縮后氣體的溫度、壓力都比較高，可達到500～700℃、3～5MPa，此溫度超過柴油的自燃點。

汽油發動機的進氣是空氣燃油混合氣，而柴油發動機在進氣行程只吸入空氣，在壓縮行程接近上止點時開始噴入燃油

柴油是用高壓油泵噴入氣缸中，經霧化后的細小油滴便與被壓縮的高溫空氣混合，并迅速蒸發氣化、自燃發火，其燃燒氣體溫度高達1500～2000℃，壓力猛增至5～12MPa

柴油機的壓縮比及氣缸內的溫度和壓力都顯著高于汽油機的，因此其熱效率一般比汽油機的高，當二者功率相同時，柴油機可節約燃料20～30%。

64.柴油機的爆震，是由于燃料的自燃點太高引起的。

65.柴油機和汽油機產生爆震雖然都是由于燃料的自燃引起的，但兩者有根本的差別：汽油機的爆震出現在火焰傳播過程中，是由于燃料自燃點太低造成的。而柴油機的爆震發生在燃燒階段的初期，是由于燃料的自燃點太高造成的。

66.我國車用輕柴油質量標準中規定十六烷值不低于45 并非柴油的十六烷值越大越好，一般不高于60

67.相同碳數的不同烴類，以正構烷烴的十六烷值最高，正構烯烴、異構烷烴和環烷烴居中，芳香烴最小。相同碳數的異構烷烴，十六烷值隨支鏈數的增加而降低；

對于同一族烴類，隨分子量增加，自然點降低，十六烷值增加。但餾分變重，由于蒸發性能變差，耗油量會增加。

不同基屬的原油，其生產的柴油由于化學組成的不同，其十六烷值相差較大。石蠟基原油生產的柴油比環烷基原油生產的柴油十六烷值高。

68.我國輕柴油的餾程范圍一般在180～380℃；餾程中要求柴油的50%餾出溫度不高于

300℃，90%餾出溫度不能高于355℃，95%的餾出溫度不能高于365℃。重柴油沒有規定餾程指標，只限制殘炭 的含量

69.柴油的低溫流動性（凝點或冷濾點）表示方法

我國以凝點表示柴油的低溫流動性和牌號

凝點并不是柴油可能使用的最低溫度一般應高于冷濾點5℃的環境溫度下使用

70.柴油的理想組分：應從兩個方面入手，即應保證它的十六烷值比較高，又要保證它的凝點比較低。例如：單烷基（T型）或二單烷基（π型）的異構烷烴

(CN=40~70)。71.航空煤油的燃燒性能1．燃料的起動性、燃燒穩定性及燃燒完全度

燃料的起動性取決于燃料的自燃點、著火延滯期、燃燒極限、可燃混合氣發火所需的最低點火能量、燃料的蒸發性大小和粘度等。燃料燃燒的穩定性除與燃燒室結構及操作條件有關外，還和燃料的烴類組成及餾分輕重有密切關系。燃燒完全度是指單位質量燃料燃燒時實際放出的熱量占燃料凈熱值的百分率，受燃料的粘度、蒸發性和化學組成的影響

72.熱值和密度（1）．定義 1kg(1L)燃料完全燃燒時所放出的熱量

（2）熱值與組成的關系：重量熱值：隨氫含量增大而增大，故有烷烴>環烷烴>芳烴 ；體積熱值：隨密度的增大而增大，故有烷烴<環烷烴<芳烴

同族烴：沸點↗，重量熱值↙，體積熱值↗

異構烷烴的重量熱值與正構烷烴相近，而其體積熱值比正構烷烴明顯增大

（3）．航空煤油的理想組成 煤油型的帶側鏈的環烷烴和異構烷烴

73.控制航空煤油低溫性能的指標是結晶點或冰點。

74.根據原油特性因數K值大小分為石蠟基、中間基和環烷基三類原油，75.我國采用關鍵餾分特性分類和按硫含量分類相結合的原油分類方法。

第一關鍵餾分指原油常壓蒸餾250～275℃的餾分；第二關鍵餾分相當于原油常壓蒸餾395～425℃的餾分，即

在殘壓40mmHg下取得的275～300℃的餾分

76.大慶油田 低硫石蠟基

克拉瑪依

低硫中間基

勝利油田

含硫中間基

大港油田

低硫環烷中間基

孤島油田

含硫環烷基

77.大慶原油的加工方案采用燃料-潤滑油型加工方案最為理想，或者采用燃料-潤滑油-化工型方案。勝利混合原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料-化工型加工方案比較理想。孤島原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料-化工型加工方案。

第二篇：在線考試——石油工程概論

中國石油大學（北京）遠程教育學院

期 末 考 核 《石油工程概論》

一、綜述題（共3小題，每小題20分，共60分）（綜述題請根據知識點提示結合課件組織答案，每道題目不少于500字。照抄知識點提示不得分。）1.闡述井身結構的主要內容，說出各內容所包括的具體知識，并畫出基本的井深結構圖。（20分）知識點提示：井深結構的主要內容包括套管的層次、各層套管下入深度、相應的鉆頭直徑、套管外水泥返高等，請詳細列出各內容所包含的具體內容，并畫出簡單的井深結構圖

2.分別闡述有桿抽油泵在上沖程和下沖程的工作原理，并畫出示意圖。（20分）知識點提示：

有桿抽油泵在上沖程的工作原理，并畫出示意圖。有桿抽油泵在下沖程的工作原理，并畫出示意圖。

3.請列舉一個現場實例，分析井噴的原因、危害、處理措施。（20分）

知識點提示：案例可以是近幾年國內外發生的井噴事故，也可以是自己熟悉的鉆井平臺發生的井噴。先列舉實例，然后分析事故發生的原因、造成的危害以及采取的應對措施。

青海英東油田“4·19”井噴事故

2013年4月19日7時15分，西部鉆探工程有限公司青海鉆井公司40520鉆井隊在處置青海油田分公司英東油田英9-4-A5井井漏過程中，發生井噴事故，4月19日20時05分關井成功，險情得到控制，歷時12小時50分鐘。事故未造成人員傷亡和設備損毀。

二、事故經過

（一）事故發生前工作情況

英9-4-A5井是西部鉆探青海鉆井公司40520隊承鉆的一口總包井，是該隊今年承鉆的第三口井。青海鉆井公司英東項目組負責本區塊鉆井現場的協調管理。青海鉆井公司監督監理公司派駐1名駐井HSE監督，青海油田監督監理公司派有1名巡井鉆井監督。英東一體化項目部在油田現場駐有工作組。

該井于4月11日4時一開，4月12日22時鉆至井深355米，下入表層。一開至二開共用時79小時。其中，處理井漏2次，用時22小時，在14.86米處井漏失返，注水泥堵漏；在326米處發生井漏，用橋漿堵漏。鉆進用時 20小時，下套管（Φ244.5mm×354.06m）、固井、裝井口和試壓用時37小時。4月14日 11時二開，采用帶螺桿的復合鉆具，Φ216mm鉆頭鉆至井深360米發生井漏失返，鉆井液密度1.06 g/cm，粘度42s，漏失量為80m，替入密度1.06 g/cm堵漏漿40m堵漏成功。鉆至404.5米時再次發生漏失，搶鉆至井深452.19米采用水泥漿封堵2次，恢復正常。

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3月19日0時，鉆至井深1450米時發生井漏，漏速3m/h；至1時20分繼續鉆進至1461米時井口失返，停鉆，漏失鉆井液50m（密度1.14g/cm，粘度42s）。事故發生經過

第一階段：無觀察、無預防情況下發生溢流井噴 4月19日1時20分，鉆進至1461米時井口失返，停鉆，值班干部宣建良（技術員）到距井場100多米外的駐井場值班房向隊長張小軍匯報。隊長張小軍電話請示青海鉆井公司英東項目組負責人秦立堅。秦立堅決定：起鉆換鉆具，進行擠水泥堵漏。

鉆井隊在起鉆前配密度1.12～1.14g/cm 的堵漏漿30m，從環空灌入堵漏漿18m，環空未見液面。1時50分開始起鉆，起鉆過程中每起三柱鉆桿或每起一柱鉆鋌，用鉆井泵灌漿一次，共灌入鉆井液5.91m。此時，技術員宣建良在鉆臺，司鉆鄭文邦在操作剎把，副司鉆李連祥和內鉗工吳生龍在井口，井架工張生虎和外鉗工哈得祿輪換在二層臺操作，起到鉆鋌時，兩人同時到二層臺拉鉆鋌，泥漿工宗平生在循環罐坐崗。

7時15分，起鉆至井內剩余最后一柱鉆鋌時，司鉆鄭文邦下放游車，鉆臺上副司鉆李連祥和內鉗工吳生龍接鉆鋌提升短節，司鉆鄭文邦下放游車至鉆臺5～6米處剎停等提升短節緊扣。副司鉆李連祥和內鉗工吳生龍用液壓大鉗上扣時，發現鉗牙打滑，用高速旋緊扣后，副司鉆李連祥和內鉗工吳生龍更換鉗牙，技術員宣建良協助。司鉆鄭文邦繼續下放游車準備掛吊卡，這時從提升短節內溢出泥漿，接著立即從環空噴出一股泥漿，高2～3米；接連又噴出泥漿，噴高接近二層臺，發生井噴。前期噴出物是泥漿，逐漸轉變為油氣混合物。

井噴發生時，環空噴出泥漿經井口安全卡瓦折射打到司鉆鄭文邦身上，司鉆鄭文邦站穩后發出長鳴警報，繼續下放游車，副

333

3司鉆李連祥和內鉗工吳生龍搶掛吊卡，因噴勢過猛，搶掛吊卡未成功。這時，噴勢越來越大，將井口一片大方瓦噴出，井內鉆鋌上頂，安全卡瓦掛在游車蓋板上（鉆具未落井）。副司鉆李連祥和技術員宣建良跑下鉆臺去遠控臺關井，副司鉆李連祥隨后跑到駐井場值班房向隊長張小軍匯報。

井架二層臺上作業的井架工張生虎和外鉗工哈得祿聽到長鳴警報后，發現噴高已接近二層臺，迅速從井架扶梯下撤到地面。鉆臺上的內鉗工吳生龍見搶掛吊卡無望，隨即撤離鉆臺到緊急集合點。司鉆鄭文邦見噴勢漸猛，剎住剎把并用鐵鏈固定后，最后一個撤離鉆臺到集合點。

司鉆鄭文邦在撤離前冷靜處置，固定剎把，防止了游車落到鉆臺上，避免了事故復雜化。生井噴時，井內剩余鉆具組合為：Φ215.9mmPDC+Φ172mm ×1°螺桿+ Φ214mm螺扶+Φ158.8mm無磁鉆鋌 1根+Φ158.8mm鉆鋌1根（共長27.55米），井噴時在崗人員所處位置及撤離路線示意圖如下：

第二階段：有效防控下的井噴 4月19日7時30分，清點現場人員無傷亡，布置警戒線。10時15分至11時48分，組織救護車、吊車、消防車、水罐車、固井車和拖拉機等應急車輛到井，組織將井場外圍的房子和駐井場值班房搬走。

至12時40分，搶接壓井管線，通過壓井管線向井內注入清水，實施井口降溫、防爆燃措施，防止事故擴大和發生次生事故。

17時10分至20時05分，消防車向井口噴水掩護，同時固井車通過壓井管匯向井內打水，用拖拉機拖拉絞車快繩起出井內鉆具，當鉆頭提離全封閘板端面時，立即關閉全封閘板防噴器，井口得到有效控制。

第三階段：壓井處置

4月20日1時35分，開始平推法壓井作業，至4時45分，分8次共向井內注入密度1.80 g/cm的重鉆井液56m，注壓4～5 MPa；套壓由4MPa降至2.8 MPa后維持不變，判斷表層套管鞋處井漏。

20日9時至21日15時，向井內注入1.25～1.30 g/cm堵漏鉆井液51m，套壓由2.2 MPa降至1.5MPa。堵漏不成功。

21日15時40分至16時30分，向井內注入水泥漿22m，密度1.86g/cm，替入密度1.25～1.30g/cm 鉆井液10m，預計在250～450米形成水泥塞。

22日7時05分，從節流管匯處泄壓，無任何溢出物，套壓為零，險情解除，井噴應急搶險工作結束。

三、事故原因分析

本次調查是在工程技術分公司前期調查的基礎上，重點開展了人員訪談。主要對青海油田分公司工程技術處、開發處、英東一體化項目部、監督監理公司、鉆采工藝研究院，以及西部鉆探公司的井控管理中心、青海鉆井公司、英東項目組、40520鉆井隊、同地區其他8支鉆井隊等單位共42人進行了訪談。調閱了其它10

333

3余口井的地質和工程設計和其它10余口井的一開、二開及鉆開油氣層前的驗收資料。經過事故調查組調查認為，本起事故是由于對井控管理工作不重視，現場管理不嚴格，鉆井隊在井漏處置過程中違章作業而導致的一起責任事故。

（一）直接原因

鉆井隊在發生井漏和隨后起鉆的處置中，措施不當，致使環空液柱壓力小于地層壓力，使已經打開油氣層的地層流體進入井筒，發生井噴。

（二）間接原因

1.處理井漏時，已經揭開了多套油氣層。該井地質設計中，926～1620米為油氣層段。同平臺相鄰的英9-4-A6井電測解釋顯示，345.5米進入油層，在1461米以上井段共解釋儲層196層，其中55層為油層、13層為油氣同層、21層為油水同層。當環空液柱壓力降低失衡后，這些油氣就會進入井筒，導致溢流井噴。

2.灌漿不到位，溢流發現不及時。該井在鉆進至井深1461米前的鉆進和接單根工況中，井內壓力正常，證明1.14 g/cm的鉆井液靜液柱壓力可以平衡地層壓力。在發生失返井漏后，環空液柱壓力降低，可能引發井筒壓力不平衡。按照以往二開后漏失的堵漏經驗，本地區經常發生井漏的井段為360～500米，當液面在這個井段時，井筒的液柱壓力計算如下：

液面在360米時：P1=1.14×(1461-360)/100=12.55MPa 液面在500米時：P1=1.14×(1461-500)/100=10.96MPa 而在地質設計中，鄰井英試8-1井在井深1451米處實測靜壓13.21MPa。可見該井鉆進到1461米時，發生失返井漏，井筒靜液柱壓力難以平衡地層壓力。

同時，該井在起鉆過程中，采取起三柱鉆桿或起一柱鉆鋌后，按照起出的鉆柱體積灌一次泥漿。灌漿量只相當于起出鉆具體積，3在井漏的情況下沒有考慮漏失損失，使得灌入泥漿量明顯不足，導致井內液面下降，液柱壓力不能平衡地層壓力。另外，在井漏失返后，井筒上部存在空井段，地層流體侵入井內后，先形成環空溢流。在溢流初期，地面難以觀察到溢流顯示。當溢流沿環空上升接近井口時，一些流體從振動篩返出，坐崗人員沒有及時發現，失去了及時采取關井措施的機會，隨后井內流體快速上升到轉盤面，發生井噴。

3.應急處置不力，未能控制井口。在井噴初期噴出物為泥漿的情況下，班組人員沒能成功用吊卡強行起出井口最后一柱鉆鋌，或搶接防噴單根，實施關井，失去了控制井噴的最后機會。

（三）管理原因

1.鉆井地質、工程設計風險提示不具體，措施針對性不強（1）鉆井地質設計對井控相關風險提示不具體

英9-4-A5井鉆井地質設計章節設置及主要內容均符合股份公司《開發井鉆井設計編制規范》要求，但該井地質設計中對可能油氣層的提示中，沒有說明鄰井英9-4-A6 井測井解釋的13個油氣同層段所處的具體井段（實際在645.5-913.1米，為本井非目的層段）；對油氣層段的描述也未從926米（本井設計油氣層的開始層位）開始，而僅是從本井設計的主要目的層1442米開始描述。

（2）鉆井工程設計未對井漏風險進行提示，部分措施針對性不強

統計英東油田完成的107口井，一開后井漏53口井、83井次，二開后井漏24口井、35井次，二開后井漏段集中在350～500米之間；同平臺的英9-4-A6在二開后也發生3次井漏。鉆井工程設計中沒有對鄰井的井漏復雜進行任何描述，沒有對可能發生的井漏、漏轉噴的風險進行提示，沒有提出針對性預防和處理措施。

本次調查中，查閱英東地區10口井的鉆井工程設計發現，對一開、二開、井下復雜情況的預防及處理（井漏、井塌）以及井控技術要求等內容均一致，沒有針對單井具體地質情況進行個性化設計，措施針對性差。

2.表層套管沒有封住全部易漏層

英9-4-A5井位于英東油田的地表海拔較高部位，地表高差100米左右；該地區上部地層復雜，破碎帶發育，漏失嚴重。英東油田的當前表套設計井深均為350米，由于斷層的影響，山上的井在二開后漏失發生頻次高，失返性漏失多。同平臺鄰井英9-4-A6井二開后鉆進至450米、479米和1665米時發生失返性漏失，漏失位置均在350～500米，通過注水泥方式堵漏成功。同平臺的事故井在二開后，漏失3次，漏失位置在350～500米。由此可見，當前設計的350米表層套管沒有封住全部易漏層，造成該區域的部分井在二開后發生失返性井漏，既加大了井控風險，也降低了鉆井速度。針對此情況，青海油田監督監理公司和英東一體化項目部在2013年3月29日向青海油田工程技術處遞交了《關于英東油田表層套管下深變更的請示》，要求將表層下深從350米調整為500米。至事故發生時，工程技術處還沒有形成套管下深的研究結論。

3.井漏處置不科學、不規范

英9-4-A5井鉆至井深1450米時發生井漏，漏速3m/h，鉆井隊沒有停鉆堵漏，卻繼續鉆進至1461米，導致井漏失返。井漏失返出現后，沒有先進行堵漏，而是采取了直接起鉆，再下光鉆桿擠水泥堵漏的方案；雖然在起鉆前從環空灌入堵漏泥漿18m，但井口未見到液面，根本沒有起到堵漏效果。在油氣層已鉆開的情況下，起鉆前沒有按照井控實施細則的規定進行短程起下鉆，檢測井筒是否平穩；起鉆中沒有執行工程設計進行連續灌漿的要求，而是按照習慣性做法，起三柱鉆桿灌一次泥漿。在間斷灌漿中，33灌入泥漿量不足，使環空液面下降，導致環空液柱壓力小于地層壓力。在起鉆到表層套管內時，沒有進行靜止觀察是否有油氣上竄，而是一次起完鉆具，導致井噴。

4.漏噴轉換的風險認識不足

從2010年開始，英東油田已完井120多口，面對鉆開油氣層后高頻次的井漏，從建設方到施工方，均認為本地區地層壓力低，沒有發生過溢流，不可能發生井噴事故。在指導思想和技術措施上，只是從處理工程復雜出發，進行井漏處理，沒有意識到井漏后，井筒壓力失衡所產生的井控風險。針對這種多次發生的規律性的井漏問題，沒有組織進行風險評估分析，沒有制定針對性的起鉆堵漏措施來預防井控風險，最終導致了井噴事故發生。

5.開鉆和鉆開油氣層驗收流于形式

開鉆和鉆開油氣層驗收分別由青海鉆井公司安全科組織自檢和由英東一體化項目部委托的青海監督監理公司組織驗收。但由于由各自主管單位自行組織，各自主管單位檢查結果無溝通交流、相互無備案留底，難于促進現場工作。

從調閱的一、二開資料和對若干井隊技術員訪談中，可以認定，在實際驗收過程中，由于制度不落實，出現檢查不嚴肅、填寫隨意、事后補簽等現象。該井液面監測報警儀已壞，驗收檢查表顯示合格；未安裝司控臺，檢查表顯示司控臺正常；《鉆開油氣層檢查驗收書》無檢查日期落款；未參加檢查的甲方鉆井監督事后補簽名。驗收走形式，未達到督促安全生產作用。

6.現場監督工作不到位

40520鉆井隊現場駐有甲方巡井鉆井監督李林峰和西部鉆探HSE監督王角旦，在日常監督中，兩人工作責任心不強，職責履行不到位，沒有發揮應有的作用。

一是監督管理存在薄弱環節。甲方鉆井監督在4月8日報到后，青海油田監督監理公司作了面對面的個人經歷和資質的詢問，將油田監督管理的資料包拷貝給監督，沒有做任何培訓，就將監督派到現場開展工作。西部鉆探公司HSE監督沒有認真學習本公司的監督管理辦法，對自己在現場的權利義務不夠清楚，監管弱化，沒有發揮應有的作用。

二是責任心不強。甲方鉆井監督4月10日上崗在現場開展工作，對所監督井的情況了解不深，沒有發揮有效的監督作用。在本井的一開和二開前，甲方鉆井監督下達的一開和二開監督指令，是他在其它油田任監督時的文本，沒有針對本井實際情況增加針對性要求，對該井的指導性差。甲方鉆井監督同時負責兩口井的巡監，居住在該隊的駐井場值班房內。該井從4月11日開鉆到4月19日井噴，甲方監督只參加過2次班前班后會，職責履行不到位。西部鉆探公司HSE監督4月12日的檢查記錄中，在液面報警儀損壞的情況下，卻將檢查結果填寫為合格。

三是關鍵環節監督職責未履行到位。甲方鉆井監督和西部鉆探公司HSE監督在本井發生井漏后起鉆這樣一個特殊作業中，均沒有在現場進行旁站監督，使得井漏后起鉆的高風險作業的雙重監督功能無一起作用。

7.管理流程不順暢，管理職能交叉弱化

青海鉆井公司井控管理流程存在缺陷。西部鉆探井控管理職能在工程技術與市場處，而青海鉆井公司的井控管理職責由安全總監負責，井控管理辦公室設在公司安全科。安全科主要對應的西部鉆探管理部門為安全環保處，這樣造成井控管理職能上下協調不夠順暢，不利于井控管理工作落實。

8.鉆井隊管理較差，執行力有待進一步提高

40520隊的指重表自動記錄儀損壞、泥漿液面監測報警儀已失效，長期沒有得到修復，專用泥漿灌漿罐長期廢置未用。現場施工中還存在沒有認真執行井控實施細則及設計的現象：一是未落實《青海油田石油天然氣鉆井井控實施細則》第五十條“鉆開油氣層后發生井漏的處理”的系列措施、第十六條有關地層承壓試驗、低泵沖試驗和短程起下鉆的要求。二是未執行工程設計中“起鉆時做好連續灌漿”的要求。由此反映出，該隊的管理水平、業務素質較低，執行力較差。

9.井控意識不強，管理不到位

自2010年該區塊投入勘探開發以來，雖然上部地層頻繁發生井漏，但通過采取適當堵漏措施均能夠成功完鉆，沒有發生過溢流險情。無論是建設方還是施工方、管理者還是操作者均認為，該地區僅僅是單純井漏，不會發生井噴事故，忽略了鉆開油氣層后“漏噴轉換”誘發的井噴風險。同時由于生產任務重，組織運行節奏快（當前該地區動用鉆機19部，今年預計共鉆新井225口，新建產能30萬噸），也是本起事故的一個因素。

因此，相關企業各級管理人員井控意識不強，普遍存在著思想上麻痹，管理上松懈，企業相關管理部門沒有認真開展井漏風險辨識和井控風險評估，適當調整新區部分油氣井風險級別；沒有組織研究“井漏失返”和“漏噴轉換”的風險控制措施；沒有建立處理井下復雜情況的剛性操作程序，完全靠現場人員的個人能力處理復雜，隨意性強；也不重視一、二開驗收和鉆開油氣層檢查制度，很多驗收走形式；現場監督責任心不強，對關鍵環節沒有起到旁站監督作用，關鍵環節監督職責履行不到位；未建立起有效的甲乙方監管約束機制，甲方監管力度不夠，乙方井控制度落實不嚴，整體存在井控管理制度落實不到位的問題。

二、論述題（40分）結合自己所學專業，談談你對石油工程的認識，字數不少于800字。

第三篇：石油工程概論學習總結

石油工程概論學習總結

——石油開采技術

在本學期的專業選修課中，我選修了《石油工程概論》這門課。通過老師的精心授課和自己的努力學習，我作為一名石油專業的學生，對石油工程的相關知識有了深入的了解，擴大了我的知識面。在本門課程即將結束的時候，我把這學期學的知識做一個歸納總結。石油工程具體包括：石油地質、鉆井、固井完井、油氣開采、增產增注、提高采收率、油層保護、油層儲運等。我重點對石油開采進行了學習和研究。

在研究石油開采之前，首先要知道石油的一些性質。石油的化學性質：

石油的元素組成：

主要由碳、氫兩種元素組成：

碳約占80％一88％；

氫約占10％一14％；

氧、硫、氮約占0.3％一7％。

石油中若碳、氫元素含量高，且碳／氫值低，則油質好；若氧、硫、氮元素含量高，則油質相對較差。石油的化合物組成

烴類化合物（即碳氫化合物）是石油主要成分，約占80％以上。

含有氧、硫、氮的化合物（非烴化合物）有時可達30％。不利于石油的開采、煉制和加工。石油的組分組成

石油的組分組成：根據石油成分被不同溶劑選擇溶解及被介質選擇吸附的特點，將石油的組成分成相近的組，稱為“組分”，每個組分內包含性質相似的一部分化合物。具體由以下四種成分組成。

1.油質

由碳氫化合物組成的淡色粘性液體（是石油主要成分）。油質含量高，石油質量相對較好。油質中含有石蠟，是一種熔點為37～76℃的烷烴，呈淡黃色或黃褐色。石蠟含量高時石油易凝固，油井易結蠟，不利于開采。

2.膠質

粘性或玻璃狀的固體物質，主要成分是碳氫化合物，但氧、硫、氮含量增多。

石油中膠質含量少，約為1％，是渣油的主要成分。

3.瀝青質 黑色固體，瀝青質比膠質含碳氫化合物更少，含氧、硫、氯化合物更多。膠質和瀝青質稱為石油的重分子組分，是非碳氫化合物比較集中的部分。含量高時，石油質量變差。

4碳質 碳質以碳元素狀態存在于石油內，含量很少，稱殘碳。石油的物理性質：

1）顏色

石油一般呈棕色、褐色或黑色，也有無色透明的凝析油。膠質、瀝青質含量愈高，顏色愈深。因此，石油顏色越談，質量越好。

2)密度

標準條件下(20℃，0.101MPa)每立方米原油質量——原油密度，一般在0.79～0.95 g/cm3。

3)粘度

地下采出的石油在提煉前稱原油。在地層條件下測得的原油粘度叫地層粘度，地層粘度大于50 mPa·S、密度大于0.92的原油稱為稠油。

4）凝固點

原油失去流動性的溫度或開始凝固時的溫度稱為凝固點，原油中

含蠟少，重組分含量低者凝固點低，利于開采和集輸。凝固點在40℃以上的原油稱為凝油。

5)溶解性

石油難溶于水，但易溶于有機溶劑。石油可與天然氣互溶，溶有天然氣的石油，粘度小，利于開采。

6）熒光性

石油在紫外線照射下會發出一種特殊的光亮，稱為石油的熒光性。借助熒光分析可鑒定巖樣中是否含有石油。

7)導電性

石油為非導電體，電阻率很高，這種特性成為電法測井劃分油、氣、水層的物理基礎。

我們在了解了石油的化學物理性質之后，我們可以有效的利用石油的這些性質，對它進行開采，使開采的效率高，成本低，安全可靠。

油氣開發的基本目的：盡可能多的開采出地層深處的油、氣資源。提高采收率，降低成本。

采油原理：當通過鉆井、完井射開油層時，由于井中的壓力低于油層內部的壓力，在井筒與油層之間就形成了一個指向井筒方向的壓力降。在原始條件下，油層巖石與孔隙空間內的流體處于壓力平衡狀態，一旦鉆開油層，這種平衡就被破壞。這時，由于壓力降低引起巖石和流體的彈性膨脹，其相應體積的原油就被驅向井中。如果地層壓力足夠的話，就可將原油舉升到井口以上，形成自噴采油；如果地層壓力不能將原油舉升到井口，那么就需要借助某些人工舉升的辦法采油，或者向油層中注入某種流體提高地層壓力，使油井生產能量有所改善。

有的油藏經過一個時期自噴采油又轉入人工舉升，這主要決定于油藏本身的能量，也就是地層壓力的高低。隨著采出原油的增多，地層壓力逐漸下降，油井就會出現停噴時就要利用人工舉升辦法采油。

采油方法通常是指把流到井底的原油采到地面所用的方法，基本上可分為兩大類：一類是依靠油藏本身的能量，使原油噴到地面，叫做自噴采油；另一類是借助外界能量將原油采到地面，叫做人工舉升采油或者叫做機械采油。一般情況下，天然能量不足的油田，有的沒有自噴能力，有的即使有自噴能力，但自噴期限較短，只有1年左右的時間，最多的也不過3~5年，而一個油田的生產年限要延續20年至30年以上，因此，油層中的原油大部分是靠人工舉升方式采出來的。人工舉升采油包括：氣舉采油、抽油機有桿泵采油、潛油電動離心泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油等。

在石油開采中，采油方法尤為重要。其主要方法有： 1.自噴采油

自噴采油的特點：油層具有的能量足以自噴。自噴井的地面設備簡單、容易管理、產量較高。

自噴原理：驅動力—地層中的各種壓力。驅動過程－先將原油從地層內推向井筒，若還有剩余的能量，再將原油舉升到地面。

自噴采油前的誘噴作業：完井時井內液柱壓力一般大于油、氣層壓力，加上鉆井和射孔過程中污染物的堵塞和阻礙，油、氣一般不能流入井筒內，更不能自動噴到地面。因此，采油之前一般要降低井簡內的液性壓力，清除堵塞油層的污物，使油、氣能夠暢流到地面。這種誘導作業過程稱作誘噴或誘流。

自噴采油的四種流動過程：地層滲流、垂直管流、嘴流、水平管流。2.機械采油

用專門的抽油裝置，將油井中的油液舉升到地面，以便保持井底和油層之間油液流動的壓力差，保證油氣源源不斷地流向井底。這種采油方式稱作機械采油或人工舉升采油。用于在低滲透、低壓力油層地區的采油。目前，我國的機械采油量占總采油量的80％

以上。其中有桿泵抽油或稱泵抽法是目前世界范圍內應用最廣的一種采油方法.當今,世界上有80%以上的油井用抽油方式進行生產;在國內也有60-70%的生產井為抽油井。它能適應任何油藏壓力,既能適應日產千噸以上的高產井,也能適應日產幾噸的低產井.而且傳統的桿式抽油裝置結構簡單,維修工作量小,因而得到了廣泛的應用。

機械采油的分類： 1）有桿泵采油

（1）常規抽油機——深井泵采油（2）地面驅動井下螺桿泵采油 2）無桿泵采油

（1）水力活塞泵采油（2）電動潛油離心泵采油（3）電動潛油螺桿泵采油 3）氣舉采油（1）連續氣舉（2）間歇氣舉

在技術高速發展的今天，為了能有效的解決有桿抽油系統的供排調問題，提高系統效率和油井潛能。但以目前通用的技術裝備水平，從設計到現場管理的各環節都很難解決。有桿泵智能控制系統針對該問題，整合了信息、自動化、智能化技術，建立了動液面回波的識別模型與計算方法以及配套的計算控制軟件，對包括油井動液面、示功圖在內的運行參數進行實時監測；對抽汲強度進行實時控制，從而解決抽油系統供排調問題。

1.構成及工作原理 1）實時監測部分

可實時監測油井動液面、示功圖及其它運行狀態參數。其中動液面檢測裝置由次聲波發訊裝置、次聲波接收裝置和數據采集接口組成。次聲波發訊裝置采用彈簧蓄能氣彈裝置作為發聲源，在設定的時間，用減速機壓縮彈簧蓄能，然后瞬間釋放，向油井環空發出功率為150KW的次聲波信號，反射回波由經-接收裝置放大后，經-過數字濾波、快速付立葉變換等一系列的軟件處理，轉化為有效數字信號，與示功圖及其它運行狀態參數信號一起經-數據采集接口輸入微處理器。

2）智能控制部分

由大容量微處理器和數據處理及控制軟件組成，其核心技術為建立動液面回波的識別模型與計算方法并編制了實現該計算方法的軟件。微處理器接受此聲波反射信號后，進行運算處理，確定液面深度，根據預設沉沒度發出調參指令。

3）執行部分

根據微處理器發布的控制指令對抽油機的運行參數進行實時調速，控制抽汲強度，實現供排調。通過預設的多功能接口電路板實現交流變頻調速、變極數電動機微分調速（256級）、機械式無級調速及滑差電機調速。

4）遠程通訊部分

借用GSM/GPRS網絡系統，實現了遠程對機械抽油井現場運行數據的采集、處理、數字無線傳輸、視頻監視并可進行調參等實時控制管理；其運行成本較低、工作可靠。

2.結論

1）有桿泵智能采油技術設計思路正確，關鍵技術先進，設備性能可靠，有較好的投資效益。

2）該技術整合了自動、信息、智能等多學科的新成果，是有桿采油系統優化技術的新發展。生產過程中，通過系統在線的不斷調整，使有桿泵沉沒度始終保持在合理的范圍內，最大限度挖掘油層潛力，使供排不調的矛盾得到較好解決。

3）建立的動液面回波的識別模型與計算方法以及配套的計算控制軟件經-實踐證明方法正確、準確度高。

4）實驗認為，該技術對低滲透油田提高系統效率，延長檢泵周期，節約電能都將起到很好作用。

經現場試驗，該技術實現了預期目標，在提高系統效率，延長檢泵周期，節約電能等方面都有很好效果，是有桿采油系統優化技術的新發展。

通過本期的學習，我對的石油工程的一些知識有了進一步的了解，包括：石油地質、鉆井、固井完井、油氣開采、增產增注、提高采收率、油層保護、油層儲運等。雖然自己有些東西學起來還有些困難，但在老師的幫助下，能基本解決。在此，要感謝學校提供了這個讓我學習石油工程的機會，以及張老師的精彩授課，讓我擴大了知識面，受益匪淺。

第四篇：石油工程概論考試復習知識點

石油被譽為工業的“血液”、機器的“糧食”。石油和天然氣是優質的能源、潤滑油料及化工原料，也是重要的戰略物資。有“國民經濟的血液”之稱。歐佩克成員國的石油儲量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列世界石油儲量之首。天然氣估算探明儲量為173.08萬億立方米,歐佩克成員國的天然氣儲量約占世界總儲量的52％。俄羅斯位列世界天然氣儲量之首。俄羅斯、伊朗和卡塔爾是世界三大資源國，證實儲量分別占世界總量的27.2％、15.8％和14.7％。(我國石油儲量)33億噸，占世界的2.3%，排名第11位；世界人均石油 23噸，我們只有2.5噸，占世界人均的11%；(我國天然氣儲量)3.5萬億立方米，占世界的2.5%，排名第20位；世界人均天然氣23200m3，我們只有1080m3，占世界人均的4.6%。油區：20多個{陸上（如大慶、勝利、遼河、新疆、華北大港、吉林四川、青海、塔里木、克拉瑪依、長慶、玉門、中原等）海上（如渤海、東海、南海東部、南海西部等）}

“加大石油天然氣資源勘探力度。加強油氣資源調查評價，擴大勘探范圍，重點開拓海域、主要油氣盆地和陸地油氣新區，“加快深海海域和塔里木、準噶爾、鄂爾多斯、柴達木、四川盆地等地區的油氣資源開發。“實施?走出去?的跨國經營戰略 ……”

石油的化合物組成 烴類化合物（即碳氫化合物）是石油主要成分，約占80％以上。含有氧、硫、氮的化合物（非烴化合物）有時可達30％。不利于石油的開采、煉制和加工。石油的元素組成由碳、氫兩種元素組成： 碳約占80％一88％； 氫約占10％一14％；氧、硫、氮約占0.3％一7％。石油中若碳、氫元素含量高，且碳／氫值低，則油質好；若氧、硫、氮元素含量高，則油質相對較差 石油組分組成：i油質ii膠質iii瀝青質iv碳質 石油的物理性質1顏色（石油一般呈棕色、褐色或黑色，也有無色透明的凝析油。）2密度 3粘度（地下采出的石油在提煉前稱原油。地層粘度大于50 mPa·S、密度大于0.92的原油稱為稠油。）4凝固點（原油失去流動性的溫度或開始凝固時的溫度稱為凝固點，原油中含蠟少，重組分含量低者凝固點低，利于開采和集輸。）5溶解性（石油難溶于水，但易溶于有機溶劑。石油可與天然氣互溶，溶有天然氣的石油，粘度小，利于開采。）6熒光性（石油在紫外線照射下會發出一種特殊的光亮，稱為石油的熒光性。借助熒光分析可鑒定巖樣中是否含有石油。）7導電性（石油為非導電體，電阻率很高，這種特性成為電法測井劃分油、氣、水層的物理基礎）天然氣的化學組成：甲烷(CH4)、乙烷（C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)天然氣無色，有汽油味，可燃。天然氣物理性質指其密度、粘度和溶解性。地球構造：地殼、地幔、地核。地殼由巖石組成，巖石依成因的不同可分為火成巖、變質巖和沉積巖三大類。

石油和天然氣生成在沉積巖中，絕大多數儲藏在它的孔隙、裂縫和溶洞里。沉積巖種類及特點：砂巖(碎屑巖)砂巖可作為油氣儲集層、泥巖（粘土巖）是分布最廣的沉積巖，約占沉積巖總量的60—70%，是重要的生油巖和油氣藏的蓋層、石灰巖（碳酸巖鹽）是重要的生油巖和儲集巖地質構造： 1背斜構造（是指巖層向上彎曲的褶曲，其核部地層比外圈地層老）2向斜構造（是指巖層向下彎曲的褶曲，其核部地層比外圈地層新）3單斜構造4斷層油氣藏：生油層中分散存在的石油或天然氣，當遇有適宜的圈閉地質構造時，便發生運移和聚集，形成油氣藏。油氣藏是同一圈閉內具有同一壓力系統的油氣聚集。種類：2地層油氣藏（由地層超覆儲油構造及地層遮擋儲油構造等所圈閉的油氣聚集）1構造油氣藏（由背斜儲油構造，以及斷層遮擋儲油構造等所圈閉的油氣聚集）3)巖性油氣藏聚集油、氣的構造稱為儲油構造。油氣田是指單一局部構造、同一面積內油藏、氣藏、油氣藏的總和。若該局部構造范圍內只有油藏稱油田；若只有氣藏稱氣田；在漫長的地質歷史時期內，不斷下沉接受沉積的地區稱為沉積盆地。具有油氣生成和聚集條件，并發現具有工業油氣藏的沉積盆地稱為油氣盆地。我國石油資源集中分布在渤海灣、松遼、塔里木、鄂爾多斯、準噶爾、珠江口、柴達木和東海陸架八大盆地；天然氣資源集中分布在塔里木、四川、鄂爾多斯、東海陸架、柴達木、松遼、鶯歌海、瓊東南和渤海灣九大盆地 油氣勘探方法和技術，即地面地質法、地球物理法{地球物理勘探（重力勘探、磁力勘探、電法勘探和地震勘探）和地球物理測井（視電阻率測井、微電極測井、自然電位測井、感應測井、聲波時差測井、放射性測井）}、遙感技術（間接找油法和直接找油法）和鉆探法。尋找油氣田任務：兩個大階段，四個小階段1.區域勘探（分為普查和詳查階段）2.工業勘探（主要任務是發現油氣田、查明油氣田。分為構造預探和油氣田詳探兩個階段）鉆井 石油鉆井：利用機械設備破碎巖石，建立地下油氣輸出通道。鉆井目的：獲取地下油氣水資源或地質資料。鉆井方法：頓鉆鉆井（最早方法）、旋轉鉆井、新方法（熔化及氣化法、熱脹裂法、化學反應法、機械誘導應力法）旋轉鉆井又分為轉盤鉆井、井下動力鉆具鉆井、頂部驅動旋轉鉆井。特點是：1）破巖與清巖相接進行。2）旋轉動力大，轉速高，破碎效率高。3）設備復雜，起下鉆繁瑣。鉆井分類 按鉆井深度分為:淺井鉆機、中深井鉆機、深井鉆機、超深井鉆機。按驅動設備分為:機械驅動鉆機（MD）、電驅動鉆機（ED）。按使用地區和用途分為:海洋鉆機、淺海鉆機、陸地鉆機、從式井鉆機、連續油管鉆機等…

鉆井設備簡介 陸上鉆機、連續柔管鉆機、海洋鉆井平臺

旋轉鉆井鉆機組成1動力系統（柴油機、發電機、傳動機構）動力裝置提供動力，傳動裝置將動力輸送給提升系統、旋轉系統、循環

系統使用，完成鉆井工作。2旋轉系統（水龍頭、轉盤、轉盤方補心、方補心、方鉆桿、鉆柱、鉆頭）由鉆盤提供轉矩，帶動鉆具轉動，完成鉆進工作。、提升系統（井架、絞車、鋼絲繩、天車、游動滑車、大鉤）在井架的支撐下，由絞車控制復滑輪系統的升降，完成鉆井需要的各種提升工作。3循環系統（泥漿泵、立管、水龍頭、方鉆桿、鉆柱、鉆頭、環空、出口管線、震動篩、除氣器、除砂器、除泥器、泥漿罐）鉆井時，泥漿泵將泥漿池中的泥漿泵入水龍帶和鉆柱，從鉆頭的噴嘴噴出，然后攜帶著井底鉆下的巖屑，從鉆柱和井眼之間的環形空間上返，再經防噴器通道到達泥漿返回管線，最后由振動篩等除去巖屑，然后，回到泥漿池循環利用。4井控系統（球型防噴器、旋轉防噴器、閘板防噴器、方鉆桿旋塞、壓井管匯）5控制系統（機械控制、電控、氣控、液控和混合電液控）鉆井工藝過程1鉆前工程（定井位、道路勘測、基礎施工）2設備安裝（設備拆卸、豎井架、安裝設備、設備校正、試運行）3開鉆4正常鉆進5固井（工藝過程：井眼準備；下套管；注水泥、侯凝）6完井（鉆開產層；確定完井方式；安裝井底、井口裝置；試油）固井的目的：鞏固井壁，隔離復雜地層；安裝井口裝置；封隔油、氣、水層，防止互竄。鉆井液（鉆井的血液）的功能：軟化地層、幫助破巖；懸浮和攜帶巖屑；清洗井底、提高破巖效率；平衡地層壓力、防止井噴；保護井壁、預防垮塌；傳遞動力到井底；冷卻和清洗鉆頭；傳遞井下信息；鉆井液的性能：密度；流變性（粘度、切力）；失水造壁性（失水、泥餅）；潤滑性、散熱性、抑制性。鉆井液類型：液體（水基、油基鉆井液）、氣體（空氣、天然氣、氮氣）、氣-液混合物（泡沫、充氣鉆井液）。常用鉆井液：淡水鉆井液、鹽水鉆井液、鈣處理鉆井液、低固相鉆井液、聚合物鉆井液、混油鉆井液。鉆井液的主要成分：連續介質（水；油；氣）；分散相（粘土；水；氣）；處理劑（密度；流變性；失水造壁性；PH值；潤滑性；抑制劑）鉆井工藝技術1常規鉆井（噴射鉆井工藝：將鉆井液泵能發出的功率盡可能多的傳遞至鉆頭，并轉換為射流水力能，以幫助破巖與清洗井底。鉆具：鉆頭、接頭、鉆鋌、鉆桿、扶正器）2取心鉆井（目的：獲取地下巖樣，以供分析巖石特性，為鉆、采工藝提供依據。工具：取心鉆頭、巖心抓、巖心筒）3斜井、定向井（用于海上鉆采；地面條件受到限制的情況下：油田在城市建筑、文化古跡、湖泊、沼澤等難以建立井場的位置下方；油藏（層）地質條件不適宜鉆直井；原井報廢的情況下：鉆“側鉆井”、“救援井”等。定向鉆井是根據地面、地下條件及特殊的目的，經專門的設計和施工，使井眼軌跡按預定方向(并非垂直)鉆達目的層位，解決常規直井不能解決的問題的一類特殊鉆井）、水平井（大曲率、中曲率、小曲率半徑水平井）4欠平衡鉆井（制氮設備、旋轉防噴器、氣液分離設備、放噴節流管匯）造斜方法1井底動力鉆具（井下馬達）造斜法（渦輪鉆具、螺桿鉆具、電動鉆具）2轉盤鉆具造斜（鉆具組合配扶正器）包括變向器、射流鉆頭、扶正器組合。造斜工具：變向器、彎接頭、彎鉆鋌、井下動力鉆具。鉆井事故：井噴、井塌、井漏、卡鉆、解卡技術：浴井解卡（泡油、泡水、解卡劑浸泡）；使用震擊器；套銑倒扣。堵漏技術：起鉆靜置；水泥堵漏；橋塞劑堵漏；化學凝膠堵漏；特殊堵漏技術（尼龍袋、金屬異型管）井下鉆柱部件：鉆鋌、接頭、穩定器、鉆頭、鉆桿、方鉆桿。常用鉆頭：刮刀鉆頭、取心鉆頭、牙輪鉆頭、PDC鉆頭 井噴預兆： 鉆井速度加快（有放空現象）；鉆井液循環池液面上升；鉆井液性能改變；環空鉆井液返速增加、有井涌現象。井噴控制：溢流及時關井、據關井井口壓力計算井底壓力、算壓井鉆井液密度、環鉆井液排出溢流，恢復井底壓力 井塌現象：返出巖屑多而雜，且棱角園滑；泥漿密度、粘切升高，泵壓不穩或蹩泵；鉆進蹩跳嚴重、接單根下不到底、起鉆有阻卡；下鉆遇阻頻繁、下鉆下不到底、劃眼困難、甚至越劃越淺。井塌的原因：鉆井液液柱壓力過低；泥頁巖地層水化膨脹或分散；鉆具刺漏；起下鉆抽吸壓力大，或發生井噴。井塌的防治：測定地層壓力剖面；合理的井身結構；適當的鉆井液密度；采用防塌鉆井液。井漏的類型：滲透性漏失、裂縫性漏失、溶洞性漏失。井漏原因：地質因素、人為原因（如泥漿比重大、下鉆速度快、開泵過猛）井漏現象：泥漿池液面降低，井口返出泥漿量明顯減少 卡鉆的原因與類型：泥餅粘附卡鉆（壓差卡鉆）；井塌卡鉆；沉砂卡鉆；縮頸卡鉆；鍵槽卡鉆。固井和完井 井身結構的內容包括：導管、表層套管、中間套管、油層套管、固井是用無縫鋼管和水泥封固井壁的過程。其作用有：封固地表疏松地層；封堵易塌易漏等復雜地層；封隔不同壓力的地層；封隔油、氣、水層；安放井口裝置。套管串組成：引鞋、旋流短節、回壓凡爾、套管、生鐵圈、套管、扶正器、升高短節 單級注水泥：循環、注隔離液、注水泥、頂膠塞、替泥漿、碰壓、關井侯凝；雙級注水泥：注水泥、頂下膠塞、替泥漿、頂中膠塞、替泥漿、打開循環孔、注水泥、頂上膠塞、替泥漿、碰壓（關循環孔）、侯凝。注水泥設備：水泥頭、膠塞、管匯、灰罐、混漿漏斗、水泥車、混合池 對固井質量的要求：套管有足夠的強度（能承受井下各種外力作用，抗腐蝕、不斷、不裂、不變形）2水泥環有可靠的密封（環空封固段不竄、不漏、膠結良好，能經受高壓擠注的考驗）完井工藝過程：鉆開產層、安裝井底（完井方式）、井口裝置、射孔、酸化（可選項）、誘導油氣流、試油。常用完井方式：裸眼完井、射孔完井、防砂完井。計量方法：計量標定罐、刮板流量計、渦輪流量計（油井）孔板流量計、渦輪流量計（氣井）一口井從上往下是由井口裝置、完井管柱和井底結構三部分組成。井口裝置：關閉和控制井中流體流出的設備，用于有效地密封井口，以避免井中流體噴出或泄漏。井口裝置包括套管頭、油管頭和采油（氣）樹三部分。試油工藝由誘導油、氣入井和完井測試兩部分組成。試油概念：對可能出油、氣的生產層，在降低井內液柱壓力的條件下，誘導油、氣入井，然后對生產層的油、氣、水產量、地層壓力及油氣物理、化學性質進行測試的整套工藝技術（或作業過程），稱為試油。油氣開采 油氣開發的基本目的：盡可能多的開采出地層深處的油、氣資源。提高采收率，降低成本。采收率：油田開發結束后，累積的采油量與實際的儲油量之比。采油方法分類（1.自噴采油2.機械采油）自噴井采出原油：驅動力—地層中的各種壓力。驅動過程－先將原油從地層內推向井筒，若還有剩余的能量，再將原油舉升到地面。自噴采油存在四種流動過程：（地層滲流、垂直管流、嘴流、水平管流）用專門的抽油裝置，將油井中的油液舉升到地面，以便保持井底和油層之間油液流動的壓力差，保證油氣源源不斷地流向井底。這種采油方式稱作機械采油或人工舉升采油。有桿泵采油{在抽油的過程中，抽油機驢頭將帶動抽油桿及活塞上下運動，每上下運動一次，稱為“一個沖程”,也稱“一個抽汲周期”。在一個沖程中，深井泵完成一次井筒進油和井口排油的全過程。}和無桿泵采油{地面動力液→中心油管→井下液馬達→帶動抽油泵的柱塞作往復運動→固定閥和游動閥交替打開和關閉，實現吸油和排油動作→廢動力液和抽吸的原油，一起從油、套管環形空間排到地面，通過井口四通閥進入地面輸油管道。}電動潛油離心泵系統中的潛油電動機（為離心泵提供動力）、多級離心泵（將機械能轉換為液能，提高油井液的壓頭，并將其舉升到地面）、保護器（起著補償漏油和電機平衡室的作用）、油氣分離器（用于分離井液中的游離氣體，并使游離氣體進入油、套管環形空間）電動潛油離心泵采油（是一種比較經濟有效、特別適用于海上油井和高產油井的機械采油方法，可以從較深的不同狀況的油井中大量提取地層液。）與電動潛油螺桿泵采油（螺桿泵、保護器和潛油電機等。適用于含砂、含蠟、稠油的油井開采。）氣舉法采油是應用壓縮機等機械手段，將經脫氧的空氣、氮氣或二氧化碳氣等注入油管或油、套管環形空間，并經過油管將井液舉升到地面的一種采油方法。排水采氣（優選管柱排水采氣、泡沫排水采氣、氣舉排水采氣、游梁抽油機排水采氣、電潛泵排水采氣、射流泵排水采氣）采氣工程是從氣井完井投產到集輸處理的整個氣田開發的采氣工藝方案設計和工藝技術的總稱。主要任務是：完井及試油作業、天然氣生產、增產措施及作業、井下作業與修井、地面集輸與處理

提高采收率 影響采收率的因素有兩個方面（油藏地質因素：油藏類型：如構造、巖性、裂縫性油藏等；天然能量及其可利用程度：如邊水、底水、氣頂等；儲層物性及其非均質性：如孔、滲、飽；孔隙結構；潤濕性；流體物性：如原油粘度、凝固點、油水粘度比等、人為因素：開發方式、井網密度及開發調整；開采工藝技術水平；提高采收率方法的應用規模及效果）提高途徑：改善流體的物理化學性質。方法：主要包括為四大類（熱力采油、混相驅油、化學驅油、微生物驅）注水驅油是因封隔器損壞，致使上部水層的水進入油層，導致該井停產。但是，其周圍井的產量卻上升了。注水采油的實質是保持和提高油層的能量，用水驅油。注水采油采收率（砂巖油層經注水后采收率可達28～87% ；碳酸鹽巖油層經注水后采收率可達60～80%）影響水驅油采收率的因素（孔隙結構；巖石潤濕性；原油性質；界面性質）常用的注水方式（邊緣注水（邊外注水、邊內注水）切割注水、面積注水）邊緣注水適用條件：油田面積不大、構造比較完整、油層穩定，邊部和內部連通性好、油層滲透率高，特別是在注水井的邊緣。切割注水適用條件：油藏面積大，分布穩定，注水井可以排列形成完整的切割水線；切割區注水井和采油井有良好的連通性。面積注水適用條件：油藏面積大，構造不完整，油藏非均質性強；適用于后期開發調整的強化開采及高速開采。早期注水（地層壓力還沒降到飽和壓力之前及時注水，使地層壓力始終保持在飽和壓力之上。特點：投資較大，投資回收期長，不適用于原始地層壓力高，而飽和壓力低的油田。）、中期注水（投產初期依靠天然能量開采，當地層壓力下降到低于飽和壓力后，在油氣比上升到最大值前注水。特點：投資少，經濟效益好，能保持較長穩產期。適用于地層壓力和飽和壓力差較大，天然能量較大的油田。）晚期注水（地層壓力逐漸降到飽和壓力以下，溶解氣析出，油藏驅動方式改為溶解氣驅，在溶解氣驅之后注水。特點：油田產量不能保持穩產，自噴開采期短，不適用于原油粘度和含蠟量較高的油田。）油田注水的主要流程（水源凈化系統、注水站、配水間及注水井等）對水源要求：水量充足、水質符合油田注入水標準。主要指標要求：即應嚴格控制水質中的懸浮固體含量、含油量、菌類數量及腐蝕性等項指標，使得水質無雜質沉淀、化學穩定性好、對設備的腐蝕性小，同時有良好的洗油能力。注水站是油田注水系統的心臟部分，其作用是根據對注水壓力的需求，使經過凈化處理后的水升壓，并輸送至配水間。目前的注水系統有：1)以離心式注水泵為主的大站系統2)以柱塞式注水泵為主的小站系統3)增壓注水系統4)簡易注水系統配水間是控制、調節各注水井注水量的操作間，一般可分為單井配水間和多井配水間。

注聚合物驅油實際上是一種把水溶性聚合物（如聚丙烯酰胺）加到注入水中。以增加注入水黏度的方法，它是一種改善的水驅方法。聚合物驅油的適用性（注水的流度比較大（2～20）、油層溫度不高于120～150℃、油層不存在大裂縫和溶洞、水驅尚未產水或產水不多的油層）聚合物驅油的影響因素（聚合物分子結構、水解度、聚合物溶液濃度、溶劑性能、溶液含鹽量）注表面活性劑溶液驅油，表面活性劑的特性（界面吸附、降低界面張力、形成膠束）表面活性劑的作用（潤濕作用、乳化作用、起泡作用、增溶作用）蒸汽驅主要用于稠油油藏，利用蒸汽加熱使稠油粘度降低，流動性能改善，從而提高采收率。蒸汽驅的兩個階段（蒸汽吞吐、蒸汽驅）采收率=波及系數×洗油效率

保護油氣層 保護油氣層的重要性（資源有限且不可再生、供求缺口大、采收率低、有利于油氣田的發現、有利于提高油氣產量、有利于長期穩產和增產）保護油氣層的含義：保持油氣層的原始狀態，防止地層損害。保護油氣層的主要工作（地層巖石和流體性質分析與測試；地層損害評價室內實驗；油氣層損害機理分析和系統保護方案設計；鉆井、完井、油氣開采過程中保護油氣層技術；油氣層損害現場診斷和礦場評價技術；保護油氣層總體效果評價和經濟效益綜合分析技術）地層損害的內部原因(巖石的孔隙結構、油氣層中的敏感性礦物、地層中流體的性質)地層損害的外部因素(外來固體進入地層、外來液體進入地層、壓力溫度等環境條件改變)地層損害的主要影響因素(固相侵入、粘土水化膨脹、微粒運移、形成無機或有機沉淀、賈敏效應或水鎖、形成乳狀液增加流動阻力、改變地層潤濕性或油氣水分布)巖心分析的技術方法（X射線衍射、掃描電鏡、薄片技術、壓汞實驗、紅外光譜、CT掃描）室內評價試驗（敏感性評價試驗、工作液評價實驗）礦場評價技術（試井評價、產量遞減評價、測井評價）

礦場油氣集輸流程（指將各井生產出的石油和天然氣進行收集、計量、輸送和初加工的全過程的順序。）油氣分離和穩定（原油和天然氣的分離、原油的凈化、原油的穩定、天然氣的凈化和輕油回收、油田污水處理）油氣分離方式（一次脫氣（接觸分離）：一次或幾次將系統的壓力降到指定的脫氣壓力，但在油氣分離過程中分離出來的氣體與油始終保持接觸，系統的組成不變。多次脫氣（多級分離）：多次將系統的壓力降到指定壓力，每一次降壓后，分離出來的氣體都從容器內排出，使氣液分開，即脫氣是在不斷降壓、不斷排氣，系統組成也在不斷變化。）原油穩定（原油穩定是通過一系列工藝措施，比較完全的從原油中脫除所含的揮發性強的輕烴，降低原油的揮發，保持原油穩定，以減少原油在集輸和儲運過程中的揮發損耗。大罐抽氣法、閃蒸穩定法、原油分餾穩定法、負壓穩定法）污水來源（含油污水或原水：油水分離后污水。洗井水：注水井反沖洗產生的污水）凈化采出水回注（目的是保持油藏壓力）注水開采的優點（含有表面活性劑，具有洗油功能；注入的含鹽凈化采出水與油層的泥土 接觸，不降低油層滲透性。提高井底壓力；較高溫度的凈化采出水具有洗油功能；防止地表污染。）凈化采出水的要求（化學組分穩定，不形成懸浮物；嚴格控制機械雜質和含油；有高洗油能力；腐蝕性小；盡量減少采出水處理費用）污水處理技術（回注水、生化處理）熱沉降脫水的主要設備是沉降罐（通過加熱降低或削弱油水界面膜的強度，增加水滴的碰撞機會，破壞原油乳狀液的穩定性。通過加熱增大油水密度差，加快水滴沉降速度。通過加熱降低原油黏度，加快水滴沉降）采出水的防垢（用防垢劑：無機磷酸鹽、有機磷酸、聚丙烯酸聚合物）、緩蝕（降低水的腐蝕性，常用緩蝕劑：鉻酸鹽、鋅鹽、聚磷酸物、硅酸鈉、有機磷酸鹽和有機胺類）、殺菌（殺菌劑，無機和有機兩類）和密閉（降低溶解氧濃度）氧是污水處理系統重要腐蝕因素。目前油田上油、氣的計量分為三級（一級：油田外輸計量。二級：聯臺站(處理場)內部交接計量。三級：油井計量站計量）油氣水的兩相分離（在外力作用下，使密度不同的兩相發生相對運動而實現分離的操作稱為沉降。根據外力的不同，沉降分為重力沉降和離心沉降。因此兩相分離器又分為重力式和離心式。）天然氣脫水的方法（低溫冷凝法、溶劑吸收脫水法、固體吸附脫水法）天然氣中或多或少含有硫化氫（H2S）、二氧化碳（CO2）和有機硫化合物等酸性氣體。天然氣脫硫（干法和濕法兩大類；在習慣上將采用溶液或溶劑作脫硫劑的方法統稱為濕法，將采用固體作脫硫劑的脫硫方法統稱為干法。就其作用機理而言，可分為化學溶劑吸收法、物理溶劑吸收法、物理—化學吸收法、直接氧化法、固體吸收/吸附法及膜分離法等）從天然氣中脫硫裝置出來的酸氣主要含有H2S、CO2和H2O以及少量CH4等烴類。硫磺回收（酸氣生產單質硫普遍采用氧化催化制硫法，通常稱之為克勞斯(Clous)法。在天然氣工業中隨酸性氣體的組成不同，又有不同的制硫方案,即所謂單流法、分流法硫磺回收工藝）單流法的硫回收率較高，可達95%左右。輕烴回收（輕烴回收工藝主要有三類：油吸收法；吸附法；冷凝分離法。當前，普遍采用冷凝分離法實現輕烴回收。利用原料氣中各組分沸點不同，冷凝溫度不同的特點，在逐步降溫過程中，將沸點較高的烴類冷凝分離出來。該法的特點是需要提供足夠的冷量使氣體降溫。冷量有用冷劑制冷的，有用氣體膨脹制冷的，或者聯合應用兩種制冷工藝的。根據所提供冷量的級位可將其分為淺冷和深冷）冷量可有兩種冷源產生，即外加冷源，膨脹機自身制冷。工藝流程（原料氣預處理-除油、游離水和泥砂；原料氣增壓、凈化、冷凝分離、制冷、凝液的穩定與切割、產品儲罐）目的：降低氣體露點

增產增注 油氣井產量的主要影響因素（產層的能量(壓力)、產層的滲透性、流體的流動性能）水力壓裂是利用地面泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，在井底蹩起高于地層強度的壓力，使井底附近地層產生裂縫。壓裂液作用：傳遞和施加壓力，使地層破裂；加砂壓裂。壓裂液是一個總稱，根據其在壓裂過程中的任務不同可分為前置液（破裂地層、造縫、降溫作用。一般用未交聯的溶膠。）、攜砂液（攜帶支撐劑、充填裂縫、造縫及冷卻地層作用。必須使用交聯的壓裂液(如凍膠等)）和頂替液（中間頂替液：攜砂液、防砂卡。末尾頂替液：替液入縫，提高攜砂液效率和防止井筒沉砂）類型（水基壓裂液、油基壓裂液、酸基壓裂液、多相壓裂液）支撐劑性能要求：粒徑均勻、密度低、強度高、圓球度高、雜質少、貨源廣、價廉。支撐劑常用類型：天然砂、人造支撐劑、樹脂包層支撐劑壓裂設計主要內容：裂縫幾何參數優選及設計；壓裂液類型、配方選擇及注液程序；支撐劑選擇及加砂方案設計；壓裂效果預測和經濟分析等。壓裂工藝過程（循環？試壓、試擠、壓裂、加砂、替擠、反洗）壓裂設備與材料（壓裂車；壓裂液罐車；供砂車；支撐劑）酸化的原理是利用酸液對巖石膠結物或地層的孔隙、裂縫內的堵塞物的溶解和溶蝕作用，恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。有酸洗、基質酸化和壓裂酸化三種工藝。酸化反應影響因素（接觸面積、酸液類型與濃度、流速、溫度、壓力）酸化壓裂：用酸液作為壓裂液實施不加支撐劑的壓裂。壓裂后通過酸液的不均勻溶蝕作用，防止卸壓后裂縫愈合。主要用于碳酸鹽巖地層。技術措施：酸液的濾失、降低反應速度。酸化工藝（選井選層、確定酸化方式、方案設計與施工、殘酸返排）酸化施工（將酸化管柱下到預定位置，裝好井口。接好地面注酸管線，并進行試泵；配制酸液。一般在配酸站配制好拉到井場；擠注酸液。反排。自噴或人工排液）地層出砂的危害（使井下和地面設備嚴重磨蝕，增加維修工作量和生產成本；造成砂卡、砂埋油層或井筒砂堵，導致停產；出砂嚴重時會引起井壁坍塌、套管擠毀甚至油井報廢）地層出砂的原因（地層巖石膠結強度低；地應力作用；開采工藝措施不當：壓差過大、流速過大）防砂工藝（機械防砂 篩管防砂 礫石充填防砂 礫石預充填篩管；化學防砂；焦化防砂；砂拱防砂）清砂方法(1)沖砂（2）撈砂。沖砂方式：正沖砂（沖管沖砂）；反沖砂；正反沖砂；聯合沖砂。結蠟：溫度低于原油析蠟點時，蠟以結晶形式析出，隨著結晶長大，蠟晶體沉積于管道和設備表面；結蠟的影響因素：原油組分、壓力和溶解氣油比、水和機械雜質含量、流動速度、管壁粗糙度及表面性質。防蠟方法1）阻止蠟晶的析出2）抑制石蠟結晶的聚集3）創造不利于石蠟沉積的條件。清蠟方法：機械清蠟、熱力清蠟（熱流體循環清蠟、電熱清蠟、熱化學清蠟）、冼井清蠟車。油井出水來源（注入水及邊水、底水、上層水、下層水及夾層水）油井防水措施：應以防為主，防堵結合 油田開發階段：開發準備階段、開發設計和投產、開發調整和完善；投產階段、穩產階段、產量遞減階段、低產階段 一次采油階段（利用油藏自然能量進行開采）二次采油階段（補充并保持地層壓力（注水）開采）三次采油階段（進一步改善驅油方法提高采收率）油氣開發的基本目的：盡可能將儲存在油、氣層深處的油、氣開采出來，提高采收率，降低成本。在油田的整個開發過程中，需要根據產量、地層壓力、含水量、油氣比、采油速度等主要開發指標的變化，采取相應的工藝技術措施，以達到增產、穩產，最大限度的提高采收率的目的。

第五篇：石油工程概論

《石油工程概論》

中國石油大學（北京）

一、綜述題

1.闡述井身結構的主要內容，說出各內容所包括的具體知識，并畫出基本的井深結構圖。知識點提示：井深結構的主要內容包括套管的層次、各層套管下入深度、相應的鉆頭直徑、套管外水泥返高等，請詳細列出各內容所包含的具體內容，并畫出簡單的井深結構圖。

答：井身結構是指由直徑、深度和作用各不相同，且均注水泥封固環形空間而形成的軸心線重合的一組套管與水泥環的組合。包括井中套管的層數及各種套管的直徑、下入深度和管外的水泥返深，以及相應各井段鉆進所用鉆頭直徑。井身結構是鉆井施工設計的基礎。

（一）井身結構的組成及作用

井身結構主要由導管、表層套管、技術套管、油層套管和各層套管外的水泥環等組成。

1.導管：井身結構中下入的第一層套管叫導管。其作用是保持井口附近的地表層。

2.表層套管：井身結構中第二層套管叫表層套管，一般為幾十至幾百米。下入后，用水泥漿固井返至地面。其作用是封隔上部不穩定的松軟地層和水層。

3.技術套管：表層套管與油層套管之間的套管叫技術套管。是鉆井中途遇到高壓油氣水層、漏失層和坍塌層等復雜地層時為鉆至目的地層而下的套管，其層次由復雜層的多少而定。作用是封隔難以控制的復雜地層，保持鉆井工作順利進行。

4.油層套管：井身結構中最內的一層套管叫油層套管。油層套管的下入深度取決于油井的完鉆深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油氣層頂部100～150米。其作用封隔油氣水層，建立一條供長期開采油氣的通道。

5.水泥返高：是指固井時，水泥漿沿套管與井壁之間和環形空間上返面到轉盤平面之間的距離

（二）相關名詞及術語

1.完鉆井深：從轉達盤上平面到鉆井完成時鉆頭所鉆井的最后位置之間的距離。

2.套管深度：從轉盤上平面到套管鞋的深度。

3.人工井底：鉆井或試油時，在套管內留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是從轉盤上平面到人工井底之間的距離。

4.水泥塞：從完鉆井底至人工井底的水泥柱。

2002年12月29日，渤海四號平臺在印尼SURABAYA海域KE38-1井的12-1/4”井眼鉆進作業中，鉆至井深4169ft。此時正好35柱鉆桿鉆完，劃眼過程中各種參數正常。17:54停泵，開始接立柱，17:59分立柱接完后，井口兩名鉆工提出卡瓦。18:00開泵泵入稠泥漿，當地鉆工KAREL在蓋轉盤鉆桿防磨板時發生井噴，轉盤小補芯和鉆桿防磨板瞬時飛出，領班立即停泵，關閉上閘板防噴器，發出警報。觀察套壓，1400psi，鉆桿壓力0psi（鉆具內有單流閥）。隨后進行壓井作業。于此同時，電器人員切掉鉆臺附近電源，機艙啟動消防泵，平臺進入井噴應急狀態。經提高壓井泥漿比重從8.5PPG至9.4PPG將井壓住，恢復作業。

危害：某鉆工的右手掌被飛出的轉盤小補芯擊傷。事故原因：

1、預計高滲地層提前500ft，未預測到存在高壓層；

2、直至接立柱前的鉆進中未發現任何井涌顯示，使人員產生麻痹；

3、泥漿比重偏低，8.5至10.1PPG；

4、氣測人員發現異常，但沒有通知鉆臺和監督；

5、接立柱時由于停泵后，返出流量計被堆積巖屑墊高，不能回零，因此給溢流的判斷造成失誤。

6、轉盤小補芯沒有鎖銷,造成被強大的井噴流體頂出。

造成的危害：延誤工期，并且某鉆工的右手掌被飛出的轉盤小補芯擊傷。預防措施：

1、經常調校井口返出流量計，避免判斷失誤；

2、提高人員的井控意識，接立柱時安排專人觀察井口返出，增強防范手段；

3、要求氣測人員將鉆井參數的異常變化及時通知鉆臺；

4、在平臺范圍內展開學習討論，同時加強井噴應急程序的訓練。

中國石油的二次開發是一項戰略性的系統工程,是“油田開發史上的一場革命”,是近期主要任務之一。經初步研究,中國石油二次開發一期工程預計增加可采儲量9.1億噸。所謂油田二次開發,是指當油田按照傳統方式開發基本達到極限狀態或已接近棄置的條件時,采用全新的概念和新的“三重”技術路線,對老油田實施二次開發,重新構建油田新的開發體系,實施再開發,大幅度提高油田最終

采收率,最大限度地獲取地下油氣資源,并實現安全、環保、節能、高效開發。

簡言之,二次開發的對象是“老油田”,條件是“傳統的方式開發基本達到極限狀態或已接近棄置的油田”,觀念是“全新的”開發觀念,中心工作是“重新構建油田新的開發體系”,目的是“大幅度提高油田最終采收率”,最大限度地獲取地下油氣資源,效果體現在“安全、環保、節能、高效開發”上。老油田二次開發的根本宗旨是建設“科技油田、綠色油田、和諧油田”,其思路也可以擴展到老氣田上

二次開發與傳統的開發相比，其最大變化和最大難點，就是要面對已開發了20年以上的老油田，而這些油田剩余油高度分散，油水關系及其復雜，總體上表現出“兩低”、“雙高”和“多井低產”的極難特點。要采用不同于傳統的開發理念，才能走出油田開發的新路。

遼河、克拉瑪依、玉門等油田“二次開發試點”的初步成果表明:二次開發可在老油田分批次逐步推廣,是老油田再生的一條全新出路;二次開發可以創造可觀的經濟效益。初步預測中國石油二次開發一期工程可增加可采儲量9.1億噸(約合66.43億桶),按油價80美元/桶計算,可實現產值41608億元;按照2006年的納稅方法計算,可為國家創造稅收18376億元。

“二次開發”還可以從根本上改變目前老油田的開發面貌，提高采收率并創造巨大的經濟價值，是當前中國石油油田開發的一項戰略性的舉措，同時，也是一項戰略性的系統工程，對于中國經濟的快速發展，實現“小康社會”目標，極具資源保障的戰略意義。老油田是個寶，老油田“煥發青春”是當今國際石油行業的熱門課題，國外公司在老油田的投入約占開發投資的70％以上，以實現老油田的長時間可持續開發。老油田采收率超過70%已經不是神話，大慶油田、峽灣油田、克恩河油田已經接近證實。

石油工程學的基礎是十九世紀九十年代在加利福尼亞建立的。當地聘用了一些地質學家來探查每口油井中產油區與水區之間的聯系，目的是防止外部水進入產油區。從這時開始，人們認識到了在油田開發中應用技術的潛力。“美國采礦與冶金工程師學會”(AIME)于1914年成立了石油技術委員會。1957年，AIME改名為“美國采礦、冶金和石油工程師學會”。石油工程是對石油資源進行開發、使用、研究的一種系列工程，主要針對油氣田的工程建設，如油氣鉆井工程、采

油工程、油藏工程等，下面就三大工程談一下自己的認識。

一、對鉆井工程的認識

鉆井是石油工業的龍頭，鉆井工程是油氣勘探開發的主要手段，鉆井工程的實施對于油氣勘探開發的成敗起著決定性的作用。作為勘探開發的重要一環，合理的鉆井工藝、適用的鉆井技術和完井方法是提高油氣勘探成功率、發現油氣田、提高產量、提高采收率，推動并實現油氣田勘探開發經濟目標的重要保證。

（一）石油鉆井是指利用專業設備和技術，在預先選定的地表位置處，向下或一側鉆出一定直徑的孔眼，一直達到地下油氣層的工作。

（二）從鉆井發展過程來看，鉆井方式主要有四種：人工掘井、人工沖擊鉆、機械頓鉆、旋轉鉆。

（三）鉆井施工工序主要包括：鉆前施工、鉆井施工、完井施工。

（四）鉆井新技術主要包括：

1、定向井、水平井、大位移井技術；

2、分枝井技術；

3、深井、超深井、特超深井；

4、深海鉆井；

5、欠平衡鉆井技術；

6、小井眼鉆井技術；

7、地質導向鉆井技術；

8、撓性連續管鉆井技術；

二、對采油工程的認識

采油工程是油田開采過程中根據開發目標通過生產井和注入井對油藏采取的各項工程技術措施的總稱。它所研究的是以提高油井產量和原油采收率的各項工程技術措施的理論、工程設計方法及實施技術。

采油工程的任務是通過一系列可作用于油藏的工程技術措施，使油、氣流入井底，并高效率地將其舉升到地面進行分離和計量，其目的是經濟有效地提高油井產量和原油采收率。

采油方法是指將流入井底的原油采到地面所采用的工藝方法和方式。采油方法分為自噴采油和人工舉升采油。

自噴采油是利用油層本身的能量將原油舉升到地面的方式。人工舉升采油主要包括：氣舉采油、有桿泵采油和無桿泵采油氣舉采油是利用從地面向井筒注入高壓氣體，將原油舉升至地面的一種人工舉升方式，該方式主要適用于高產量的深井、油氣比高的油井、定向井和水平井。有桿泵采油：由抽油機、抽油桿、抽油泵和其它附件組成。抽油機包括游梁式抽油機和無游梁式抽油機兩種。其工作原理是：工作時動力設備將高速旋轉運動通過減速箱傳遞給曲柄，帶動曲柄低速旋轉，曲柄通過連桿帶動游梁作上下擺動，掛在驢頭上的懸繩器通過抽油桿帶動井下深井泵作上下往復運動，把原油抽到地面。

無桿泵采油：電潛泵電動機和泵一起下入油井內液面以下進行抽油的井下采油設備。增產措施：水力壓裂、酸化、酸化壓裂。水力壓裂是用壓力將地層壓開一條或幾條水平的或垂直的裂縫，并用支撐劑將裂縫支撐起來，減少油氣的流動阻力，溝通油、氣、水的流動通道，從而達到增產增注的目的；酸化是利用酸液溶解巖石中的所含鹽類物質的特性，擴大近井地帶油層的孔隙度，提高地層滲透率，改善油氣流動狀況，以增加油氣產量的一種增產措施；酸化壓裂是依靠酸液對裂縫壁面的不均勻溶蝕產生的一定導流能力。

三、對油藏工程的認識

油藏工程的主要內容：研究油藏內流體性質和流體運動規律的方法。一般包括油層物理、油氣層滲流力學、試井解釋、數值模擬、油藏動態分析方法等。主要包括以下幾個方面：開發方案設計、水驅油理論基礎、開發動態分析、油藏動態監測與調整。最后，石油工程專業就業前景堪為樂觀。石油作為一種重要的能源，可以說是現代經濟的血液。我國是石油消費大國，同時又是世界排名第五的石油生產大國。石油工業作為一種基礎工業，需要大量的技術人才。石油生產領域具有科技含量高、技術性強的特點。隨著生產的發展和石油企業人員的不斷更新，在石油生產管理與技術應用方面，將需要大量的具有較高科學文化素質和職業技能的高級技術應用型人才，所以我要學好石油工程各項技術，更好為我國油氣田發展做出自己的貢獻。