《采油工程方案设计》综合复习资料（A卷）
一、名词解释（每题1分，共15分）
1．面容比：酸岩反应表面积与酸体积之比。 2．水敏：油气层遇淡水后渗透率降低的现象。
3．财务内部收益率：项目在计算期内各所净现金流量现值累计等于零时的折现率。 4．有效厚度：
5. 酸敏：流体与储层岩石和流体在无任何物理、化学作用的条件下，由于流体的流动引起的地层渗透率下降的现象。
6．人工井壁防砂法：从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定的比例拌和均匀，用液体携至井下挤入油层出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的避面，可阻止油层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺措施。
7．压裂液：压裂施工过程中所用的液体的总称。 8．Vogel方程：
q0q0max?Pwf??1?0.2?0.8??PrP?r?Pwf2
9．吸水剖面：在一定注水压力下，各吸水层段的吸水量的分布。 10．破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深层的比值。 11．流动效率：指该井理想生产压差与实际生产压差之比。 12．有杆泵泵效：抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。
13．自喷采油法：利用油层自身的能量将井底爆炸产生高压，高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而到达油水井产量增注目的工艺措施。
14．套管射孔完井方法：钻穿油层直至设计井架，然后下油层套管底部注水泥固井，最后射孔弹射穿油层套管，水泥环并穿透油层某一深度建立起油流的通道。
15．应力敏感性：在施加一定的有效压力时，岩样物性参数随应力变化而改变的性质。
二、填空题（每空0.5分，共 20分）
1．油藏地质研究是对开发对象油藏的(1)认识和（2）描述。
1
2．国内外水力压裂常用的支撑剂分为（3）天然支撑剂和（4）人造支撑剂。
3．油气层敏感性评价实验有（5）速敏、（6）水敏、（7）盐敏、（8）碱敏、（9）酸敏和（10）应力敏等评价实验。
4．油田开发的天然能量主要有和（11）弹性水驱、（12）流体膨胀、（13）岩石压缩性等。 5．油田开发全过程中保护油气层措施的关键是（14）优选入井介质和（15）优化作业工艺。 6．钻开油气层过程中可能导致油气层伤害的原因包括（16）钻井液与储层不配伍、（17）压差控制不当和（18）浸泡时间过长等。
7人工举升采油方式主要包括（19）气举采油、（20）常规有杆泵采油、（21）地面驱动螺杆泵采油和（22）电动潜油泵采油等。
8．常用的射孔液有（23）无固相清洁盐水射孔液、（24）聚合物射孔液、（25）油基射孔液、（26）酸基射孔液和（27）乳化液射孔液等。
9．砂岩胶结方式可分为（28）基质胶结、（29）接触胶结、（30）充填胶结、（31）溶解胶结。 10．注水井投转注前一般需要（32）排液、（33）洗井、（34）试注。 11．稠油注蒸汽开采主要包括（35）蒸汽吞吐和（36）蒸汽驱两种方法。
12．水力压裂常用支撑剂的物理性质主要包括（37）粒径范围、（38）圆度、（39）球度、（40）酸溶解度等。
三、是非判断题（对的打“√”错的打“×”，每小题0.5分，共5分）
1．天然裂缝面与地层最大主应力方向平行 （√） 2．抽油机井生产系统是由抽油机、抽油杆、抽油泵所组成的生产系统。 （ × ） 3．油井含水越高，其产液量越高，携砂能力越强，有利于稠油出砂冷采的效果。 （ × ） 4. 盐敏评价实验目的是找出渗透率明显下降的临界矿化度，以及由盐敏引起的油气层损害程度。 （ √ ） 5. 对于稠油井、高含蜡井、出砂严重的油层，为了减少摩擦阻力、降低流速、减少冲刷作用和携砂能力，应采用直径大的孔眼。 （ × ） 6．电偶腐蚀和电化学腐蚀常用阴极保护或牺牲阳极等方法进行防腐。 （ √ ） 7．注水温度影响原油粘度，因而影响油田开发效果。 （ √ ） 8．从油井井口到油气计量与分离设备的地面集输与储存系统属于采油工程系统研究范围。
2
（ √ ）
9．完井方式的选择主要与油藏地质和油藏工程条件有关，采油工程技术措施设计主要是适应完井方式选择的需要。 （ × ） 10．水力射流泵的泵效是容积效率。 (× )
四、选择题（单项选择或多项选择，每题0.5分，共5分）
1．注水井吸水能力的预测可采用（ A.B.C.D ）方法。 A.根据油藏数值模拟结果分析 B.利用试注指示曲线确定 C.利用渗流力学公式计算 D.利用水井挤注措施资料估算 2．下面描述正确的有（ A.C.D ）。
A.面容比越大，酸岩反应速度越快，酸化效果差。 B.注酸速度越快，酸岩反应速度越快，酸化效果差。 C. 盐酸浓度越高，越有利于酸化。 D.地面压力对酸岩反应影响不大。
3．防砂方式优选必须考虑（ A.B.C.D ）等因素。 A.油层物性 B.产能损失 C.完井类型 D.完井井段长度
4．射孔孔眼方位平行于射孔井段的最大应力方向，则（ B.D ）。 A.节流表皮效应大 B.流动效应高 C.易出砂 D.破裂压力低
5．油井的完善性可用流动效率FE和表皮系数S来表示，FE和S之间存在相关性，下面描述是（ A.C ）正确的。
A.S>0 FE<1 B.S>0 FE>1 C.S<0 FE>1 D.S<0 FE<1
6．岩石的胶结强度与其胶结方式有关，其中（ C ）胶结方式的胶结强度最小。 A.基质胶结 B.接触胶结 C.充填胶结 D.溶解胶结
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7．注蒸汽热采井常用的举升方式是（ B ）。 A.气举采油 B.常规油杆泵采油 C.地面驱动螺杆泵采油 D.电动潜油离心泵采油 8．孔隙性油藏堵水时堵剂的用量取决于（ A.C.D ）。
A.处理半径 B.堵水层渗透率 C.堵水层厚度 D.堵水层孔隙度
9．为保证压裂效果下面关于支撑剂的物理性质指标描述正确的有（ C.D ）。
A.石英砂的圆球度均要大于0.4 B.支撑剂的浊度应小于200度 C.陶粒的酸溶解度应小于5% D.陶粒的圆球度均要大于0.8 10．关于油井防蜡的描述，下列说法不正确的有（ B.D ）。
A.提高井筒流体的温度。
B.改变井筒蜡沉积的表面性质，使其表面亲油憎水。 C.加入化学抑制剂，抑制蜡晶的聚集长大。
D.采用井下节流装置，使得生产流体中的气体脱出膨胀，以提高流体的流动速度。
五、简答题（每题5分，共30分）
1. 简述采油工程方案设计的基本原则。
答：（1）设计方法必须有较强的科学性；（2）方案涉及内容必须全面；（3）必须满足油藏工程和地面工程的要求；（4）加强敏感性研究，进行多方案优化；（5）方案的实施必须具有较好的可能性；（6）坚持“少投入，多产出“的经济原则。 2. 简述油田开发总体建设方案中采油工程方案设计的作用。
答：（1）首先油田开发指标和原油生产计划的工程技术保证；（2）评价油藏工程方案的适应性和可操作性；（3）结合地面工程设计与建设方案，衔接油藏工程及地面工程，起到承上启下的作用；（4）是油田开发总体建设方案的重要组成部分和总体方案实施核心。 3．试分析热采油井中出砂的原因。
答：(1)沉积环境形成的储层疏松，这是一般稠油油藏储层的显著特点。疏松砂岩，颗粒由粗到细变化很大，钙质胶结物较少，泥质胶结有多有少，普遍存在沥青质、胶质胶结。一般渗透率都较高，在0.2～10μm2之间，常规冷采时，由于原油粘度高，流速低，油井产量低，出砂也
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少。（2）当注入蒸汽后，原油粘度降低，沥青质、胶质及泥质胶结物被破坏，砂岩结构变为松散状态。注汽结束回采时，一般生产压差较大，排液速度成数十倍地增加，甚至油井能自喷，这样将引发油井出砂。（3）蒸汽吞吐作业时，注汽强度较大，先“吞”后“吐”，液流双向反复，导致岩石颗粒更加松动。（4）高温蒸汽对油层岩石的溶蚀及粘土的膨胀解体作用。注蒸汽锅炉出口水相中的PH值普遍很高，所以高碱性在高温下，对油层中的石英溶解作用很强，造成岩石结构破坏。此外，对粘土矿物也引起吸附、膨胀、分散、迁移等作用，这样，造成油层出砂严重。（5）蒸汽窜流导致油井出砂严重。有些油藏或区块，在蒸汽吞吐开采期间，由于注汽压力及注汽强度过高，以及油层非均质性严重等，发生汽窜现象，导致这些井在进行蒸汽吞吐回采时，出砂严重。（6）注蒸汽热力采油的注采强度大的特点，不仅导致油井易出砂，而且防砂难度极大。
4．简述油气田开发过程中油气层伤害的主要机理并举例。
答：（1）外来流体与储层岩石矿物有配造成的伤害，如注入过程中的粘土膨胀；（2）外来流体与储层流体不配伍造成的伤害，如酸化过程中的化学反应沉淀；（3）毛细管现象造成的伤害，如油井作业过程滤液的入侵；（4）固相颗粒堵塞引起的伤害，如注入水中固体颗粒造成的地层堵塞。
5．简述注蒸汽热采举升工艺的主要特点。
答：（1）原油粘度高，在井筒中举升时的粘滞力及摩阻力大，流动困难。（2）油井出砂多。（3）蒸汽吞吐回采初期产出液温度高，可在200℃左右，井内设备要承受高温，另一方面随时间逐渐降低，周期后期降低至常温，因而如不加热或掺轻油降粘，将无法将原油举升到地面。（4）油井供液能力不稳定，在蒸汽吞吐回采初期峰值产量与后期产量相差几倍甚至十多倍，举升能力要适应如此大的变化。（5）多周期蒸汽吞吐采油过程中，油井注完蒸汽后，要求尽快不动管柱转入人工举升，避免注入压井液后井筒降温及伤害油层，要求注汽与采油用一次管柱。 6．简述油井堵水工艺设计的内容。
答：编制堵水方案时，首先要本着块状底水油藏以封堵水为主，确定堵剂总体配方、对调堵工艺参数要有一个基本的论证，作为概念设计的依据。设计内容包括：（1）（2）堵水工艺方法；（3）堵水工艺参数堵剂的类型、名称、配方、强度、粘度和用量；（4）封堵施工压力。
六、论述题（共25分）
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1. 试述与单井压裂相比油藏整体压裂的特征。
答：（1）它立足于油藏地质、开发现状与开发要求，从宏观上对全油藏压裂作出规划部署，用来指导规范每一单井压裂的优化设计与现场施工；（2）它以获得全油藏最大的开发与经济效益为目的标，强调水力裂缝必须与注采井网达到最佳的匹配关系，以提高全油藏在某一开发阶段中的采油速度、采出程度、扫油效率等多相开发指标，在注水开发条件下提高全油藏的最终采收率；（3）它是一项系统工程，需由（油藏地质、油藏工程、岩石力学、渗流力学等）多学科的渗透融合合并与工程上（压裂材料、数值模型、测试检验与工艺水平等）各项配套技术进步相辅相成。显然，其中某一方面准备不足，都会对油藏整体压裂产生影响；（4）它由研究、设计、实施与评价四个主要环节组成。即是，在充分认识地质和开发条件的基础上，通过成熟的现代压裂技术，制定优化的整体压裂方案设计；在这一优化方案设计的指导下进行优化的压裂实施；并检验和评价设计与实施效果，以此，作为制定开发（或调整开发）方案和改进后续压裂工作的依据。这样，在以上环节的不断循环深化的过程中，油藏整体压裂技术也在不断地提高完善，并更好地完成各阶段中的开发任务。
2. 试论述采油方式综合评价与决策分析所常用的三种方法的应用特点。
答：（1）油田开采是一个庞大而复杂的系统工程，油、水（注、采）井生产系统则是注水开发油田大系统的中心环节，除了与其他各系统紧密联系之外，它自身又有独特点规律。油井生产系统是注采系统的重要组成部分。为此，必须在充分研究各种采油方式所组成的生产系统自身的生产规律的基础上，把它放在高一级系统的大环境中考察和研究它对整个开采系统的影响，才能对采用什么采油方式最后做出评价和选择；（2）油田开采是一个动态过程，原油生产又必须通过分布在油田上的单个油井来实现。所以，采油方式的选择，也必须从时空观出发考虑油田动态变化及单井产能分布规律；（3）采油方式的实施对象是成千上万口油井，机械采油设备和工程投资及其管理维护费用是油田投入开发之后的重要投入，而不同采油方式的投入产出比不同，为此，又需要在技术、经济综合评价的基础上选择采油方式。
3． 结合油田生产实际，试写出采油工程方案框架中所涉及的某一单项工程技术的工艺设计步骤。
答：注水工程方案设计步骤:
(1)油田注水开发可行性分析:从油藏地质特征分析和岩石表面润湿性试验两个方面提出注水可
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行性报告.油藏地质特征组份包括两个方面(1)合理油藏压力水平,尽量利用天然能量,提高经济效益.(2)从能量平衡出发,评价经济上是否合算.储层表面润湿性分析:应用有代表性的岩心进行润湿性实验研究.亲油润湿适于注气而不适于,亲水润湿既可注水又可注气,新近的研究表明,对注水开发油田岩石亲水表面好于亲油表面,中间润湿较强亲水好. (2)注水量预测:注入量预测公式:Qiw?AQ0??B0??0?fw?Vnw ??1?fw?N 全油田平注水量:Q?Qiw?T?N 根据以上方法可以预测全油田不同含水期的注水量.
(3)吸水能力预测:可采用以下几种方法(1).根据油藏工程数值摸拟结果,它可得到不同开发阶段注水井在非外部因素(储层损害,增注措施)影响下的吸水能力的变化,(2).利用试注的指示曲线确定吸水能力.(3)利用渗流力学的简化方法近似地预测吸水能力.(4)通过油井试采期间的挤注措施(酸化,压裂)资料加以处理来估计吸水能力.
(4)注水压力预测.(1)应用试采期间的试数据,利用不同时期吸水指数和预测注水量来求出注水压力,并分析确定油藏不同类型注水井的注入压力.(2)利用试油,试采取得的采油指数估算吸水指数,用井口注水压力=?P?Pf?P启动?P水柱 ?P?qi的公式预测注水压力,并分析确定油藏不Jw同类型注水井的注入压力.(3)借用类似油藏的吸水指数或用经验系数估计吸水指数,按上式预测注水压力.
(5)注水温度设计.根据注水井井底温度应高于原析蜡温度或凝固点温度的原则确定最低注水温度.
(6)注入水质及质量要求.①注入水质评定. ②注入水质的质量要求,包括悬浮物颗粒直经的确定,悬浮固体含量的确定,油量指标,腐蚀速度的确定,腐生菌含量的确定,硫酸盐还原菌数量的确定,溶解氧含量的确定,水中游离CO2的确定含铁量的确定. ③对特殊油藏,注入介质中加化学剂. ④注水水源条件分析包括评价注水水源,注水水质推荐指标.中原油田一般采用采出水经过处理.
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《采油工程方案设计》综合复习资料（B卷）
一、名词解释（每题1分，共15分）
1．吸水指数：单位注水压差下的日注水量。
2．蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 3．负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。 4．破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。
5．财务内部收益率：项目在计算期内各所净现金流量累计等于零时的折现率。
6．油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油水井等的生产动态分析工作。 7．面容比：酸岩反应表面积与酸体积之比。
8．蒸汽吞吐采油：向采油井注入一定量的蒸汽，关井浸泡一段时间后开井生产，当采油量下降到不经济时，再重复上述作业的采油方式。
9．有杆泵泵效：抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。
10．应力敏感性：在施加一定的有效压力时，岩样物性参数随应力变化而改变的性质。 11．裸眼完井方法：生产段油层完全裸露的完井方法。 12．采油指数：油井IPR曲线斜率的负倒数。
13．自喷采油法：利用油层自身的能量将井底爆炸产生高压，高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而到达油水井产量增注目的工艺措施。
14．高能气体压裂：利用特定的炸药在井底爆炸产生高压高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而达到油水井增产增注目的的工艺措施。
15．人工井壁防砂法：从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定的比例拌和均匀，用液体携至井下挤入油层出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的避面，可阻止油层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺措施。
二、填空题（每空0.5分，共 20分）
1．采油工程方案设计中油田地质基础资料主要包括（1）地质构造特征、（2）地层划分及岩性特征、（3）储层特征、（4）油藏类型及油、气、水分布等。
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2．目前常用的完井方式有（5）射孔完井、（6）裸眼完井、（7）豁缝衬管完井、（8）砾石充填完井等。
3．注水井投转注前一般需要（9）排液、（10）洗井、（11）试注。
4．电潜泵的特性曲线反映了（12）压头、（13）效率、（14）功率和（15）泵排量之间的关系。 5．常用的油水井解堵方法有（16）酸化解堵、（17）高能气体压裂、（18）水力震荡解堵等。 6．国内外水力压裂常用的支撑剂分为（19）天然支撑剂和（20）人造支撑剂两大类。 7．稠油注蒸汽开采主要包括（21）蒸汽吞吐和（22）蒸汽驱两种方法。
8．酸化过程中常用的酸液添加剂有（23）缓蚀剂、（24）铁离子稳定剂、（25）助排剂、（26）破乳剂等类型。
9．人工举升采油方式主要包括（27）气举采油、（28）常规有杆泵采油、（29）地层驱动螺杆泵采油和（30）电动潜油泵采油等。
10．钻开油气层过程中可能导致油气层伤害的原因包括（31）钻井液与储层不配伍、（32）压差控制不当、（33）浸泡时间过长等。
11．目前常用的出砂预测方法有（34）现场观察法、（35）经验法、（36）数值计算法、（37） 实验室模拟法等四类方法。
12．碳酸盐岩酸化工艺分为（38）酸洗、（39）酸化、（40）酸压三种类型。
三、是非判断题（对的打“√”错的打“×”，每小题0.5分，共5分）
1．稠油一般是指在地面条件下粘度大于50mpa.s的原油。 （ × ） 2．电偶腐蚀和电化学腐蚀常用阴极保护或牺牲阳极等方法进行防腐。 （ √ ） 3．水力压裂裂缝总是平行于地层最小水平主应力方向。 （ × ） 4．低渗透油藏的整体压裂改造方案设计与单井水力压裂一样，以提高单井产量或注入量为目标。
（ × ）
5．国内外生产实践表明组合模量指数越大，地层越容易出砂。 （ × ） 6．油井含水越高，其产液量越高，携砂能力越强，有利于稠油出砂冷采的效果。 （ × ） 7．碳酸钙垢常用饱和指数进行预测，当碳酸钙饱和度指数大于0时可能产生碳酸钙垢。（ √ ） 8．短曲率半径水平井基本上采用裸眼完井方式。 （ √ ） 9．通过油田生产动态监测资料可以分析油水井生产设备的工作状况和油藏流体的运动规律。
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（ √）
10．提高油井生产流体的流速有利于减缓结蜡速度。 （ √ ）
四、选择题（单项选择或多项选择，每题0.5分，共5分）
1．砂岩胶结方式可分为（ A.B.C.D ）
A.基质胶结 B.接触胶结 C.充填胶结 D.溶解胶结
2．油层受到伤害后，其评价指标描述正确的有（ B.C ）。
A.流动效率大于1 B.产率比小于1 C.堵塞比大于1 D.完井系数小于1 3．下面描述正确的有（ A.C.D ）。
A.面容比越大，酸岩反应速度越快，酸化效果差。 B.注酸速度越快，酸岩反应速度越快，酸化效果差。 C.盐酸浓度越高，越有利于酸化。 D.地面压力对酸岩反应影响不大。
4．水平井可按曲率半径进行分类，其中曲率半径为100m的水平井为（ B A.长曲率半径 B.中曲率半径 C.短曲率半径 D.超短曲率半径 5．稠油出砂冷采能够适用的条件有（ B.C ）。 A.埋藏深度≤300m B.油层厚度≥3m C.渗透率≥ 500×10-3
μm2
D.原油密度≤900kg/m3
6．压裂液的评价与优选必须考虑（ A.B.C.D ）等因素。 A.油藏岩性 B.油藏温度、压力 C.支撑剂的性质 D.压力工艺技术 7．注水开发油田对注入水水质的基本要求有（ A.C.D ）。 A.配伍性好 B.取水方式 C.悬浮物含量符合标准 D.腐蚀性小
8．关于深度调剖和封堵施工压力的描述，下列说法正确的有（ A.C ）。
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）水平井。
A.施工压力应小于地层的破裂压力。 B.施工压力应大于非调堵层的启动注入压力。 C.施工压力应小于非调堵层的启动注入压力。 D.施工压力应小于调堵层的启动注入压力。
9．关于油井防蜡的描述，下列说法不正确的有（ B.D ）。
A.提高井筒流体的温度。
B.改变井筒蜡沉积的表面性质，使其表面亲油憎水。 C.加入化学抑制剂，抑制蜡晶的聚集长大。
D.采用井下节流装置，使得生产流体中的气体脱出膨胀，以提高流体的流动速度。 10．在油田开发过程中系统保护油层的工作主要是（ B.C ）。 A.采取合理的防砂方法 B.优选入井流体 C.优化工程设计实施工艺 D.优选解堵工艺方案
五、简答题（每题5分，共30分）
1．简述采油工艺方案设计的主要内容。
答：（1）依据地质研究，油藏工程研究，油井生产条件分析等结果确定采油方式选择原则和要求，准备采油方式选择所需要的基础资料；（2）油藏或区块油井产能预测与分析预测油田不同开发阶段各类油井的产液或产油指数及各类油井产能随时空的变化规律；（3）油井生产动态模拟：a、根据地面生产和油藏地质条件及各种采油方式的适用范围，初步确定可供选用的采油方式。b、根据初选结果，建立各种采油方式的有几个那生产动态模拟器，主要包括自喷、常规有杆泵、潜油电泵、水力活塞泵、气举等采油井生产动态模拟器。C、应用油井生产动态模拟器计算区块或油井采油不同采油方式，在保持一定油藏压力水平，不同采液指数和不同含水阶段的最大产量图版及工作况指标。D、预测不同采油方式下的油井最大产量。（4）采油方式综合评价与决策，在应用油井生产动态模拟器确定出不同采油方式在不同含水阶段的生产技术指标的基础上，综合考虑经济，管理和生产条件等因素后，对不同采油方式作出评价与决策；（5）采油工艺方案的编制，根据采油方式综合评价与决策的结晶，选定各类油井应用的采油方式，确定其工艺参数和设备类型，规格，数量与性能，设计配套的管柱结构，进行强度校核，编制采油工艺方案，提出采油方式选择结论及实施建议，并从技术和经济两个方面对油藏工程方案提出
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修正或选择等反馈建议。
2．简述油气田开发过程中油气层伤害的主要机理并举例。
答：答：（1）外来流体与储层岩石矿物有配造成的伤害，如注入过程中的粘土膨胀；（2）外来流体与储层流体不配伍造成的伤害，如酸化过程中的化学反应沉淀；（3）毛细管现象造成的伤害，如油井作业过程滤液的入侵；（4）固相颗粒堵塞引起的伤害，如注入水中固体颗粒造成的地层堵塞。
3．简述完井工程方案设计的主要内容。
答：（1）在油藏地质研究的基础上，根据油田开发与采油工程要求选择完井方式，并提出钻开油藏的要求；（2）考虑油田开发全过程油井产能的变化及所在采取工艺，应用节点分析方法，确定油管尺寸和举升方式进行审查套管尺寸选择及强度设计；（3）从钻井和采油工程出发确定套管及井身结构，并提出固井要求；（4）选择完井方式的技术方案（如射孔完井的射孔参数优选射孔方式及工艺设计，砾石充填完井充填方式，砾石直径选择及工艺参数设计等）。 4．简述低渗透油藏整体压裂设计的基本思路。
答：低渗透油藏整体压裂设计是以油藏—人工水力压裂裂缝—油水井所组成的系统为研究对象，以获取最大的油藏开发净现值或原油采收率为目标，其设计思想是将具有不同缝长与裂缝方位的人工水力裂缝设置于低渗透油藏中，运用现代油藏数值模拟技术和经济模型，预测油藏在不同井网和开发时期的产油量，注水量，采收率及其经济效果，应用水力压裂模型和压裂经济评价模型优化压裂工艺参数和计算其成本，并根据技术经济综合评价结果优化裂缝参数和方位，以实现油田开发的高水平，高效益。 5．简述稠油注蒸汽开采机理。
答：稠油注蒸汽开采包括蒸汽吞吐和蒸汽驱两种方法，能把大量的热量带入地层，从而降低原油粘度，提高原油的流动能力，改善开发效果。（1）降粘作用：可增加油层的温度，改变地层原油的物性，降低地层粘度。（2）热膨胀作用。（3）岩石渗流物性改变作用。（4）蒸汽的蒸馏作用。（5）蒸汽对矿物及孔隙结构的影响。（6）蒸汽使自吸作用加强。 6．简述油井堵水工艺设计的内容。
答：编制堵水方案时，首先要本着块状底水油藏以封堵水为主，确定堵剂总体配方、对调堵工艺参数要有一个基本的论证，作为概念设计的依据。设计内容包括：（1）（2）堵水工艺方法；
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（3）堵水工艺参数堵剂的类型、名称、配方、强度、粘度和用量；（4）封堵施工压力。
六、论述题（共25分）
1． 论述低渗透油藏整体压裂改造工程方案设计的基本内容。
答：(1)压前油藏综合评价。 这项工作是整体压裂方案设计研究的基础。通过对油藏地质，就地应力场，开发与完井条件的综合分析研究。为方案设计提供必需的油藏背景材料，采集并确认可靠的设计参数，为制定方案做好准备，列出不同参数组合的数组，使其能够覆盖油藏的整体特征。(2)压裂材料的评价优选。 压裂液和支撑剂是压裂需要的两项基本材料。对它们评价优选的需要是：必须与油藏地质条件和流体性质相匹配，最大限度地减少对储层和水力裂缝的伤害，必须满足压裂工艺要求，必须获得最大的压裂开发效果与效益。(3)整体压裂方案的优化设计。 依据上述两项研究结果，进行油藏整体压裂方案的设计工作。将具有一定支撑缝长，导流能力与方位的水力裂缝置予给定的油藏地质条件和开发井网(井网形式，井距，井数与布井方位)之中，借助水力裂缝，油藏和经济模型，使它们过到最佳的优化组合，并提出经努力可以实现的工艺措施，以保证油藏经整体压裂之后能够获得最大的开发和经济效益，对开发井网的优化结果要反馈给油藏工程方案和油田开发方案。(4)水力裂缝诊断。 水力裂缝诊断旨在使用多种测试技术确认方案实施后实际产生的裂缝的几何尺寸，导流能力与裂缝延伸方案设计的符合程度，目的是为评价压裂效益，提高完善方案设计提供依据，需要注意，至今裂缝诊断技术虽有多种方法，但无一被公认为是最可靠的，因此，这项工作需要在同一井层上，为同一目的进行不同的测试，经比较分析，确认它们的一致性与可信度。(5)压后评估。压后评估检验，分析方案实施后实际的效益与方案设计预计结果的符合程度。因此，应研究如何以更少的投入换取同一效果，或如何以同一投入换取更大的效益。如果方案设计与实际结果相差较大，则必须再从油藏综合评价出发，逐段逐项地找出症结所在，并修正完善。总之，这项工作既是油藏整体压裂的归结，又是它在新起点的开始。 2．论述采油方式综合评价与决策的基本模式。 答：(1)采油方式综合评价与决策系统的概念框架
系统目标：在进行各种采油方式对该油田(或区块)适应性和完成油田开发总体方案中油藏工程设计产量指标的可行性分析的基础上，选择技术上可行，经济上合理的采油方式(组合)，并确定举升设备，操作参数和预测工况指标。
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系统范围：从油藏或区块的整体范围出发，针对处于不同开发阶段的各类油井可能采取的举升系统。
系统环境(约束条件)：油藏地质特征和油藏工程设计的油田开发指标，油井与地面条件，举升设备工作参数指标的许用值。
系统组成：采油方式综合评价与决策是油田开发总体方案中采油工程方案的一个子系统，其组成如图所示：
(2)油井生产系统生产过程动态模拟。 建立油井生产系统动态预测模型和确定计算方法，应用节点分析方法预测和分析不同举升方式的油井生产动态指标。
(3)综合评价与决策。 建立包括经济，技术和管理等多因素多层次的综合评价体系和应用模糊评判方法进行综合评价的决策模型。
基础参数： 油气地质条件 油藏工程设计 开发指标 油田生产条件 模拟方案选定 动态指标 不同采处理分析 油方式综 合评输出： 选定的采油方式（组合）、设备操作参数及工况指标 的油井价生产系与统动态决模拟 经济分析 策 3．结合油田生产实际，试写出采油工程方案框架中所涉及的某一单项工程技术的工艺设计步骤。 答：注水工程方案设计步骤:
(1)油田注水开发可行性分析:从油藏地质特征分析和岩石表面润湿性试验两个方面提出注水可行性报告.油藏地质特征组份包括两个方面(1)合理油藏压力水平,尽量利用天然能量,提高经济效益.(2)从能量平衡出发,评价经济上是否合算.储层表面润湿性分析:应用有代表性的岩心进行润湿性实验研究.亲油润湿适于注气而不适于,亲水润湿既可注水又可注气,新近的研究表明,对注水开发油田岩石亲水表面好于亲油表面,中间润湿较强亲水好. (2)注水量预测:注入量预测公式:Qiw?AQ0??B0??0?fw?Vnw ??1?fw?N 全油田平注水量:Q?Qiw?T?N 根据以上方法可以预测全油田不同含水期的注水量.
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(3)吸水能力预测:可采用以下几种方法(1).根据油藏工程数值摸拟结果,它可得到不同开发阶段注水井在非外部因素(储层损害,增注措施)影响下的吸水能力的变化,(2).利用试注的指示曲线确定吸水能力.(3)利用渗流力学的简化方法近似地预测吸水能力.(4)通过油井试采期间的挤注措施(酸化,压裂)资料加以处理来估计吸水能力.
(4)注水压力预测.(1)应用试采期间的试数据,利用不同时期吸水指数和预测注水量来求出注水压力,并分析确定油藏不同类型注水井的注入压力.(2)利用试油,试采取得的采油指数估算吸水指数,用井口注水压力=?P?Pf?P启动?P水柱 ?P?qi的公式预测注水压力,并分析确定油藏不Jw同类型注水井的注入压力.(3)借用类似油藏的吸水指数或用经验系数估计吸水指数,按上式预测注水压力.
(5)注水温度设计.根据注水井井底温度应高于原析蜡温度或凝固点温度的原则确定最低注水温度.
(6)注入水质及质量要求.①注入水质评定. ②注入水质的质量要求,包括悬浮物颗粒直经的确定,悬浮固体含量的确定,油量指标,腐蚀速度的确定,腐生菌含量的确定,硫酸盐还原菌数量的确定,溶解氧含量的确定,水中游离CO2的确定含铁量的确定. ③对特殊油藏,注入介质中加化学剂. ④注水水源条件分析包括评价注水水源,注水水质推荐指标.中原油田一般采用采出水经过处理.
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《采油工程方案设计》综合复习资料（C卷）
一、名词解释（每题1分，共15分）
１.油气层损害：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。 ２.高能气体压裂：利用特定的炸药在井底爆炸产生高压高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而达到油水井增产增注目的工艺措施。
３.酸压：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。４.人工胶结砂层防砂法： ５.稠油：地层条件下粘度大于50mPa.s或地面脱气情况下粘度大于100mPa.s的原油。 ６.财务净现值：项目在计算期内各年净现金流量按设定折现率(或规定的基准收益率)贴现的现值之和．
７.负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。
８.化学防砂：是以各种材料(如水泥浆，酚醛树脂等)为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以硬质颗粒为支撑剂，按一定比例搅拌均匀后，挤入套管外地层中，凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，阻止地层出砂的工艺方法。 ９.水敏：油气层遇淡水后渗透率降低的现象。
10.自喷采油法：利用油层自身的能量将井底爆炸产生高压，高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而达到油水井产量增注目的工艺措施。
11.人工井壁防砂法：从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定的比例拌和均匀，用液体携至井下挤入油层出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的避面，可阻止油层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺措施。
12.裂缝导流能力：在裂缝闭合压力下裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝支撑缝宽度乘积。它综合反映了支撑剂的物理性质与支撑剂在缝中的铺置状况。 13.压裂液：压裂施工过程中所用的液体的总称。 14.有效厚度：
15.投资利润率： 项目生产期内年平均利润总额与总投资的比例。
二、填空题（每空0.5分，共 20分）
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1.油气层敏感性评价实验有(1)速敏，(2)水敏，(3)盐敏，(4)碱敏，(5)酸敏，(6)应力敏等评价实验。
2.目前常用的完井方式有(7)射孔完井，(8)裸眼完井，(9)豁缝衬管完井，(10)砾石充填完井等。 3.稠油注蒸汽开采主要包括(11)蒸汽吞吐和(12)蒸汽驱两种方法。
4.酸化过程中常用的酸液添加剂有（13）缓蚀剂，(14)铁离子稳定剂，(15助排剂，(16)破乳剂等类型。
5.影响油层出砂的因素很多，主要分为（17）地质因素和(18)开发因素两大类。
6.电潜泵的特性曲线反映了（19）压头，(20效率，(21)功率，和(22)泵排量之间的关系。 7．砂岩地层射孔完井参数设计主要设计（23）孔深，孔密。(24)相位角。(25)孔径。(26)射孔格式 等参数。
8．抽油机井生产动态模拟器模拟的是（27）油层，(28)井筒，(29)机，杆，泵 所组成的常规有杆泵生产系统。
9.油田开发过程中电化学腐蚀常用（30）阴极保护 等方法防腐，化学腐蚀多采用（31）化学防腐 方法防腐，而细菌腐蚀常用的防腐方法是（32）杀菌。
10.采油工程方案设计中油田地质基础资料主要包括（33）地质构造特征(34)地层划分及岩性特征，(35)储层特征和(36)油藏类型及油，气，水分布 等。
11.水力压裂常用支撑剂的物理性质主要包括（37）粒径范围，(38)圆度。(39)球度，(40)酸溶解度等。
三、是非判断题（对的打“√”错的打“×”，每小题0.5分，共5分）
1.地应力的研究只对采油工程方案中的水力压裂油层改造方案设计有作用。 （ × ） 2.完井方式的选择主要与油藏地质和油藏工程条件有关，采油工程技术措施设计主要是适应完井方式选择的需要。 （ × ） 3.射孔负压设计时要尽可能的降低射孔时井底流体的压力。 （ × ） 4.碳酸钙垢常用饱和指数进行预测，当碳酸钙饱和度指数大于0时可能产生碳酸钙垢。（ √ ） 5.低渗透油藏的整体压裂改造方案设计与单井水力压裂一样，以提高单井产量或注入量为目标。
( × ) 6.油井含水越高，其产液量越高，携砂能力越强，有利于稠油出砂冷采的效果。 （ × ）
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7.酸压是以酸液为压裂液不加支撑剂的压裂。 （ √ ） 8.原油中的胶质和沥青质存在有减缓结蜡的作用。 （ × ） 9.对于稠油井、高含蜡井、出砂严重的油层，为了减少摩擦阻力、降低流速、减少冲刷作用和携砂能力，应采用直径大的孔眼。 （ × ） 10.在渗透率各向异性低渗透率油田中，主渗透率方向与最大水平主应力方向趋于一致。 （ ）
四、选择题（单项选择或多项选择，每题0.5分，共5分）
1．孔隙性油藏堵水时堵剂的用量取决于（ A.C.D ）。
A.处理半径 B.堵水层渗透率 C.堵水层厚度 D.堵水层孔隙度 2．注蒸汽热采井常用的举升方式是（ B ）。 A.气举采油 B.常规油杆泵采油 C.地面驱动螺杆泵采油 D.电动潜油离心泵采油 3．稠油出砂冷采能够适用的条件有（ B.C ）。 A.埋藏深度≤300m B.油层厚度≥3m C.渗透率≥ 500×10-3
μm2
D.原油密度≤900kg/m3
4．防砂方式优选必须考虑（ A.B.C.D ）等因素。
A.油层物性 B.产能损失 C.完井类型 D.完井井段长度
5．在油田开发过程中系统保护油层的工作主要是（ B.C ）。 A.采取合理的防砂方法 B.优选入井流体 C.优化工程设计实施工艺 D.优选解堵工艺方案
6．水平井可按曲率半径进行分类，其中曲率半径为100m的水平井为（A.长曲率半径 B.中曲率半径 C.短曲率半径 D.超短曲率半径 7．注水井吸水能力的预测可采用（ A.B.C.D ）方法。 A.根据油藏数值模拟结果分析 B.利用试注指示曲线确定 C.利用渗流力学公式计算 D.利用水井挤注措施资料估算
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）水平井。 B 8．油井的采油指数是一个反映油层性质、油层厚度、流体物性参数、完井条件及油层泄油面积等与（ D ）间关系的综合指标。 A.渗透率 B.压力 C.流动阻力 D.产量
9．在采油过程中，可能造成油层伤害的原因有（ A.C ）。
A.生产速度过大引起油层的微粒运移 B.停产时间过长，引起油层温度下降
C.井底流压过低，引起原油脱气和地层应力敏感 D.水泥浆滤液侵入地层
10．射孔孔眼方位平行于射孔井段的最大应力方向，则（ B.D ）。 A.节流表皮效应大 B.流动效应高 C.易出砂 D.破裂压力低
五、简答题（每题5分，共30分）
1． 简述油井堵水工艺设计的内容。
答：编制堵水方案时，首先要本着块状底水油藏以封堵水为主，确定堵剂总体配方、对调堵工艺参数要有一个基本的论证，作为概念设计的依据。设计内容包括：（1）堵水工艺方法；（2）堵水工艺参数堵剂的类型、名称、配方、强度、粘度和用量；（3）封堵施工压力。 2． 简述稠油注蒸汽开采方法与常规方法开采的显著差别
答：（1）由于注入介质的温度高、热能大，因此需在地面设备、完井、注采井筒及地面管线、动态监测等方面要能耐高温；（2）由于要利用热能来提高油层温度，从而降低原油粘度，提高开发效果，因此在注入过程中要进行隔热保温，降低热损失，提高热效率。 3． 简述注蒸汽热采举升工艺的主要特点。
答：（1）原油粘度高，在井筒中举升时的粘滞力及摩阻力大，流动困难。（2）油井出砂多。（3）蒸汽吞吐回采初期产出液温度高，可在200℃左右，井内设备要承受高温，另一方面随时间逐渐降低，周期后期降低至常温，因而如不加热或掺轻油降粘，将无法将原油举升到地面。（4）油井供液能力不稳定，在蒸汽吞吐回采初期峰值产量与后期产量相差几倍甚至十多倍，举升能力要适应如此大的变化。（5）多周期蒸汽吞吐采油过程中，油井注完蒸汽后，要求尽快不动管
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柱转入人工举升，避免注入压井液后井筒降温及伤害油层，要求注汽与采油用一次管柱 4． 简述速敏评价实验的目的。
答：（1）找出由于流速作用导致微粒运移从而发生伤害的临界流速，以及找出由于速敏引起的油气层伤害程度；（2）为水敏、盐敏、碱敏和酸敏等实验确定合理的实验流速提供依据；（3）为确定合理的注采速度提供科学依据。
5. 试写出修正不完善井IPR的Standing方法的计算公式。 答：
6．简述负压射孔完井的负压值设计的要求。
答：负压使孔眼的破碎压实带的细小颗粒冲刷出来，使井眼清洁，满足这个要求的负压称为最小负压，该值不能超过某个值以免造成地层出砂、垮塌、套管挤毁或封隔器失效等问题，对应的这个临界值称为最大负压。因此合理射孔负压值的选择应当是即高于最小负压值又不能超过最大负压值。负压设计分为经验方法和理论方法两种。
六、论述题（共25分）
1． 试分析影响油井结蜡的主要因素。
答：(1)原油的性质及含蜡量。油井结蜡的内在因素是因为原油中溶解有石蜡，在其它条件相同的前提下，原油中含蜡量越高，油井就越容易结蜡。另外，油井的结蜡与原油组分也有一定的关系，原油中所含轻质馏分越多，则蜡的初始结晶温度就越低，保持溶解状态的蜡就越多，即蜡不易出。实验证明，在同一含蜡量的原油中，含轻质成分少的原油，其中的蜡更容易析出。(2)原油中的胶质，沥青质。实验表明，随着胶质含量的增加，蜡的初始结晶温度降低，这是因为，胶质为表面活性物质，它可以吸附于石蜡结晶的表面，阻止结晶体的长大。沥青质是胶质的进一步聚合物，它不溶于油，而是以极小的颗粒分散于油中，可成为石蜡结晶的中心，对石蜡结晶起到良好的分散作用。根据观察，由于胶质，沥青质的存在，使蜡晶分散得均匀而致密，且与胶质结合的紧密，但有胶质，沥青质存在时，在壁管上沉积的蜡的强度将明显增加，而不易被油流冲走，因此原油中的胶质，沥青质对防蜡和清蜡既有有利的一面，也有不利的一面。(3)压力和溶解气。 在压力高于饱和压力的条件下，压力降低时，原油不会脱气，蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低，在压力低于饱和压力的条件下，由于压力降低时原油中的气体不断脱出，气体分离与膨胀均使原油温度降低，降低了原油对蜡的溶解能力，因而使蜡的初始温
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度升高。 在采油过程中，原油从油层向地面流动，压力不断降低，在井筒中，由于油流与井筒及地层间的热交换，油流温度也降低，当压力降低到饱和压力时，使有气体脱出。降低了原油对蜡的溶解能力，使初始结晶温度提高，同时气体的膨胀，发生吸热过程，也促使油流温度降低，从而加重了蜡晶的析出和沉积。(4)原油中的水和机械杂质。 原油中的水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大。但是原油中的细小砂粒及机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，而促使石蜡结晶的析出，加剧了结蜡过程。油井含水量增加，结蜡程度有所减轻其原因包括：一是水的比热大于油，故含水后可减少液流温度的降低，二是含水量增加后易在管壁形成连续水膜，不利于蜡沉积于管壁。(5)液流速度，管理粗糙度及表面性质。 油井生产实践证明，高产井结蜡情况没有低产井严重，这是因为在通常情况下，高产井的压力高，脱气少，蜡的初始结晶温度低，同时液流速度大，井筒流体流动过程中热损失小，从而使液流在井筒内保持较高的温度，蜡不易析出，另一方面由于液流速高，对管壁的冲刷能力强，蜡不易沉积在管壁上。但是随着流速的增大，单位时间内通过管道某位置的蜡量增加，加剧了结蜡过程，因此，液流速度对结蜡的影响有正反两个方面的作用。 管材不同，结蜡量也不同，显然管壁越光滑，蜡越不容易沉积，根据有关表面性质对结蜡影响的研究，管壁表面的润湿性对结蜡有明显影响，表面亲水性越强越不易结蜡。
2． 论述低渗透油藏整体压裂改造工程方案设计的基本内容。
答：(1)压前油藏综合评价。 这项工作是整体压裂方案设计研究的基础。通过对油藏地质，就地应力场，开发与完井条件的综合分析研究。为方案设计提供必需的油藏背景材料，采集并确认可靠的设计参数，为制定方案做好准备，列出不同参数组合的数组，使其能够覆盖油藏的整体特征。(2)压裂材料的评价优选。 压裂液和支撑剂是压裂需要的两项基本材料。对它们评价优选的需要是：必须与油藏地质条件和流体性质相匹配，最大限度地减少对储层和水力裂缝的伤害，必须满足压裂工艺要求，必须获得最大的压裂开发效果与效益。(3)整体压裂方案的优化设计。 依据上述两项研究结果，进行油藏整体压裂方案的设计工作。将具有一定支撑缝长，导流能力与方位的水力裂缝置予给定的油藏地质条件和开发井网(井网形式，井距，井数与布井方位)之中，借助水力裂缝，油藏和经济模型，使它们过到最佳的优化组合，并提出经努力可以实现的工艺措施，以保证油藏经整体压裂之后能够获得最大的开发和经济效益，对开发井网的优化结果要反馈给油藏工程方案和油田开发方案。(4)水力裂缝诊断。 水力裂缝诊断旨在使用多
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种测试技术确认方案实施后实际产生的裂缝的几何尺寸，导流能力与裂缝延伸方案设计的符合程度，目的是为评价压裂效益，提高完善方案设计提供依据，需要注意，至今裂缝诊断技术虽有多种方法，但无一被公认为是最可靠的，因此，这项工作需要在同一井层上，为同一目的进行不同的测试，经比较分析，确认它们的一致性与可信度。(5)压后评估。压后评估检验，分析方案实施后实际的效益与方案设计预计结果的符合程度。因此，应研究如何以更少的投入换取同一效果，或如何以同一投入换取更大的效益。如果方案设计与实际结果相差较大，则必须再从油藏综合评价出发，逐段逐项地找出症结所在，并修正完善。总之，这项工作既是油藏整体压裂的归结，又是它在新起点的开始。
3. 结合油田生产实际，试写出采油工程方案框架中所涉及的某一单项工程技术的工艺设计步骤。
答：注水工程方案设计步骤:
（1）油田注水开发可行性分析:从油藏地质特征分析和岩石表面润湿性试验两个方面提出注水可行性报告.油藏地质特征组份包括两个方面(1)合理油藏压力水平,尽量利用天然能量,提高经济效益.(2)从能量平衡出发,评价经济上是否合算.储层表面润湿性分析:应用有代表性的岩心进行润湿性实验研究.亲油润湿适于注气而不适于,亲水润湿既可注水又可注气,新近的研究表明,对注水开发油田岩石亲水表面好于亲油表面,中间润湿较强亲水好. （2）注水量预测:注入量预测公式:Qiw?AQ0??B0fw?Vnw ?????01?fw?N 全油田平注水量:Q?Qiw?T?N 根据以上方法可以预测全油田不同含水期的注水量.
（3）吸水能力预测:可采用以下几种方法(1).根据油藏工程数值摸拟结果,它可得到不同开发阶段注水井在非外部因素(储层损害,增注措施)影响下的吸水能力的变化,(2).利用试注的指示曲线确定吸水能力.(3)利用渗流力学的简化方法近似地预测吸水能力.(4)通过油井试采期间的挤注措施(酸化,压裂)资料加以处理来估计吸水能力.
（4）注水压力预测.(1)应用试采期间的试数据,利用不同时期吸水指数和预测注水量来求出注水压力,并分析确定油藏不同类型注水井的注入压力.(2)利用试油,试采取得的采油指数估算吸水指
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数,用井口注水压力=?P?Pf?P 启动?P水柱?P?qi的公式预测注水压力,并分析确定油藏Jw不同类型注水井的注入压力.(3)借用类似油藏的吸水指数或用经验系数估计吸水指数,按上式预测注水压力.
（5）.注水温度设计.根据注水井井底温度应高于原析蜡温度或凝固点温度的原则确定最低注水温度.
（6）注入水质及质量要求. ①注入水质评定. ②注入水质的质量要求,包括悬浮物颗粒直经的确定,悬浮固体含量的确定,油量指标,腐蚀速度的确定,腐生菌含量的确定,硫酸盐还原菌数量的确定,溶解氧含量的确定,水中游离CO2的确定含铁量的确定. ③对特殊油藏,注入介质中加化学剂. ④注水水源条件分析包括评价注水水源,注水水质推荐指标.中原油田一般采用采出水经过处理.
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