2025年石油與天然氣工程油氣田開發(fā)試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.對于均質(zhì)、等厚、無限大、常壓、不可壓縮的均質(zhì)油藏，其原始油藏壓力（Pwfi）通常（）。A.等于飽和壓力B.高于飽和壓力C.低于飽和壓力D.等于泡點壓力2.在油氣藏滲流力學(xué)中，達西定律描述的是（）。A.油氣在孔隙介質(zhì)中流動的微觀機制B.流體在地心引力作用下的運動規(guī)律C.流體在壓力梯度驅(qū)動下的宏觀線性流動關(guān)系D.流體通過孔隙時的阻力損失計算方法3.對于多孔介質(zhì)，其絕對滲透率（k）主要取決于（）。A.流體粘度B.流體密度C.孔隙介質(zhì)的自身物理性質(zhì)（如孔隙大小、形狀、分布）D.壓力梯度4.在油藏工程中，巖石的潤濕性通常用（）來表征。A.孔隙度B.滲透率C.飽和度D.接觸角5.油藏中，當壓力低于飽和壓力時，溶解在原油中的天然氣會（）。A.完全分離出來形成自由氣B.繼續(xù)完全溶解在原油中C.部分分離出來形成自由氣D.溶解度急劇增加6.油氣藏中，在沒有外來能量補充的情況下，依靠油藏自身能量（如原始氣油比、溶解氣驅(qū)）維持油流的能力稱為（）。A.油藏生產(chǎn)能力B.自噴能力C.驅(qū)動能量D.采收率7.注水開發(fā)的目的是（）。A.驅(qū)替原油，維持油藏壓力B.提高原油粘度C.增加天然氣溶解度D.降低地層水的礦化度8.在水驅(qū)油過程中，導(dǎo)致水錐進（水淹）的主要原因是（）。A.油相相對滲透率高于水相B.水相相對滲透率高于油相C.油相粘度低于水相D.孔隙介質(zhì)絕對滲透率很小9.對于需要人工舉升才能維持油流的井，其生產(chǎn)方式屬于（）。A.自噴生產(chǎn)B.注水開發(fā)C.人工舉升開發(fā)D.啟動壓力梯度控制生產(chǎn)10.油藏數(shù)值模擬的主要目的是（）。A.精確預(yù)測油藏每個小單元的流體流動和物質(zhì)交換B.直接計算油藏最終采收率C.確定最佳的注采井位和參數(shù)D.優(yōu)化油藏描述方法二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.油藏巖石的孔隙度是指______與______之比。2.油藏流體通常包含______、______和______三種相態(tài)。3.影響油藏流體粘度的主要因素包括______、______和______。4.油藏巖石的絕對滲透率是指______條件下，巖石允許流體通過的能力。5.飽和度是指______體積中含有的流體體積所占的百分比。6.油氣藏中常見的驅(qū)動能量類型有______、______、______和______。7.注水開發(fā)中，為了減緩水淹，常采用______、______等措施。8.人工舉升方法按工作原理可分為______、______和______三大類。9.油藏數(shù)值模擬中，需要確定的關(guān)鍵參數(shù)通常包括______、______、______和______等。10.油田開發(fā)方案的核心內(nèi)容通常包括油藏描述、______、______、______和經(jīng)濟效益評價等。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出簡潔、準確的定義）1.滲透率2.相對滲透率3.飽和度4.驅(qū)動壓力差5.采收率四、簡答題（每題5分，共20分。請簡明扼要地回答下列問題）1.簡述達西定律的適用條件。2.簡述溶解氣驅(qū)（氣體膨脹驅(qū)）的機理。3.簡述注水開發(fā)中水淹的主要原因及類型。4.簡述有桿泵（抽油機）舉升的基本原理。五、計算題（每題10分，共30分。請列出計算步驟，結(jié)果保留兩位小數(shù)）1.某油藏巖石孔隙度為25%，含油飽和度為30%，含氣飽和度為10%，水飽和度為50%。試求該油藏巖石的含水飽和度、含油飽和度和含氣飽和度分別是多少？2.已知某段油層厚度為10m，有效孔隙度為20%，絕對滲透率為100mD，油相相對滲透率為0.8，水相相對滲透率為0.1。油層中部壓力為25MPa，該層段上方地層壓力為30MPa。假設(shè)油水界面與油層中部齊平，地層流體密度為0.85g/cm3，重力加速度為9.81m/s2。試求該油層段的單位厚度日產(chǎn)油量（假設(shè)流動為層流，使用達西公式，油相粘度為3mPa·s）。3.某油井采用螺桿泵進行人工舉升，泵的排量為50m3/d，系統(tǒng)效率為80%，泵的理論功率（在標準條件下）為0.6kW/(m3/d)。試計算該泵在標準條件下的輸入功率是多少千瓦？六、論述題（15分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析并論述下列問題）1.試論述注水開發(fā)方式在維持油藏壓力、提高采收率方面的作用，并分析其面臨的主要挑戰(zhàn)和應(yīng)對措施。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.D5.C6.B7.A8.B9.C10.A二、填空題1.孔隙體積；總體積2.油；水；氣3.溫度；壓力；流體組成4.地表條件下，不存在流體重力、毛管力等其它因素影響5.巖石孔隙6.自噴能量；溶解氣驅(qū)；氣頂驅(qū)；注入能量（如注水、注氣）7.調(diào)整注采井網(wǎng)；改變注水方式（如注聚合物、三元復(fù)合驅(qū)）；選擇合適的注入劑8.機械式；容積式；葉片式9.巖石物性參數(shù)（孔隙度、滲透率、相對滲透率曲線）；流體物性參數(shù)（粘度、密度、溶解氣油比等）；開發(fā)方式參數(shù)（井位、井型、產(chǎn)量、注采比）；時間步長和空間網(wǎng)格劃分10.開發(fā)層系劃分與組合；井網(wǎng)部署；注采系統(tǒng)方案；開發(fā)動態(tài)預(yù)測三、名詞解釋1.滲透率：指在單位壓力梯度作用下，單位時間內(nèi)流過單位橫截面積的流體體積，是衡量多孔介質(zhì)自身傳導(dǎo)能力的物理量，具有長度二次方量綱。2.相對滲透率：指在多相流體滲流時，某一相流體的相對滲透率是該相流體單獨流動時滲透率與巖石絕對滲透率的比值，反映了該相流體在混合流動中的有效滲流能力。3.飽和度：指孔隙體積中某種流體（油、氣或水）所占的體積百分比。4.驅(qū)動壓力差：指促使流體在孔隙介質(zhì)中流動的壓力梯度，是油藏中高壓力區(qū)與低壓力區(qū)之間的壓力差，是驅(qū)動流體流動的根本動力。5.采收率：指油田或油藏從投入開發(fā)到最終開采結(jié)束，實際采出的油氣量（或可采儲量）占該油藏原始油氣儲量的百分比。四、簡答題1.達西定律的適用條件主要包括：①流體在多孔介質(zhì)中的流動為層流，而非紊流；②流動處于穩(wěn)定狀態(tài)或準穩(wěn)定狀態(tài)；③流體粘度隨壓力變化不大，可視為常粘度流體；④滲流過程中，流體的密度變化對浮力的影響可以忽略；⑤巖石是均質(zhì)的，即滲透率在空間上分布均勻；⑥巖石是各向同性的，即滲透率在各個方向上數(shù)值相同。2.溶解氣驅(qū)（氣體膨脹驅(qū)）的機理是：當油藏壓力下降到低于原始飽和壓力時，溶解在原油中的天然氣開始從原油中分離出來，形成自由氣。自由氣會占據(jù)更大的體積，并在油藏中膨脹，產(chǎn)生額外的壓力，從而推動原油流動，補充采出區(qū)的油量。這種驅(qū)動能量來源于原油中溶解氣的膨脹。3.注水開發(fā)中水淹的主要原因及類型：主要原因是注入水的驅(qū)動力強于油相的流動阻力，導(dǎo)致水沿著高滲通道或優(yōu)勢通道突破到生產(chǎn)井。類型主要包括：①水錐進（水淹）：在油層頂部或頂部附近的高滲層段，注入水沿高滲層段錐形推進，先進入生產(chǎn)井，導(dǎo)致水淹；②水竄：注入水沿著油層中存在的垂直或近垂直的高滲通道（如斷層、裂縫）直接竄到生產(chǎn)井，導(dǎo)致水淹；③端水：對于形狀狹長或底部封閉的油藏，注入水從油藏的一端推進，最后到達生產(chǎn)井。4.有桿泵（抽油機）舉升的基本原理是：通過地面上的動力機（如電動機、內(nèi)燃機）驅(qū)動抽油機懸繩器，帶動井下泵（通常是桿式泵，如活塞泵或游梁式泵）的柱塞上下往復(fù)運動。柱塞在下沖時，泵腔體積增大，吸入液體；柱塞在上沖時，泵腔體積縮小，排出液體。通過這種方式，將井筒內(nèi)的液體舉升到地面。五、計算題1.含水飽和度Sw=50%=0.50含油飽和度So=30%=0.30含氣飽和度Sg=10%=0.10驗證：Sw+So+Sg=0.50+0.30+0.10=0.90總飽和度不足100%，可能題目數(shù)據(jù)或假設(shè)有誤，但按題目給定的飽和度值計算：巖石總體積V=1(假設(shè)單位體積)孔隙體積Vp=孔隙度*V=0.25*1=0.25含水體積Vw=Sw*Vp=0.50*0.25=0.125含油體積Vo=So*Vp=0.30*0.25=0.075含氣體積Vg=Sg*Vp=0.10*0.25=0.025（注：此題計算結(jié)果與給出的飽和度本身存在矛盾，按計算得到的有效含水、含油、含氣飽和度分別為50%、30%、10%，與題目初始條件一致，但總和不為100%。）最終答案應(yīng)為：含水飽和度50%；含油飽和度30%；含氣飽和度10%。2.ΔP=P_res-P_top=25-30=-5MPa(壓力梯度方向向下，不利于流動，但按題目數(shù)據(jù)計算)μ_o=3mPa·sk=100mD=100*9.4*10??m2k_o=k*Sro=100*9.4*10??*0.8=7.52*10??m2A=h*φ=10*0.20=2m2q_o=(k_o*A*ΔP)/(μ_o*L)q_o=(7.52*10??*2*(-5*10?))/(3*10?3)q_o=(7.52*10??*2*-5000)/0.003q_o=(-7.52*10?3)/0.003q_o=-2.5067m3/s=-2.5067*86400m3/d≈-217.8m3/d單位厚度日產(chǎn)油量q_o_per_m=q_o/h=-217.8/10≈-21.8m3/d/m（注意：計算結(jié)果為負值，表示在給定條件下流體逆著壓力梯度流動，或題目參數(shù)設(shè)置不合理。按達西公式計算理論產(chǎn)量。）最終答案：單位厚度日產(chǎn)油量約為-21.8m3/d/m。3.P_in=q_o*G_s*η_sP_in=50*0.6P_in=30kW六、論述題注水開發(fā)是國內(nèi)外大多數(shù)砂巖油藏最主要的開采方式之一。其作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.維持油藏壓力：油藏進入開發(fā)后期，原始壓力會因油氣采出而下降，導(dǎo)致油井生產(chǎn)能力下降，甚至無法生產(chǎn)。通過在油藏中注入水，可以補充采出區(qū)的流體，維持油藏的壓力水平，從而保證油井有足夠的生產(chǎn)能力，延長油田的經(jīng)濟開采年限。2.提高采收率：注入水主要驅(qū)替油藏中的原油。在水驅(qū)過程中，水流可以推動原油流動，將其采出。對于水濕性油藏，注入水可以改善流體接觸關(guān)系，降低毛管阻力，有助于原油流動。對于親油性油藏，雖然水驅(qū)效果可能受潤濕性影響，但注入水仍能起到一定的稀釋和推動作用。通過注水開發(fā)，可以有效提高原油的采收率，增加最終可采儲量。注水開發(fā)方式面臨的主要挑戰(zhàn)包括：1.水淹問題：如前所述，注入水不可避免地會沿著油層的高滲通道或優(yōu)勢通道突破到生產(chǎn)井，導(dǎo)致水淹。水淹會降低油的采收率，增加生產(chǎn)成本（如處理產(chǎn)出水），并可能縮短油井的生產(chǎn)壽命。2.早期水淹：在油藏壓力較高、連通性較好的情況下，水可能過早突破，導(dǎo)致油井過早水淹，難以獲得理想的開發(fā)效果。3.水竄問題：對于存在斷層、裂縫等大型垂直或近垂直滲流通道的油藏，水容易沿著這些通道直接竄到生產(chǎn)井，導(dǎo)致水淹失控。4.化學(xué)驅(qū)替效率：純水驅(qū)替油的效率通常不高，尤其是在高滲透率油藏或高含蠟、高粘度油藏中。為了提高水驅(qū)效率，需要采用化學(xué)驅(qū)（如聚合物驅(qū)、堿驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等），但這會增加開發(fā)的復(fù)雜性和成本。5.水質(zhì)要求：注入水需要滿足一定的質(zhì)量要求，如含鹽量、pH值等，以避免對油藏巖石和套管產(chǎn)生腐蝕或傷害。應(yīng)對措施主要包括：1.精細油藏描述：通過精細的地質(zhì)建模和測井解釋，準確刻畫油藏的儲層物性、非均質(zhì)性、連通性等特征，是制定合理開發(fā)方案和實施有效注水控制的基礎(chǔ)。2.優(yōu)化井網(wǎng)部署：采用合適的井網(wǎng)密度和類型（如五點法、七點法、線狀井網(wǎng)等），并在高