采油工艺原理考试自考本科大纲
(课程代码 2166)

适用专业：石油工程（专科）
学    时: 60

一、 课程的性质 目的和任务

   采油工艺原理是石油工程专业的主要专业课。本课程的目的和任务是向学生介绍采油工艺方面的基本理论，使学生获得采油工艺方面的专业知识，是专业必修课。
   学生通过生产实践及学习基础课、技术基础课、专业基础课的基础上，通过本课程的自学、辅导、实验和课堂教学各个环节，着重培养学生理论联系实际，在油田开采实际中，具有分析和解决采油工艺方面实际问题的能力；具有在实际工作中继续学习和接受先进生产技术的专业基础。
二、课程的基本要求
学完本课程后，应达到以下基本要求：
1．正确理解采油工艺中中的一些基本概念。如油井流入动态，采油指数，完善井，流动效率，滑脱，临界流动，采油速度，启动压力，功能节点，充满系数，余隙比，气锁、同离子效应等。
2．正确理解以下基本定理的推导和用法：广义IPR曲线的建立；泵充满系数；  ；考虑滤失时垂直和水平缝的造缝条件；受压裂液粘度控制的压裂液滤失系数。
3．能够回答和理解采油工艺习题集中的大部分习题。
4．能够解决必要的计算问题。如IPR曲线计算，下泵深度确定等。
三、课程内容和考核目标
第一章  自喷和气举（12学时）
(一) 学习目标
掌握自喷和气举的有关理论和计算；熟悉这些理论和计算在实际中的应用。
(二) 课程内容
第一节 油井流入动态（4学时）
1．油井流入动态
2．IPR曲线
3．单相液体的流入动态
4．采油指数 
5．根据试井资料绘制IPR曲线并求采油指数及油层参数等。
6．油气两相渗流时的流入动态。
①对于平面径向流，油井产量公式。
②无因次IPR曲线及Vogel方程
③修正的Vogel方程
ⅰ完善井
ⅱ流动效率FE
ⅲ修正的Vogel方程
5．了解多层油藏油井流入动态
第二节 气—液混合物在垂直管中的运动规律（2学时）
1．了解单相垂直管流与多相垂直管流的流动特征的差异
2．流压
3．油管压力
4．自喷井自下而上的流动形态和各流动形态的特点
5．滑脱现象与滑脱损失
第三节 自喷井的协调及系统分析（2学时）
1．自喷井的协调
2．自喷井的协调在自喷井管理中中的用途
3．节点系统分析的基本思路
4．解节点的选择原则
5．功能节点
第四节 自喷井管理及分层开采（2学时）
1．自喷井管理的基本内容
2．油井的合理工作制度
3．确定油井合理的工作制度
4．自喷井的分层开采
5．封隔器的功能
6．配产器的功能
7．选择分层井下油嘴的方法
第五节 气举（2学时）
1．气举采油法
2．气举采油时的两条通路
3．气举采油的工艺过程
4．解节点的选择原则
5．功能节点
6．气举启动压力
7．气举工作压力
8．常用气举凡尔（弹簧式凡尔、封包式凡尔）的结构和工作原理。
9．气举设计
10．掌握气举凡尔位置的确定原则及方法。
(三)  考核知识点
1． 油井流入动态。
2． IPR曲线。
3． Vogel方程。
4． 采油指数。
5． 自喷井自下而上的流动形态和各流动形态的特点。
6． 滑脱现象与滑脱损失。
7． 气—液两相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法
8． 自喷井的协调及节点系统分析
9． 油井的合理工作制度
10． 封隔器和配产器
11． 选择分层井下油嘴的方法
12． 气举。
(四)  考核要求
1．识记
（1） 记住油井流入动态的概念。
（2） 记住IPR曲线的绘制方法。
（3） 记住Vogel方程、修正Vogel方程及各参数的意义。
（4） 记住采油指数的概念及其求解公式。
（5） 记住自喷井自下而上的流动形态和各流动形态的特点。
（6） 记住滑脱现象与滑脱损失的概念。
（7） 记住油井的合理工作制度的概念及其确定要求。
（8） 记住封隔器和配产器的特点。
（9） 记住气举采油法的概念与其工艺过程。
（10） 记住功能节点、气举启动压力、气举工作压力的概念。
（11） 记住气举凡尔（弹簧式凡尔、封包式凡尔）的结构。
2．理解：
（1） 理解采油指数的物理意义。
（2） 理解自喷井自下而上的流动形态和各流动形态的特点。
（3） 理解自喷井的协调在自喷井管理中中的用途。
（4） 理解节点系统分析的基本思路和解节点的选择原则。
（5） 理解气举凡尔的工作原理。
3.简单应用
（1） 运用Vogel方程、修正Vogel方程和其他产量公式绘制IPR曲线。
（2） 运用气—液两相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法计算滑脱损失、两相雷诺数、阻力系数等有关参数。
（3） 运用节点分析法进行有关问题的求解。
4．综合应用
（1） 综合运用Vogel方程、修正Vogel方程和其他产量公式、IPR曲线、节点分析法进行有关计算。
第二章  抽油（18学时）
(一) 学习目标
掌握抽油的基本原理及相关理论；了解针对油井生产的问题所采取的有关措施。
(二) 课程内容
第一节      抽油装置和泵的工作原理（2学时）
1．抽油装置
2．抽油泵的工作原理
3．冲程
4．泵的理论排量
第二节      抽油机悬点运动规律（2学时）
1．简化为简谐运动时悬点运动规律
2．简化为曲柄滑块结构时悬点运动规律
第三节      抽油机悬点载荷计算（4学时）
1．悬点所承受的载荷
2．悬点最大和最小载荷
第四节     影响泵效的因素及提高泵效的措施（2学时）
1．影响泵效的因素
2．泵效计算
3．提高泵效的措施
4．气锚的工作原理
第五节    抽油井生产分析（2学时）
1．油井生产分析的内容
2．油层工作状况分析
3．深井泵工作状况分析
4．利用功图计算有关参数
第六节    抽油设备选择（2学时）
1．确定下泵深度
2．抽油杆的选择和计算
3．抽油机的选择
4．泵型的选择
5．抽油机平衡计算
6．曲柄轴扭矩计算及分析
7．电动机选择和功率计算
第七节    有杆泵抽油系统设计API计算法（2学时）
1．基本假设
2．基本示功图
3．基本符号的含义
4．运用计算公式解决相关问题
第八节    抽油井计算机诊断技术（2学时）
1．抽油井计算机诊断技术
2．诊断技术的理论基础
3．诊断技术的应用
4．运用计算公式解决相关问题
 (三) 考核知识点
1． 抽油泵
2． 抽油机悬点运动规律
3． 抽油机悬点载荷
4． 泵效
5． 气锁和充满系数
6． 示功图
7． 抽油井生产分析
8． 抽油设备选择
9． 抽油井计算机诊断技术
10．API计算法
(四)  考核要求
1．识记
（1）记住抽油机的组成。
（2）记住对抽油机悬点运动进行简化时的前提条件。
（3）记住对抽油机悬点运动进行简化计算时的公式推导过程。
（4）记住抽油机悬点的各项载荷的计算方法。
（5）记住泵效的公式。
（6）记住气锁和充满系数的含义。
（7）记住抽油井生产分析的具体内容。
（8）记住抽油机平衡原理。
2．理解：
（1）理解抽油机悬点运动规律。
（2）理解抽油机悬点的各项载荷的计算方法。
（3）理解抽油泵的工作原理。
（4）理解各种典型示功图的分析和辨别方法。
（5）理解抽油机平衡原理。
3.简单应用
（1）根据定义计算充满系数、泵的理论排量。
（2）运用对抽油机悬点运动进行简化的计算公式进行相关计算。
（3）会对抽油机悬点运动进行简化计算时的公式进行推导。
（4）会计算抽油机悬点的各项载荷。
（5）通过公式进行抽油杆的选择和计算。
（6）通过公式进行抽油机平衡计算。
（7）通过公式进行电动机选择和功率计算。
（8）掌握APL计算方法和有关推导方法。
4．综合应用
（1）综合运用对抽油机悬点运动进行简化的计算公式、计算抽油机悬点的各项载荷、抽油杆的选择与计算公式进行相关计算。
（2）综合运用对抽油机悬点运动进行简化的计算公式、计算抽油机悬点的各项载荷公式、抽油机平衡计算公式进行相关计算。
第三章  注水（9学时）
(一)学习目标
掌握注水的有关知识；熟悉这些知识的实际应用。
 (二) 课程内容
第一节     水源及水处理（1学时）
1．水源的分类
2．对水质的要求
3．常用的水处理措施
4．注水站的主要设施
第二节     分层吸水能力的研究（2学时）
1． 研究分层吸水能力，主要采用的指标
2． 放射性同位素测吸水剖面的方法
3． 投球测试法测分层指示曲线的原理及过程
4． 其他测试方法在实际中的应用。
第三节     注水指示曲线的分析和应用（4学时）
1．注水指示曲线的几种形状。掌握各种指示曲线的分析方法
2．用指示曲线分析油层吸水能力的变化
3．根据指示曲线的变化判断井下配水工具工作状况
4．检查配注准确程度的方法
5．配水嘴的选择
第四节     防止吸水能力降低及改善吸水剖面的方法（2学时）
1．注水井吸水能力降低的原因
2．造成地层堵塞导致注水井吸水能力降低的直接原因
5． 防止吸水能力降低的措施
6． 恢复地层吸水能力的措施
5．改善注水井吸水剖面的方法
(三) 考核知识点
1．水处理
2．分层吸水能力
3．注水指示曲线
4．检查配注准确程度的方法
7． 配水嘴的选择
8． 注水井吸水能力降低的原因
9． 防止和恢复吸水能力降低的措施
(四)  考核要求
1．识记
（1）记住注水对水质的要求和常用的水处理措施。
（2）记住研究地层吸水能力各指标的具体含义。
（3）记住典型的注水指示曲线的特征及产生的原因。
（4）记住检查配注准确程度的方法。
（5）记住配水嘴的选择方法及步骤。
（6）记住注水井吸水能力降低的直接原因。
（7）记住防止吸水能力降低和恢复地层吸水能力的的措施。
2．理解：
（1）理解注水指示曲线的分析方法。
（2）理解放射性同位素测吸水剖面的方法、投球测试法测分层指示曲线的原理。
（3）理解常用的水处理措施及相应的机理。
（4）理解注水井吸水能力降低的机理分析及防治措施。
3.简单应用
（1）根据指示曲线的变化判断井下配水工具工作状况。
（2）根据研究地层吸水能力各指标对地层吸水能力进行分析。
4．综合应用
（1）综合运用注水指示曲线的分析方法、注水井吸水能力降低的机理对相关实际应用进行分析。
第四章  水力压裂（10学时）
(一)学习目标
掌握水力压裂的必要知识；熟悉相关内容。
 (二) 课程内容
第一节     造缝机理（2学时）
1．地应力
2．地质构造对应力的影响
3．了解井壁上的应力及其影响因素
4．掌握形成垂直和水平裂缝的条件
5．破裂压裂梯度
6．压裂施工曲线的分析应用
10． 判断裂缝方向的方法。
第二节     压裂液（2学时）
1． 压裂液的概念
2． 压裂液的类型
3． 压裂液的滤失性
4． 了解压裂液的流动性质
5． 压裂液对地层渗透性的伤害原因
第三节     支撑剂及裂缝导流能力（1学时）
1． 支撑剂的类型
2． 对压裂砂的要求
3． 掌握测定裂缝导流能力的室内试验方法
4． 了解支撑剂的选择方法
5． 掌握砂子在压裂液中沉降的计算方法
第四节     压裂设计（4学时）
1．掌握增产倍数与裂缝几何尺寸及导流能力的关系
2．掌握确定裂缝几何尺寸的计算方法
3．砂子在裂缝中的理论分布
4．了解砂子的实际分布
5．加砂方式
6． 压裂设计的步骤
第五节     压裂工艺（1学时）
1．压裂选井的原则
2．分层压裂的方法
3．了解压裂效果分析
(三) 考核知识点
1．造缝机理和造缝条件
2．破裂压裂梯度
3．压裂液
4．支撑剂
5．砂子在压裂液中沉降的计算方法
6．裂缝几何尺寸
7．压裂工艺
(四)  考核要求
1．识记
（1）记住的地应力的概念概念。
（2）记住破裂压裂梯度的计算公式。
（3）记住压裂液的作用和类型。
（4）记住压裂液对地层渗透性的伤害原因。
（5）记住支撑剂的类型。
（6）记住对压裂砂的要求。
（7）记住三种加砂方式。
（8）记住压裂选井的原则。
2．理解：
（1）理解造缝机理和造缝条件。
（2）理解地应力的影响因素。
（3）理解压裂液的流动性质和压裂液的滤失性。
（4）理解增产倍数与裂缝几何尺寸及导流能力的关系。
3.简单应用
（1）计算破裂压裂梯度。
（2）掌握砂子在压裂液中沉降的计算方法。
（3）掌握确定裂缝几何尺寸的计算方法。
4．综合应用
（1）学会压裂施工曲线的分析应用。
（2）学会各滤失系数的计算。
第五章  酸化（6学时）
(一)学习目标
掌握有关酸化的知识；熟悉相关的概念及应用。
 (二) 课程内容
第一节     碳酸盐岩地层的盐酸处理（2学时）
1．酸-岩化学反应机理
2．影响酸—岩复相反应速度的因素
3．酸-岩复相反应的有效作用距离
4．了解酸浓度分布及计算图的应用
5．前置液酸压的计算
第二节     酸液及添加剂（1学时）
1． 常用的酸液种类
2． 各种酸液在不同情况下的使用条件
3． 酸液的添加剂
4．酸处理时添加剂所起的不同作用
第三节     酸处理工艺（1学时）
1． 了解酸处理选井选层的原则
2． 酸处理方式分为常规酸化（孔隙酸化）和压裂酸化两种
3． 了解各酸处理方式的选择条件
4． 酸处理井的排液有以下几种方式
第四节      砂岩油气层的土酸处理（2学时）
1．了解砂岩油气层的土酸处理原理
2．土酸处理工艺
(三) 考核知识点
1．碳酸盐岩地层的盐酸处理。
2．前置液酸压的计算。
3．酸液及添加剂。
4．酸处理工艺。
5．砂岩油气层的土酸处理。
(四)  考核要求
1．识记
（1）记住酸-岩化学反应机理。
（2）记住影响酸—岩复相反应速度的因素。
（3）记住酸-岩复相反应的有效作用距离。
（4）记住常用的酸液种类。
（5）记住酸液的添加剂的类型。
（6）记住常用的酸处理方式。
2．理解：
（1）理解碳酸盐岩地层的盐酸处理。
（2）理解各种酸液在不同情况下的使用条件。
（3）理解酸处理时添加剂所起的不同作用。
（4）理解酸处理选井选层的原则。
（5）理解各酸处理方式的选择条件。
（6）理解砂岩油气层的土酸处理原理与工艺工程。
3.简单应用
（1）掌握前置液酸压的计算方法。
（2）会应用酸处理井层选择方法。
（3）掌握土酸处理的工艺过程。
4．综合应用
（1）综合应用各种酸化知识对油层进行改善。
第六章  砂、蜡、水（5学时）
（一） 学习目标
熟悉并掌握防砂和清砂、防蜡和清蜡、找水和堵水的有关知识和理论。
 (二) 课程内容
第一节     防砂和清砂（2学时）
1． 砂岩的胶结方式
2．油层出砂的原因
3．建立压差的方式
4．防砂的方法
5．冲砂
6．捞砂
7． 冲砂液的性能要求
8． 了解三种冲砂方式正冲、反冲、正反冲的机理
9． 掌握冲砂的水力计算
第二节     防蜡和清蜡（1学时）
1． 了解油井结蜡的一般机理和结蜡的一般规律
2． 影响结蜡的因素
3． 防蜡措施
4．清蜡方法
第三节 找水和堵水（2学时）
1．油井出水来源
2．了解油井出水原因
2． 油井出水层位的确定
4．油井堵水的方法
(三)  考核知识点
1． 油层出砂的原因
2． 建立压差的方式
3． 防砂的方法
4．冲砂和捞砂
5．影响结蜡的因素
6．防蜡和清蜡方法
7．油井出水层位的确定
8．油井堵水的方法
(四)  考核要求
1．识记
（1）记住油层出砂的原因。
（2）记住防砂的方法。
（3）记住冲砂和捞砂的含义。
（4）记住影响结蜡的因素。
（5）记住防蜡和清蜡方法。
（6）记住油井堵水的方法。
（7）记住油井出水层位的确定方法。
2．理解：
（1）理解建立压差的方式。
（2）理解三种冲砂方式正冲、反冲、正反冲的机理。
（3）理解油井结蜡现象及规律。
（4）理解油井出水原因和防水措施。
（5）理解注水井选择性封堵和非选择性封堵的基本原理。
3.简单应用
（1）掌握冲砂水力计算。
4．综合应用
（1）综合运用防砂、防蜡、防水和除砂、除蜡、除水的有关知识对油层进行保护，对其状况进行改善。

四、学习教材和主要参考书
教材：
《采油工艺原理》（修订本）,王鸿勋、张琪主编，石油工业出版社  1989年7月第1版。

五、有关说明与实施要求

（一） 关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明
    在本大纲的“考核知识点与考核要求中，对各个知识点按四个能力层次（“识记”、“领会”、“简单应用”、“综合应用”）分别提出要求，这些层次之间具有递进等关系。四个能力层次的含义：
识记：要求能够识别和记忆本课程中规定的有关知识点的主要内容（如定义、定理、定律、表达式、公式、原则、重要结论、方法、步骤及特征、特点等），并能根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。
领会：要求能够领悟和理解本课程中规定的有关知识点的内涵和外延，熟悉其内容要点和它们之间的联系，并能根据考核的不同要求，做出正确的解释、说明和论述。
简单应用：要求能够运用本课程中规定的少量知识点，分析和解决一般应用问题。如简单的计算、绘图和分析、论证等。
综合应用：要求能够运用本课程中规定的多个知识点，分析和解决较复杂的应用问题。如简单计算、绘图、简单设计、编程和分析、论证等。

（二） 自学方法指导
   本课程是一门基础知识与应用技能并重的课程，因而在学习方法上也有其自身的特点。概括地说就是：对基本概念性的知识要弄清楚，对基本应用的操作要上机反复练习，对书中的习题要认真独立完成，还要注意归纳总结，勤做笔记，以巩固所学知识。在学完全部内容之后可再做一些综合练习，以使自己的操作技能得到进一步提高。
  为了帮助大家提高自学效果，以下几点方法可供参考：
1、 学习过程中要始终结合本大纲来学，在阅读教材的每一章内容之前，应先参看考试大纲中的这一章的知识点和学习要求，了解重点和难点以及对各知识点的能力层次的要求，能做到自学起来心中有数，从而能把握住学习内容的轻重和自学进度。
2、 读教材时要循序渐进，先粗读后细读。对大纲指出的重点要精读，吃透每一个知识点；对概念性的知识要深刻理解；对基本操作方法要熟练掌握并融会贯通。
3、 本课程是一门实践性很强的课程，因此，在学习过程中要实践，通过实践加深对教材内容的理解，提高学习效率。
4、 认真完成书中的习题有助于理解、消化、掌握和巩固所学的知识。应做到每一章学习结束后，章末的习题都能独立、正确、熟练地完成。
5、遇到疑难问题如果一时无法解决但不影响后续内容学习的可以暂搁一搁，之后可以利用社会助学或考前辅导之际得解决，也可找同学商量，集思广益，进行讨论。
6、学习时要注意归纳、总结和比较，以求对知识点的融会贯通。

（三）对社会助学的要求
1、 应以本大纲的制定的教材为基础、本大纲为依据进行辅导，不能随意增删内容或更改要求。
2、 应熟知本大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点，正确把握各知识点要求达到的层次，深刻理解对各知识点的考核要求。
3、 应对学习方法进行指导，提倡“仔细阅读教材，认真完成习题；主动获取帮助，依靠自己学通”的学习方法。
4、 应注意对考生自学能力的培养，引导考生逐步学会独立学习、独立思考、独立操作。在自学过程中要学会自己提出问题，经过分析自己做出判断，从而解决问题。
5、 本课程共6学分。因此应注意对考生实际操作能力的培养，不能简单地仅帮助考生解决这个问题，而是要善于启发、引导考生弄清为什么会出现这样的问题，用什么方法可以解决这类问题。以使考生理解问题出现的原因，掌握解决问题的办法。

（四）关于命题考试的若干问题
1、 本大纲各章所规定的考试知识点及知识点下的知识细目都属于考核的内容，考试命题覆盖到各章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、 试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致为：“识记”占30%，“领会”占30%，“简单应用”占20%，“综合应用”占20%。
3、 试题难易程度要合理，可分为：易，较易，较难和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的分数比例一般一次为：   2：3：3：2。
4、 试题的主要题型主要有：单项选择、填空题、名词解释、简答题、推导题、论述题、计算题。
5、 考试采用闭卷考试方式，时间为150分钟；试题分量以中等水平的考生在规定时间内答完全部试题为度；评分采用百分制，60分为及格；考试时只允许带笔、橡皮和直尺，答卷必须用钢笔，颜色规定为蓝色或是黑色，答题卡必须用2B铅笔填涂。

六、 题型举例

一、单项选择题
1.吸水指示曲线右移，说明
A．地层吸水能力增强，吸水指数变大  B. 地层吸水能力下降，吸水指数变小
C．地层吸水指数不变，注入地层的压力升高
D．地层吸水指数不变，注入地层的压力下降
2．某井 kPa< ，当流压 kPa时的产量 m3/d，FE=0.6。则当流体  Kpa时的产量为
  A．104.6m3/d                           B.100.0m3/d
  C. 106.4m3/d                             D.120.5m3/d
二、填空题
1．自喷井自下而上的流动形态分别为   、   、   、   、   。
2．采油指数 的数值等于                  。
三、名词解释
1．解节点
4． 滑脱现象
四、简答题
1．试述抽油机的平衡原理。
2．试述三种冲砂方式的机理。
五、推导题
1．试证明在APL方法中，当N/N0=0时，有 。
六、论述题
1．详细说明注水井吸水能力下降的原因以及防止吸水能力下降的方法。
七、计算题
已知某井用泵 =60mm，冲程 =4m，冲数=10/min，静载引起的冲程变化 m，惯性载引起的冲程变化 =0.1m，试分别求：（1）理论排量 ；（2）仅受静载荷时活塞冲程 和泵效 ；（3）受静载与惯性载联合影响下的活塞冲程 和泵效 。