采油工程（张琪）
第一章：油井流入动态与井筒多相流动计算
油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油能力。
动态曲线：表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。
三种流动状态：地层渗流（地层到井底）
井口多相管流（井底到井口）
地面水平或倾斜管流（井口到分离器）
采油指数：单位生产压差下的油井产油量。（单相流动时的IPR曲线为直线，其斜率的负倒
数便是采油指数）
流动效率FE：该井的理想生产压差与实际生产压差之比。
油井的不完善：打开性质不完善井；打开程度不完善井；双重不完善井
S=0,FE=1 完善井
S1 超完善井
S>0,FE
单相液流：当油井的井口压力高于原油的饱和压力时井筒内的液流
气液两相流动：当自喷井的井底压力低于饱和压力时
泡流：在井筒中从低于饱和压力的深度起，溶解气开始从油中分离出来，这时，由于气量少，
压力高，气体都以小气泡分散在液相中，气泡直径相对于油管直径要小很多，这种结构混合
物的流动称为泡流。
滑脱：由于油、气密度的差异和泡流的混合物的平均流速小，因此，在混合物向上流动的同
时，气泡上升速度大于液体流速，气泡将从油中超越而过，这种气体超越液体上升的现象称
为滑脱。
泡流的特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力的影响
不大；滑脱现象比较严重。
段塞流：当混合物继续向上流动时，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合成大气泡，
直到能过占据整个油管断面时，在井筒内将形成一段油一段气的结构，这种混合物的流动称
为段塞流。
环流：随着混合物继续向上流动，压力不断下降，气相体积继续增大，泡弹状的气泡不断加
长，并逐渐由油管中间突破，形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。
雾流：在油气混合物继续上升过程中，当压力下降使气体的体积流量增加到足够大时，油管
中流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，此时，绝大部分油都以小油滴
分散在气流中，这种流动结构称为雾流。
雾流特点：气体是连续相，液体为分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之
间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。
自下而上：纯液流、泡流、段塞流、环流、雾流
滑脱损失的实质：液相的流动断面增大将引起混合物密度的增加。
滞留率：多相流动的某一管段中某相流体体积与管段容积之比（存容比）
第二章：自喷与气举采油
自喷：油层能量充足时，利用油层本身的能量就将油举升到地面的方式 (p54)
自喷井生产系统的组成：地层到井底—地层渗流
井底到井口—井口多相管流
井口到分离器—地面水平或倾斜管流
嘴流：生产流体通过油嘴的流动
自喷井节点分析：以油井生产系统为对象把从油藏到地面分离器所构成的整个油井生产系统
按不同的流动规律分成若干个流动子系统，在每个流动子系统的起始及衔接处设置节点。在
分析研究各子系统流动规律的基础上分析各子系统的相互关系及其各自对整个系统工作的
影响，为优化系统运行参数和进行系统的调控提供依据。
1、以井底为求解点：油藏到井底、井底到分离器 （井底流压即油管鞋压力）
2、以井口为求解点：油藏到井口、井口到分离器
3、以分离器为求解点：油藏到井底、井底到井口、井口到分离器 (P63)
临界流动：指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动状态
油嘴系统分为：油嘴、井下安全阀、井下节流器
功能节点：压力不连续即存在压差的节点系统
功能节点分析过程：当以功能节点为求解点时，先要以系统两端为起点分别计算不同流量下
节点的上、下游压力，并求得节点压差和绘出压差—流量曲线；然后，根据描述节点设备（油
嘴、安全阀）的流量—压差公式或相关式，求得设备工作曲线。由两条压差—流量曲线的交
点便可求得问题的解，即节点设备产生的压差及相应的油井产量。 （对油嘴的生产系统，
必须以油嘴为求解点）
气举：是利用从地面注入高压气体将井内原油举升至地面的一种人工举升方式（条件：必须
有足够的气源；原理：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出的流体在井筒中的混合，
利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面。）
气举按注气方式分为：连续气举：将高压气体连续注入井内，排井筒中液体的举升方式
间歇气举：向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的 油层流体段塞升至地面从而排出井中液体的举起方式
沉没度：表示泵沉没在动液面以下的深度
启动压力：随着压缩机压力的不断提高，环形空间内的液面最终将达到管鞋（注气点）处，
此时，井口注入压力达到的最高值称为启动压力。
气举设计：根据给定的设备条件（可提供的注气压力及注气量）和油井流入动态确定的。（包
括气举方式和气举装置类型；气举点深度、气液比和产量；阀位置、尺寸、类型
及装配要求）
气举阀的作用：降低启动压力和排出油套环形空间中的液体。
气举装置：开式装置（仅限于连续气举）、半闭式装置、闭式装置、箱式装置（后三种既可
用于连续气举也可用于间歇气举）
第三章：有杆泵采油
有杆泵采油包括游梁式抽油井有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油
抽油装置系统：抽油机、抽油杆、抽油泵
抽油机工作原理：工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄
做低速旋转，曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动，挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆
柱作往复运动。P94
游梁式抽油机：游梁—连杆—曲柄机构—减速箱—动力设备—辅助装置
按结构分为：普通式、前置式（区别：游梁和连杆的连接位置不同；平衡方
式不同，普通式多采用机械平衡，支架在驴头和曲柄连杆之间， 其上、下冲程的时间相等。前置式多采用气动平衡）
抽油泵满足条件：1、结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠。
2、制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长。
3、规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强。
4、便于起下
5、在结构上应考虑防砂、防气，病带有必要的辅助设备。
抽油泵可分为管式泵和杆式泵
管式泵：结构简单、成本低、在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。
但检泵时必须起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深不很大、产量较高的油井。
杆式泵：检泵方便，结构复杂，制造成本高，在相同油管直径下允许下入的泵径比管式小。
适用于泵深度大、产量较小的油井。
冲程：活塞上下运动一次称为一个冲程分为上冲程和下冲程
冲次：每分钟内完成上下冲程的次数
光杆冲程：悬点在上下死点间的位移用S来表示
活塞冲程：活塞在上下死点间的位移用Sp来表示
泵吸入的条件：泵内压力（吸入压力）
泵排出液体的条件：泵内压力（排出压力）>柱塞以上的液柱压力
泵的工作过程：柱塞在泵内让出容积、井内液体进泵、泵内排出井内液体
四连杆机构：以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄、连杆、游梁后臂为三个活
动杆。
悬点载荷：抽油杆柱载荷Wr，柱塞上的液柱载荷Wl，惯性载荷
上冲程抽油杆柱载荷—抽油杆柱在空气中的重力
下冲程抽油杆柱载荷—抽油杆柱在液体中的重力
上冲程中柱塞上的液柱载荷—柱塞以上的液柱重力
下冲程过程中无液柱载荷—等于零
吸入压力：上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此
时液流所具有的压力
井口回压对悬点载荷的影响：上冲程中增加悬点载荷；下冲程中减小抽油杆柱载荷
上冲程中：前半冲程加速度为正，即加速度向上，则惯性力向下，增加悬点载荷
后半冲程加速度为负，即加速度向下，则惯性力向上，减小悬点载荷
下冲程中：前半冲程惯性力向上，减小悬点载荷
后半冲程惯性力向下，增大悬点载荷
抽油机不平衡的原因和后果：上冲程中悬点承受着最大载荷，所以电动机必须作很大的功才
能使驴头上行；下冲程中，抽油杆在其自身重力作用下克服浮力下行，这是电动机不仅不需
要对外做功，反而接受外来的能量做负功，造成抽油机在上、下冲程中的不平衡。（上、下
冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲程中所做的功不想等。）后果：
1、上冲程中电动机和承受着极大的负荷，下冲程中抽油机反而带着电动机运转，从而造成
功率的浪费，降低电动机的效率和寿命。
2、由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响抽油装置的寿命。
3、会破坏曲柄旋转速度的均匀性，而影响抽油杆和泵的正常工作。
抽油机平衡原理：在下冲程中把能量储存起来；在上冲程中利用储存的能量来帮助电动机做
功。
抽油机平衡方式：气动平衡
机械平衡：游梁平衡、曲柄平衡、复合平衡
抽油机平衡检验方法：1、测量驴头上、下冲程的时间（如果上冲程快、下冲程慢，说明平 衡过量，则应减小平衡重量或平衡半径）
2、测量上、下冲程中的电流（如果上冲程的电流峰值大于下冲程大
的电流峰值，则说明平衡不够，应增加平衡重量或增大平衡半径）
3、观察法
目前国产抽油机所选配的电动机大多是：高启动转矩系列的三相异步封闭式鼠笼型电动机。
等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，两种扭矩下电动机发热条件相同， 则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。
水力功率：指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率
光杆功率：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率
泵效：实际产量/理论产量
影响泵效的因素：抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
气体和充不满的影响
漏失影响
影响泵效的漏失的因素：排出部分漏失、吸入部分漏失、其他部分漏失
提高泵效的措施：
1、选择合理的工作方式。
2、确定合理沉没度，以降低泵口气液比，减少进泵气量，从而提高泵的充满程度。
3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能，采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检查泵等 措施。
4、使用油管锚减少冲程损失。
5、合理利用气体能量及减少气体影响。
有杆油井生产系统：油层、井筒流动、机—杆—泵和地面出油管线到油气分离器。
静液面：关井后环形空间中液面恢复到静止（与地层压力相平衡）时的液面。
动液面：油井生产时油套环形空间的液面。
地面示功图：表示悬点载荷与位移的示功图称为地面示功图 P157
第五章：注水
油田注水要求：水源的水量充足、水质稳定
水源种类：地面水源、来自河床等冲积层的水源、地层水水源、油层采出水
注入水处理技术：1、沉淀（聚凝剂：硫酸铁、三氯化铁和偏铝酸钠）
2、过滤
3、杀菌（杀菌剂：次氯酸、次氯酸盐及氟化钙、甲醛既有杀菌作用又有 防腐作用）
4、脱氧
5、曝晒
6、含油污水处理
污水回注的优点：(1)污水中含表面活性物质，能提高洗油能力。
(2)高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率。
(3)污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应解决的问题：(1)处理后的污水应达到注水水质标准。
(2)水在设备和管线中既不产生堵塞性结垢，又不产生严重腐蚀。
(3)和地层水不起化学反应生成沉淀，以免堵塞油层。
注水地面系统：水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井
注水站作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。
储水罐作用：
1、储备作用：为注水泵储备一定水量，防止因停水而造成缺水停泵现象。
2、缓冲作用：避免因供水管网压力不稳定而影响注水泵正常工作及其它系统的 供水量及水质。
3、分离作用：可使水中较大的固体颗粒物质、砂石等沉降于罐底，含油污水中 较大颗粒的油滴可浮于，便于集中回收处理。
注水井投注程序：
1、排液（目的在于清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为注水创造
有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于 注水井排拉成水线。）
2、洗井（目的是把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞，影 响注水。）
3、试注（目的在于确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力指数等资料，根据 要求注入量选定注入压力。）
4、转注（注水井通过排液、洗井、试注，取全准试注的资料，并绘出注水指示曲线， 在经过配水就可以转为正常注水。）
吸水指数：单位注水压差下的日注水量，单位为m3/(d*MPa)
比吸水指数：地层吸水指数除以油层有效厚度的数值
视吸水指数：日注水量/井口压力
（未进行分层注水时若采用油管取水，则井口压力取套管压力；若采用套管注水，则井口压力取油管压力。）
影响吸水能力的因素：
分层注水作用：解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均匀的状况，以控制油井含水 上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的开采效果。
封隔器失效的原因：1、封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封
2、配水器弹簧失灵及管柱底部阀密封不严，使油管内外压差达不到封
第五章：注水
油田注水要求：水源的水量充足、水质稳定
水源种类：地面水源、来自河床等冲积层的水源、地层水水源、油层采出水
注入水处理技术：1、沉淀（聚凝剂：硫酸铁、三氯化铁和偏铝酸钠）
2、过滤
3、杀菌（杀菌剂：次氯酸、次氯酸盐及氟化钙、甲醛既有杀菌作用又有 防腐作用）
4、脱氧
5、曝晒
6、含油污水处理
污水回注的优点：(1)污水中含表面活性物质，能提高洗油能力。
(2)高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率。
(3)污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应解决的问题：(1)处理后的污水应达到注水水质标准。
(2)水在设备和管线中既不产生堵塞性结垢，又不产生严重腐蚀。
(3)和地层水不起化学反应生成沉淀，以免堵塞油层。
注水地面系统：水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井
注水站作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。
储水罐作用：
1、储备作用：为注水泵储备一定水量，防止因停水而造成缺水停泵现象。
2、缓冲作用：避免因供水管网压力不稳定而影响注水泵正常工作及其它系统的 供水量及水质。
3、分离作用：可使水中较大的固体颗粒物质、砂石等沉降于罐底，含油污水中 较大颗粒的油滴可浮于，便于集中回收处理。
注水井投注程序：
1、排液（目的在于清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为注水创造
有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于 注水井排拉成水线。）
2、洗井（目的是把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞，影 响注水。）
3、试注（目的在于确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力指数等资料，根据 要求注入量选定注入压力。）
4、转注（注水井通过排液、洗井、试注，取全准试注的资料，并绘出注水指示曲线， 在经过配水就可以转为正常注水。）
吸水指数：单位注水压差下的日注水量，单位为m3/(d*MPa)
比吸水指数：地层吸水指数除以油层有效厚度的数值
视吸水指数：日注水量/井口压力
（未进行分层注水时若采用油管取水，则井口压力取套管压力；若采用套管注水，则井口压力取油管压力。）
影响吸水能力的因素：
分层注水作用：解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均匀的状况，以控制油井含水 上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的开采效果。
封隔器失效的原因：1、封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封
2、配水器弹簧失灵及管柱底部阀密封不严，使油管内外压差达不到封
隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。
表现：油套压平衡；注水压力不变（或下降），而注入量上升。
欠注：设计配注量大于实际注水量使配注误差为正
超注：设计配注量小于实际注水量使配注误差为负
嘴损曲线：配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线。
注水井调剖：为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层 的高渗透层注入堵剂，堵剂凝固或膨胀后，降低高渗透层的渗透率，迫使注入 水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施称为注水井调剖。
调剖方法：1、单液法：向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自身发生反应，随后 变成的物质可封堵高渗透层，降低渗透率，实现堵水。
堵水剂：石灰乳、硅酸溶液、络冻胶、硫酸、水包稠油
2、双液法：向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体。 堵水剂：沉淀性堵剂、冻胶型堵剂、胶体分散体型堵剂
注水井调剖的选井条件：
1、位于综合含水高、采出程度较低、剩余油饱和度较高的注水井
2、与井组内油井连通情况好的注水井
3、吸水和注水状况良好的注水井
4、固井质量好、无窜槽和层间窜漏现象的注水井
调剖是否有效判断条件：
1、处理层吸水指数较调剖前下降50%以上
2、吸水剖面发生明显合理变化，高吸水层降低吸水量，低吸水层增 加吸水量10%以上
3、压降曲线明显变缓
示踪剂：指能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以指示溶解它的液体在多孔介 质中的存在、流动方向或渗透速度的物质。
常用的水示踪剂：放射性示踪剂、化学示踪剂
第六章：水力压裂技术
水力压裂：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，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝；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高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。（原理主要是通过降低降低附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态。）
破裂梯度：指地层破裂压力与地层深度的比值
1、一般认为β小于15-18时形成垂直裂缝，而大于23时则是水平裂缝。因此深地层出现的 多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率多。
2、如果地层破裂压力过高，难以进行正常施工，可进行预处理以降低破裂压。这些方法的实质是降低井底附近地层的应力，如高效射孔、密集射孔、水力喷砂射孔及小规模酸化。 压裂液：前置液：作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。 携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上。
顶替液：将携砂液送到预定位置，并有预防砂卡的作用；注完携砂液后要用顶替液 将井筒中全部携砂液替入裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。
压裂液的性能要求：1、滤失少2、悬砂能力强3、摩阻低4、稳定性5、配伍性6、低残渣7、 易返排8、货源广、便于配制、价钱便宜
压裂液类型：水基压裂液、酸基压裂液、油基压裂液、乳状及泡沫压裂液。
压裂液到地层受三种机理控制：压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性及压裂液的造壁 性。
初滤失量：形成滤饼前的滤失量用Vsp表示。
幂律液体流动从地面到地下裂缝中的四种过程：地面管线、井筒、射孔孔眼和裂缝中的流动。
导流率：指油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，常用FRCD表示。
支撑剂的性能要求：1、粒径均匀，密度小2、强度大、破碎率小3、圆度和球度高4、杂质含量少5、来源广，廉价
支撑剂的类型：脆性支撑剂，韧性支撑剂（按力学性质分）
树脂包层支撑剂的优点：
1、树脂薄膜包裹砂粒，增加了砂粒间的接触面积，从而提高了支撑剂抗闭合压力的能力。
2、树脂薄膜可将压碎的砂粒小块或粉砂包裹起来，减少了微粒的运移与堵塞孔道的机会，从而改善了填砂裂缝的导流能力。
3、树脂包层砂总的体积密度比上述中强度与高强度陶粒要低很多，便于选否，因而降低了对携砂液的要求。
4、树脂包层支撑剂具有可变形的特点，这使其接触面积有所增加，可防止支撑剂在软地层中的嵌入。
裂缝内的砂浓度：指单位体积裂缝内所含支撑剂质量。
裂缝闭合后的砂浓度：指单位面积裂缝上所铺的支撑剂质量。
地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量。（支撑剂体积与压裂液体积之比）
平衡状态：液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的能力，此时颗粒停止沉降，这种状态称为平衡状态。
颗粒在垂直剖面上的分布：区域1是沉降下来的沙堤，在平衡状态下沙堤的高度为平衡高度。 区域2是在沙堤面上的颗粒滚流区
区域3则是悬浮区，颗粒都处于悬浮状态，存在浓度梯度 区域4是无砂区
支撑剂的选择依据：支撑剂的类型和粒径
影响支撑剂选择的因素：1、支撑剂的强度；2、粒径及其分布；3、支撑剂类型；4、其他因素（支撑剂的质量、密度以及颗粒圆度、球度也都会影响裂缝的导流能力。）
影响压裂井增产幅度的原因：油层特性和裂缝的几何参数
（油层特性只要是指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油层能量、含油丰度和泄油面积等；裂缝参数是指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力）
麦克奎尔—西克拉曲线结论：
1、在低渗油藏中，增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利。因为对低渗油层容易得到高的导流能力，要提高增产倍数，应以加大裂缝长度为主，这是当前在压裂特低渗透层时，强调增加裂缝长度的依据。而对高渗地层正好相反，应以增加导流能力为主。
2、对一定的裂缝长度，存在一个最佳的裂缝导流能力。因为对一定的油层条件，油层的供液能力是有限的，所要求的渗流条件（导流能力）也是有限的，过分追求高导流能力是不必要的。
压裂效果预测：1、增产倍数；2、产量预测
第七章:：酸处理技术
酸化原理：通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。
酸化分为：
1、酸洗：将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等， 并疏通射孔孔眼。
2、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 或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。
3、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搞导流能力的裂缝。
酸岩反应速度：在数值上酸岩反应速度可用单位时间内酸浓度的降低值表示，也可用单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量来表示。
酸岩反应的三个步骤：
1、酸液中H+传递到碳酸盐岩表面；
2、H+在岩面与碳酸盐进行反应；
3、反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面
酸液中的H+透过边界层传递到岩面的方式：对流和扩散
面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比，简称面容比。
影响酸岩复相反速度的因素分析：P297
1、面容比：当其他条件不变时，面容比越大，单位体积酸液中的H+传递到岩石表面的数量就越多，反应速度也越快。
2、酸液的流速：随着酸液流速的增加，酸液的流动可能会由层流变为紊流，从而导致H+的传质速度显著增加，反应速度也相应增加。
3、酸液的类型：酸岩反应速度近似与酸溶液内部的H+浓度成正比，采用强酸时反应速度快，采用弱酸时反应速度慢。
4、盐酸的质量分数：盐酸质量分数在24%—25%之前，随盐酸质量分数的增加，反应速度也增加；超过这个范围后，随盐酸质量分数的增加，反应速度反而降低。
5、温度：温度升高，H+的热运动加剧，H+传质速度加快，酸岩反应速度也随之加快。
6、压力：当压力小于3MPa时，压力对反应速度的影响显著；压力超过5—6MPa，压力对反应速度影响甚微。
7、其他因素：岩石化学组分、物理化学性质、酸液粘度
酸化压裂：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。
原理：1、酸压过程中一方面靠水力作用形成裂缝2、靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能了，可达到提高底层渗透性 的目的。
提高酸压裂缝的有效长度和酸压效率：
1、固相防滤失剂
2、前置液酸压
3、胶化酸
残酸：当酸浓度降低到一定浓度时，酸液基本上失去溶蚀能力的酸液。
有效作用距离(裂缝的有效长度)：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 增加酸液有效作用距离的方法：
1、在地层中产生较宽的裂缝
2、较低的氢离子有效传质系数
3、较高的排量
4、尽可能小的滤失速度
土酸：由10%—15%的盐酸及3%—8%的氢氟酸混合而成
土酸酸化设计步骤：
1、确信处理井是由于油气层损害造成的地产或低注入量
2、选择适宜的处理液配方
3、确定注入压力或注入排量，以便在低于破裂压力条件下施工
4、确定处理液量
提高土酸处理效果的方法：
1、同时将氟化铵水溶液与有机脂注入地层，一定时间后有机脂水解生成有机酸，有机酸与氟化铵作用生成氢氟酸。
2、利用粘土矿物的离子交换性质，在粘土颗粒上就地产生氢氟酸
高质量分数盐酸处理的好处：
1、酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围增大
2、单位体积盐酸可产生较多的CO2，利于废酸的排出
3、单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高了废酸的粘度，控制了酸岩反应速递，并有利于悬浮、携带固体颗粒从底层中排出
4、受到地层水稀释的影响较小
盐酸处理的缺点：与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部；此外，盐酸会使金属坑蚀成许多麻点状斑痕，腐蚀严重 多组分酸：一种或几种有机酸与盐酸的混合物
油酸乳化作用：
1、有利于延缓酸岩的反应速度
2、可把活性酸携带到油气层深部，扩大了酸处理的范围
3、解决防腐问题
稠化酸：指在盐酸中加入增稠剂，使酸液粘度增加。
缓蚀剂作用：
1、抑制阴极腐蚀
2、抑制阳极腐蚀
3、在金属表面形成一层保护膜
稳定剂：为防止氢氧化铁沉淀，避免发生地层堵塞现象而加入的某些化学物质
第八章：复杂条件下的开采技术
油层出砂的危害：
1、砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产
2、出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡
3、冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增
4、出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管
出砂的原因：
一、地质因素（内因）
1、应力状态
2、岩石的胶结状态
3、渗透率的影响
二、开采因素（外因）
1、固井质量
2、射孔密度
3、油井工作制度
4、其它因素
防砂方法：
1、制定合理的开采措施
2、采取合理的防砂工艺方法
3、砾石填充防砂方法
4、化学防砂方法
清砂方法：
1、冲砂：通过冲管、油管或油套环空向井底注入高速流体冲散砂堵，由循环上返的液体将砂粒带到地面，以解除油水井砂堵的工艺措施
2、捞砂：用钢丝绳向井内下入专门捞砂工具，将井底积存的砂粒捞到地面上来的方法 冲砂方式：正冲砂；反冲砂；正反冲砂；联合冲砂P347
石蜡：固相物质主要是含碳原子数为16—64的烷烃
结蜡现象：在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集和沉积在管壁等固相表面上
影响结蜡的因素：
1、原油的性质及含蜡量
2、原油中的胶质、沥青质
3、压力和溶解气油比
4、原油中的水和机械杂质
5、液流速度、管壁粗糙度及表面性质
油井防蜡方法：1、阻止蜡晶的析出
2、抑制石蜡结晶的聚集
3、创造不利于石蜡结晶的条件
油井清蜡方法：
一、机械清蜡：用专门的工具刮除油管壁上的蜡，并靠液流将蜡带至地面的方法
二、热力清蜡：利用热力学能提高液流和沉积表面的温度，熔化沉积于井筒中的蜡
1、热流体循环清蜡法
2、电热清蜡法
3、热化学清蜡法
油井出水：注入水、边水、底水、上层水、下层水、夹层水
油井防水措施：
1、制定合理的油藏工程方案，合理部署井网和划分注采系统，建立合理的注、采井工作制度和采取合适的工程措施以控制油水边界均匀推进。
2、提高固井和完井质量，以保证油井的封闭条件，防止油层与水层串通
3、加强油水井日常管理、分析，及时调整分层注采强度，保持均衡开采
找水：指油气井出水后，通过各种方法确定出水层位和流量的工作
稠油特点：1、粘度高、密度大、流动性差
2、稠油的粘度对温度敏感
3、稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高
高凝油：指蜡含量高、凝固点高的原油
凝固点：指在一定条件下原油失去流动性时的最高温度
采油工程（张琪）
第一章：油井流入动态与井筒多相流动计算
油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油能力。
动态曲线：表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。
三种流动状态：地层渗流（地层到井底）
井口多相管流（井底到井口）
地面水平或倾斜管流（井口到分离器）
采油指数：单位生产压差下的油井产油量。（单相流动时的IPR曲线为直线，其斜率的负倒
数便是采油指数）
流动效率FE：该井的理想生产压差与实际生产压差之比。
油井的不完善：打开性质不完善井；打开程度不完善井；双重不完善井
S=0,FE=1 完善井
S1 超完善井
S>0,FE
单相液流：当油井的井口压力高于原油的饱和压力时井筒内的液流
气液两相流动：当自喷井的井底压力低于饱和压力时
泡流：在井筒中从低于饱和压力的深度起，溶解气开始从油中分离出来，这时，由于气量少，
压力高，气体都以小气泡分散在液相中，气泡直径相对于油管直径要小很多，这种结构混合
物的流动称为泡流。
滑脱：由于油、气密度的差异和泡流的混合物的平均流速小，因此，在混合物向上流动的同
时，气泡上升速度大于液体流速，气泡将从油中超越而过，这种气体超越液体上升的现象称
为滑脱。
泡流的特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力的影响
不大；滑脱现象比较严重。
段塞流：当混合物继续向上流动时，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合成大气泡，
直到能过占据整个油管断面时，在井筒内将形成一段油一段气的结构，这种混合物的流动称
为段塞流。
环流：随着混合物继续向上流动，压力不断下降，气相体积继续增大，泡弹状的气泡不断加
长，并逐渐由油管中间突破，形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。
雾流：在油气混合物继续上升过程中，当压力下降使气体的体积流量增加到足够大时，油管
中流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，此时，绝大部分油都以小油滴
分散在气流中，这种流动结构称为雾流。
雾流特点：气体是连续相，液体为分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之
间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。
自下而上：纯液流、泡流、段塞流、环流、雾流
滑脱损失的实质：液相的流动断面增大将引起混合物密度的增加。
滞留率：多相流动的某一管段中某相流体体积与管段容积之比（存容比）
第二章：自喷与气举采油
自喷：油层能量充足时，利用油层本身的能量就将油举升到地面的方式 (p54)
自喷井生产系统的组成：地层到井底—地层渗流
井底到井口—井口多相管流
井口到分离器—地面水平或倾斜管流
嘴流：生产流体通过油嘴的流动
自喷井节点分析：以油井生产系统为对象把从油藏到地面分离器所构成的整个油井生产系统
按不同的流动规律分成若干个流动子系统，在每个流动子系统的起始及衔接处设置节点。在
分析研究各子系统流动规律的基础上分析各子系统的相互关系及其各自对整个系统工作的
影响，为优化系统运行参数和进行系统的调控提供依据。
1、以井底为求解点：油藏到井底、井底到分离器 （井底流压即油管鞋压力）
2、以井口为求解点：油藏到井口、井口到分离器
3、以分离器为求解点：油藏到井底、井底到井口、井口到分离器 (P63)
临界流动：指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动状态
油嘴系统分为：油嘴、井下安全阀、井下节流器
功能节点：压力不连续即存在压差的节点系统
功能节点分析过程：当以功能节点为求解点时，先要以系统两端为起点分别计算不同流量下
节点的上、下游压力，并求得节点压差和绘出压差—流量曲线；然后，根据描述节点设备（油
嘴、安全阀）的流量—压差公式或相关式，求得设备工作曲线。由两条压差—流量曲线的交
点便可求得问题的解，即节点设备产生的压差及相应的油井产量。 （对油嘴的生产系统，
必须以油嘴为求解点）
气举：是利用从地面注入高压气体将井内原油举升至地面的一种人工举升方式（条件：必须
有足够的气源；原理：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出的流体在井筒中的混合，
利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面。）
气举按注气方式分为：连续气举：将高压气体连续注入井内，排井筒中液体的举升方式
间歇气举：向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的 油层流体段塞升至地面从而排出井中液体的举起方式
沉没度：表示泵沉没在动液面以下的深度
启动压力：随着压缩机压力的不断提高，环形空间内的液面最终将达到管鞋（注气点）处，
此时，井口注入压力达到的最高值称为启动压力。
气举设计：根据给定的设备条件（可提供的注气压力及注气量）和油井流入动态确定的。（包
括气举方式和气举装置类型；气举点深度、气液比和产量；阀位置、尺寸、类型
及装配要求）
气举阀的作用：降低启动压力和排出油套环形空间中的液体。
气举装置：开式装置（仅限于连续气举）、半闭式装置、闭式装置、箱式装置（后三种既可
用于连续气举也可用于间歇气举）
第三章：有杆泵采油
有杆泵采油包括游梁式抽油井有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油
抽油装置系统：抽油机、抽油杆、抽油泵
抽油机工作原理：工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄
做低速旋转，曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动，挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆
柱作往复运动。P94
游梁式抽油机：游梁—连杆—曲柄机构—减速箱—动力设备—辅助装置
按结构分为：普通式、前置式（区别：游梁和连杆的连接位置不同；平衡方
式不同，普通式多采用机械平衡，支架在驴头和曲柄连杆之间， 其上、下冲程的时间相等。前置式多采用气动平衡）
抽油泵满足条件：1、结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠。
2、制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长。
3、规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强。
4、便于起下
5、在结构上应考虑防砂、防气，病带有必要的辅助设备。
抽油泵可分为管式泵和杆式泵
管式泵：结构简单、成本低、在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。
但检泵时必须起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深不很大、产量较高的油井。
杆式泵：检泵方便，结构复杂，制造成本高，在相同油管直径下允许下入的泵径比管式小。
适用于泵深度大、产量较小的油井。
冲程：活塞上下运动一次称为一个冲程分为上冲程和下冲程
冲次：每分钟内完成上下冲程的次数
光杆冲程：悬点在上下死点间的位移用S来表示
活塞冲程：活塞在上下死点间的位移用Sp来表示
泵吸入的条件：泵内压力（吸入压力）
泵排出液体的条件：泵内压力（排出压力）>柱塞以上的液柱压力
泵的工作过程：柱塞在泵内让出容积、井内液体进泵、泵内排出井内液体
四连杆机构：以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄、连杆、游梁后臂为三个活
动杆。
悬点载荷：抽油杆柱载荷Wr，柱塞上的液柱载荷Wl，惯性载荷
上冲程抽油杆柱载荷—抽油杆柱在空气中的重力
下冲程抽油杆柱载荷—抽油杆柱在液体中的重力
上冲程中柱塞上的液柱载荷—柱塞以上的液柱重力
下冲程过程中无液柱载荷—等于零
吸入压力：上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此
时液流所具有的压力
井口回压对悬点载荷的影响：上冲程中增加悬点载荷；下冲程中减小抽油杆柱载荷
上冲程中：前半冲程加速度为正，即加速度向上，则惯性力向下，增加悬点载荷
后半冲程加速度为负，即加速度向下，则惯性力向上，减小悬点载荷
下冲程中：前半冲程惯性力向上，减小悬点载荷
后半冲程惯性力向下，增大悬点载荷
抽油机不平衡的原因和后果：上冲程中悬点承受着最大载荷，所以电动机必须作很大的功才
能使驴头上行；下冲程中，抽油杆在其自身重力作用下克服浮力下行，这是电动机不仅不需
要对外做功，反而接受外来的能量做负功，造成抽油机在上、下冲程中的不平衡。（上、下
冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲程中所做的功不想等。）后果：
1、上冲程中电动机和承受着极大的负荷，下冲程中抽油机反而带着电动机运转，从而造成
功率的浪费，降低电动机的效率和寿命。
2、由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响抽油装置的寿命。
3、会破坏曲柄旋转速度的均匀性，而影响抽油杆和泵的正常工作。
抽油机平衡原理：在下冲程中把能量储存起来；在上冲程中利用储存的能量来帮助电动机做
功。
抽油机平衡方式：气动平衡
机械平衡：游梁平衡、曲柄平衡、复合平衡
抽油机平衡检验方法：1、测量驴头上、下冲程的时间（如果上冲程快、下冲程慢，说明平 衡过量，则应减小平衡重量或平衡半径）
2、测量上、下冲程中的电流（如果上冲程的电流峰值大于下冲程大
的电流峰值，则说明平衡不够，应增加平衡重量或增大平衡半径）
3、观察法
目前国产抽油机所选配的电动机大多是：高启动转矩系列的三相异步封闭式鼠笼型电动机。
等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，两种扭矩下电动机发热条件相同， 则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。
水力功率：指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率
光杆功率：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率
泵效：实际产量/理论产量
影响泵效的因素：抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
气体和充不满的影响
漏失影响
影响泵效的漏失的因素：排出部分漏失、吸入部分漏失、其他部分漏失
提高泵效的措施：
1、选择合理的工作方式。
2、确定合理沉没度，以降低泵口气液比，减少进泵气量，从而提高泵的充满程度。
3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能，采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检查泵等 措施。
4、使用油管锚减少冲程损失。
5、合理利用气体能量及减少气体影响。
有杆油井生产系统：油层、井筒流动、机—杆—泵和地面出油管线到油气分离器。
静液面：关井后环形空间中液面恢复到静止（与地层压力相平衡）时的液面。
动液面：油井生产时油套环形空间的液面。
地面示功图：表示悬点载荷与位移的示功图称为地面示功图 P157
第五章：注水
油田注水要求：水源的水量充足、水质稳定
水源种类：地面水源、来自河床等冲积层的水源、地层水水源、油层采出水
注入水处理技术：1、沉淀（聚凝剂：硫酸铁、三氯化铁和偏铝酸钠）
2、过滤
3、杀菌（杀菌剂：次氯酸、次氯酸盐及氟化钙、甲醛既有杀菌作用又有 防腐作用）
4、脱氧
5、曝晒
6、含油污水处理
污水回注的优点：(1)污水中含表面活性物质，能提高洗油能力。
(2)高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率。
(3)污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应解决的问题：(1)处理后的污水应达到注水水质标准。
(2)水在设备和管线中既不产生堵塞性结垢，又不产生严重腐蚀。
(3)和地层水不起化学反应生成沉淀，以免堵塞油层。
注水地面系统：水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井
注水站作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。
储水罐作用：
1、储备作用：为注水泵储备一定水量，防止因停水而造成缺水停泵现象。
2、缓冲作用：避免因供水管网压力不稳定而影响注水泵正常工作及其它系统的 供水量及水质。
3、分离作用：可使水中较大的固体颗粒物质、砂石等沉降于罐底，含油污水中 较大颗粒的油滴可浮于，便于集中回收处理。
注水井投注程序：
1、排液（目的在于清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为注水创造
有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于 注水井排拉成水线。）
2、洗井（目的是把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞，影 响注水。）
3、试注（目的在于确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力指数等资料，根据 要求注入量选定注入压力。）
4、转注（注水井通过排液、洗井、试注，取全准试注的资料，并绘出注水指示曲线， 在经过配水就可以转为正常注水。）
吸水指数：单位注水压差下的日注水量，单位为m3/(d*MPa)
比吸水指数：地层吸水指数除以油层有效厚度的数值
视吸水指数：日注水量/井口压力
（未进行分层注水时若采用油管取水，则井口压力取套管压力；若采用套管注水，则井口压力取油管压力。）
影响吸水能力的因素：
分层注水作用：解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均匀的状况，以控制油井含水 上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的开采效果。
封隔器失效的原因：1、封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封
2、配水器弹簧失灵及管柱底部阀密封不严，使油管内外压差达不到封
第五章：注水
油田注水要求：水源的水量充足、水质稳定
水源种类：地面水源、来自河床等冲积层的水源、地层水水源、油层采出水
注入水处理技术：1、沉淀（聚凝剂：硫酸铁、三氯化铁和偏铝酸钠）
2、过滤
3、杀菌（杀菌剂：次氯酸、次氯酸盐及氟化钙、甲醛既有杀菌作用又有 防腐作用）
4、脱氧
5、曝晒
6、含油污水处理
污水回注的优点：(1)污水中含表面活性物质，能提高洗油能力。
(2)高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率。
(3)污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应解决的问题：(1)处理后的污水应达到注水水质标准。
(2)水在设备和管线中既不产生堵塞性结垢，又不产生严重腐蚀。
(3)和地层水不起化学反应生成沉淀，以免堵塞油层。
注水地面系统：水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井
注水站作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。
储水罐作用：
1、储备作用：为注水泵储备一定水量，防止因停水而造成缺水停泵现象。
2、缓冲作用：避免因供水管网压力不稳定而影响注水泵正常工作及其它系统的 供水量及水质。
3、分离作用：可使水中较大的固体颗粒物质、砂石等沉降于罐底，含油污水中 较大颗粒的油滴可浮于，便于集中回收处理。
注水井投注程序：
1、排液（目的在于清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为注水创造
有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于 注水井排拉成水线。）
2、洗井（目的是把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞，影 响注水。）
3、试注（目的在于确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力指数等资料，根据 要求注入量选定注入压力。）
4、转注（注水井通过排液、洗井、试注，取全准试注的资料，并绘出注水指示曲线， 在经过配水就可以转为正常注水。）
吸水指数：单位注水压差下的日注水量，单位为m3/(d*MPa)
比吸水指数：地层吸水指数除以油层有效厚度的数值
视吸水指数：日注水量/井口压力
（未进行分层注水时若采用油管取水，则井口压力取套管压力；若采用套管注水，则井口压力取油管压力。）
影响吸水能力的因素：
分层注水作用：解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均匀的状况，以控制油井含水 上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的开采效果。
封隔器失效的原因：1、封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封
2、配水器弹簧失灵及管柱底部阀密封不严，使油管内外压差达不到封
隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。
表现：油套压平衡；注水压力不变（或下降），而注入量上升。
欠注：设计配注量大于实际注水量使配注误差为正
超注：设计配注量小于实际注水量使配注误差为负
嘴损曲线：配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线。
注水井调剖：为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层 的高渗透层注入堵剂，堵剂凝固或膨胀后，降低高渗透层的渗透率，迫使注入 水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施称为注水井调剖。
调剖方法：1、单液法：向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自身发生反应，随后 变成的物质可封堵高渗透层，降低渗透率，实现堵水。
堵水剂：石灰乳、硅酸溶液、络冻胶、硫酸、水包稠油
2、双液法：向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体。 堵水剂：沉淀性堵剂、冻胶型堵剂、胶体分散体型堵剂
注水井调剖的选井条件：
1、位于综合含水高、采出程度较低、剩余油饱和度较高的注水井
2、与井组内油井连通情况好的注水井
3、吸水和注水状况良好的注水井
4、固井质量好、无窜槽和层间窜漏现象的注水井
调剖是否有效判断条件：
1、处理层吸水指数较调剖前下降50%以上
2、吸水剖面发生明显合理变化，高吸水层降低吸水量，低吸水层增 加吸水量10%以上
3、压降曲线明显变缓
示踪剂：指能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以指示溶解它的液体在多孔介 质中的存在、流动方向或渗透速度的物质。
常用的水示踪剂：放射性示踪剂、化学示踪剂
第六章：水力压裂技术
水力压裂：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，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝；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高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。（原理主要是通过降低降低附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态。）
破裂梯度：指地层破裂压力与地层深度的比值
1、一般认为β小于15-18时形成垂直裂缝，而大于23时则是水平裂缝。因此深地层出现的 多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率多。
2、如果地层破裂压力过高，难以进行正常施工，可进行预处理以降低破裂压。这些方法的实质是降低井底附近地层的应力，如高效射孔、密集射孔、水力喷砂射孔及小规模酸化。 压裂液：前置液：作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。 携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上。
顶替液：将携砂液送到预定位置，并有预防砂卡的作用；注完携砂液后要用顶替液 将井筒中全部携砂液替入裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。
压裂液的性能要求：1、滤失少2、悬砂能力强3、摩阻低4、稳定性5、配伍性6、低残渣7、 易返排8、货源广、便于配制、价钱便宜
压裂液类型：水基压裂液、酸基压裂液、油基压裂液、乳状及泡沫压裂液。
压裂液到地层受三种机理控制：压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性及压裂液的造壁 性。
初滤失量：形成滤饼前的滤失量用Vsp表示。
幂律液体流动从地面到地下裂缝中的四种过程：地面管线、井筒、射孔孔眼和裂缝中的流动。
导流率：指油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，常用FRCD表示。
支撑剂的性能要求：1、粒径均匀，密度小2、强度大、破碎率小3、圆度和球度高4、杂质含量少5、来源广，廉价
支撑剂的类型：脆性支撑剂，韧性支撑剂（按力学性质分）
树脂包层支撑剂的优点：
1、树脂薄膜包裹砂粒，增加了砂粒间的接触面积，从而提高了支撑剂抗闭合压力的能力。
2、树脂薄膜可将压碎的砂粒小块或粉砂包裹起来，减少了微粒的运移与堵塞孔道的机会，从而改善了填砂裂缝的导流能力。
3、树脂包层砂总的体积密度比上述中强度与高强度陶粒要低很多，便于选否，因而降低了对携砂液的要求。
4、树脂包层支撑剂具有可变形的特点，这使其接触面积有所增加，可防止支撑剂在软地层中的嵌入。
裂缝内的砂浓度：指单位体积裂缝内所含支撑剂质量。
裂缝闭合后的砂浓度：指单位面积裂缝上所铺的支撑剂质量。
地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量。（支撑剂体积与压裂液体积之比）
平衡状态：液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的能力，此时颗粒停止沉降，这种状态称为平衡状态。
颗粒在垂直剖面上的分布：区域1是沉降下来的沙堤，在平衡状态下沙堤的高度为平衡高度。 区域2是在沙堤面上的颗粒滚流区
区域3则是悬浮区，颗粒都处于悬浮状态，存在浓度梯度 区域4是无砂区
支撑剂的选择依据：支撑剂的类型和粒径
影响支撑剂选择的因素：1、支撑剂的强度；2、粒径及其分布；3、支撑剂类型；4、其他因素（支撑剂的质量、密度以及颗粒圆度、球度也都会影响裂缝的导流能力。）
影响压裂井增产幅度的原因：油层特性和裂缝的几何参数
（油层特性只要是指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油层能量、含油丰度和泄油面积等；裂缝参数是指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力）
麦克奎尔—西克拉曲线结论：
1、在低渗油藏中，增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利。因为对低渗油层容易得到高的导流能力，要提高增产倍数，应以加大裂缝长度为主，这是当前在压裂特低渗透层时，强调增加裂缝长度的依据。而对高渗地层正好相反，应以增加导流能力为主。
2、对一定的裂缝长度，存在一个最佳的裂缝导流能力。因为对一定的油层条件，油层的供液能力是有限的，所要求的渗流条件（导流能力）也是有限的，过分追求高导流能力是不必要的。
压裂效果预测：1、增产倍数；2、产量预测
第七章:：酸处理技术
酸化原理：通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。
酸化分为：
1、酸洗：将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等， 并疏通射孔孔眼。
2、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 或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。
3、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搞导流能力的裂缝。
酸岩反应速度：在数值上酸岩反应速度可用单位时间内酸浓度的降低值表示，也可用单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量来表示。
酸岩反应的三个步骤：
1、酸液中H+传递到碳酸盐岩表面；
2、H+在岩面与碳酸盐进行反应；
3、反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面
酸液中的H+透过边界层传递到岩面的方式：对流和扩散
面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比，简称面容比。
影响酸岩复相反速度的因素分析：P297
1、面容比：当其他条件不变时，面容比越大，单位体积酸液中的H+传递到岩石表面的数量就越多，反应速度也越快。
2、酸液的流速：随着酸液流速的增加，酸液的流动可能会由层流变为紊流，从而导致H+的传质速度显著增加，反应速度也相应增加。
3、酸液的类型：酸岩反应速度近似与酸溶液内部的H+浓度成正比，采用强酸时反应速度快，采用弱酸时反应速度慢。
4、盐酸的质量分数：盐酸质量分数在24%—25%之前，随盐酸质量分数的增加，反应速度也增加；超过这个范围后，随盐酸质量分数的增加，反应速度反而降低。
5、温度：温度升高，H+的热运动加剧，H+传质速度加快，酸岩反应速度也随之加快。
6、压力：当压力小于3MPa时，压力对反应速度的影响显著；压力超过5—6MPa，压力对反应速度影响甚微。
7、其他因素：岩石化学组分、物理化学性质、酸液粘度
酸化压裂：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。
原理：1、酸压过程中一方面靠水力作用形成裂缝2、靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能了，可达到提高底层渗透性 的目的。
提高酸压裂缝的有效长度和酸压效率：
1、固相防滤失剂
2、前置液酸压
3、胶化酸
残酸：当酸浓度降低到一定浓度时，酸液基本上失去溶蚀能力的酸液。
有效作用距离(裂缝的有效长度)：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 增加酸液有效作用距离的方法：
1、在地层中产生较宽的裂缝
2、较低的氢离子有效传质系数
3、较高的排量
4、尽可能小的滤失速度
土酸：由10%—15%的盐酸及3%—8%的氢氟酸混合而成
土酸酸化设计步骤：
1、确信处理井是由于油气层损害造成的地产或低注入量
2、选择适宜的处理液配方
3、确定注入压力或注入排量，以便在低于破裂压力条件下施工
4、确定处理液量
提高土酸处理效果的方法：
1、同时将氟化铵水溶液与有机脂注入地层，一定时间后有机脂水解生成有机酸，有机酸与氟化铵作用生成氢氟酸。
2、利用粘土矿物的离子交换性质，在粘土颗粒上就地产生氢氟酸
高质量分数盐酸处理的好处：
1、酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围增大
2、单位体积盐酸可产生较多的CO2，利于废酸的排出
3、单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高了废酸的粘度，控制了酸岩反应速递，并有利于悬浮、携带固体颗粒从底层中排出
4、受到地层水稀释的影响较小
盐酸处理的缺点：与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部；此外，盐酸会使金属坑蚀成许多麻点状斑痕，腐蚀严重 多组分酸：一种或几种有机酸与盐酸的混合物
油酸乳化作用：
1、有利于延缓酸岩的反应速度
2、可把活性酸携带到油气层深部，扩大了酸处理的范围
3、解决防腐问题
稠化酸：指在盐酸中加入增稠剂，使酸液粘度增加。
缓蚀剂作用：
1、抑制阴极腐蚀
2、抑制阳极腐蚀
3、在金属表面形成一层保护膜
稳定剂：为防止氢氧化铁沉淀，避免发生地层堵塞现象而加入的某些化学物质
第八章：复杂条件下的开采技术
油层出砂的危害：
1、砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产
2、出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡
3、冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增
4、出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管
出砂的原因：
一、地质因素（内因）
1、应力状态
2、岩石的胶结状态
3、渗透率的影响
二、开采因素（外因）
1、固井质量
2、射孔密度
3、油井工作制度
4、其它因素
防砂方法：
1、制定合理的开采措施
2、采取合理的防砂工艺方法
3、砾石填充防砂方法
4、化学防砂方法
清砂方法：
1、冲砂：通过冲管、油管或油套环空向井底注入高速流体冲散砂堵，由循环上返的液体将砂粒带到地面，以解除油水井砂堵的工艺措施
2、捞砂：用钢丝绳向井内下入专门捞砂工具，将井底积存的砂粒捞到地面上来的方法 冲砂方式：正冲砂；反冲砂；正反冲砂；联合冲砂P347
石蜡：固相物质主要是含碳原子数为16—64的烷烃
结蜡现象：在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集和沉积在管壁等固相表面上
影响结蜡的因素：
1、原油的性质及含蜡量
2、原油中的胶质、沥青质
3、压力和溶解气油比
4、原油中的水和机械杂质
5、液流速度、管壁粗糙度及表面性质
油井防蜡方法：1、阻止蜡晶的析出
2、抑制石蜡结晶的聚集
3、创造不利于石蜡结晶的条件
油井清蜡方法：
一、机械清蜡：用专门的工具刮除油管壁上的蜡，并靠液流将蜡带至地面的方法
二、热力清蜡：利用热力学能提高液流和沉积表面的温度，熔化沉积于井筒中的蜡
1、热流体循环清蜡法
2、电热清蜡法
3、热化学清蜡法
油井出水：注入水、边水、底水、上层水、下层水、夹层水
油井防水措施：
1、制定合理的油藏工程方案，合理部署井网和划分注采系统，建立合理的注、采井工作制度和采取合适的工程措施以控制油水边界均匀推进。
2、提高固井和完井质量，以保证油井的封闭条件，防止油层与水层串通
3、加强油水井日常管理、分析，及时调整分层注采强度，保持均衡开采
找水：指油气井出水后，通过各种方法确定出水层位和流量的工作
稠油特点：1、粘度高、密度大、流动性差
2、稠油的粘度对温度敏感
3、稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高
高凝油：指蜡含量高、凝固点高的原油
凝固点：指在一定条件下原油失去流动性时的最高温度