人工举升理论3概论

一、课程目标本课程是为石油大学本科生全面了解石油工业而开设的必修课程。

本课程旨在完整系统地介绍石油工业的工艺流程、技术进步及对社会发展的影响，目的在于要使学生深刻认识石油天然气在国民经济和社会发展中的重要作用，从而牢固树立起“学石油、懂石油、热爱石油事业”和“科学技术是第一生产力”的观念，同时进一步浓厚中国石油大学的石油文化特色。

本课程注重介绍石油基本知识和相关工艺流程。

对于理工专业的学生，应从系统工程的角度对石油的生产过程有全面的了解，明确自己所学专业在石油工业中的地位，了解各有关专业之间的相互关系，有意识地学习更多的石油专业知识；对于文科学生来说，应了解石油天然气及其生产的最基本的知识，提高自身的科学素养，强化石油文化特色。

二、基本要求通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：1．对世界石油工业的发展历程有一个基本的了解；2．对油气及其产品有一个基本的了解；3．对油气地质学、油气勘探工程、油气藏工程、油气井工程、油气开采工程、油气储运工程、油气加工工艺有一个基本的了解。

4．对石油工业经营管理、石油工业的可持续发展有所了解。

5．对中国石油工业的发展有所了解。

三、教学内容与学时分配建议绪论1.石油工业与国家的强大 1学时薪柴时代与中国；第一次工业革命与英国；第二次工业革命与美国；第三次工业革命与石油时代；2.石油工业概论课程体系的建立 1学时建立的出发点；内容体系；特点第一章石油工业发展历程本章重点难点：掌握石油工业的特点；了解石油工业与世界政治、经济、军事的联系1. 薪柴时代的石油手工业 1学时石油名字的由来；从煮卤熬盐谈古代钻采运输业；从战争武器谈古代炼制业2.煤炭时代的石油工业 1学时现代石油工业第一井的诞生；美国现代石油工业的诞生；俄国现代石油工业的诞生；皇家荷兰/壳牌石油公司；英波石油公司3.石油时代的来临 1学时电的发明对石油工业的影响；世界大战对石油工业的推动；美国霸主地位与石油工业4. 石油时代的风云 1学时石油输出国组织；石油危机与国际能源机构的成立；美国石油霸权；俄国兴衰与石油第二章石油天然气及其产品本章重点难点：了解烃的结构；建立石油与精细化工产品的关系。

第一章概论第一节引言多相流理论多相流体力学理论相相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分由界面隔开多相流动体系两相或两相以上的流体一同参与流动的体系多相管流多相流体在管道中的流动Multiphase Flow多相流动两相或两相以上的流体一同参与的流动油水混合物：从相的角度区分为油相、水相从物质形态看同属液态相物质形态(气态、液态、固态)盐水：从相的角度划分只有液相从组分划分可分为：水和NaCl相组分(指混合物中的各个成分)原油？水-冰液固两相流水-水蒸汽气液两相流泥浆液固两相流油-气气液两相流油-气-水气液液三相流单工质（相同化学成分）多工质（不同化学成分）多相流体流动遵循的规律与单相流体并不相同，需引入新的理论来反映多相流体流动规律。

多相体系：水--冰、水—水蒸汽、泥浆、油气、油气水等多相体系的类型Ø热能工程：锅炉系统、制冷系统、热管Ø航天技术：平衡温差、保护设备Ø核工业：汽液两相流动Ø石油工业：两相渗流计算、井控设计、采油工艺设计、油气集输Ø化工行业：工艺设计Ø其它行业：水利、粉状物管线输送…………多相流应用领域油气是深埋于地下的混合流体矿藏，因此，油气藏的开发与开采离不开流体力学理论及其分枝——多相流理论。

举例来说，渗流理论、油气井压力控制、油气管流计算、举升参数设计、工况分析、集输设计等，都离不开多相流的理论与计算方法。

多相流理论是贯穿于石油开采全过程的基本理论一、多相流理论在石油工业中的地位和作用石油工程(油气井工程和油气田开发工程)以及油气储运工程都与多相流理论有着极为密切的联系。

钻井工程：油气井压力控制(含气泥浆的压降计算)采油工程：采油方式优化设计、采油设备的工况分析（油气混合物在井筒中流动的压降和温度计算）储运工程：油气集输管线的设计（油气混合物在管线中压降和温度的计算）许多工程设计都将计算多相流体在管道中流动的压降和温度。

石油被誉为工业的“血液”、机器的“粮食”。

石油和天然气是优质的能源、润滑油料及化工原料，也是重要的战略物资。

有“国民经济的血液”之称。

欧佩克成员国的石油储量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列世界石油储量之首。

天然气估算探明储量为173.08万亿立方米,欧佩克成员国的天然气储量约占世界总储量的52％。

俄罗斯位列世界天然气储量之首。

俄罗斯、伊朗和卡塔尔是世界三大资源国，证实储量分别占世界总量的27.2％、15.8％和14.7％。

(我国石油储量)33亿吨，占世界的2.3%，排名第11位；世界人均石油23吨，我们只有2.5吨，占世界人均的11%；(我国天然气储量)3.5万亿立方米，占世界的2.5%，排名第20位；世界人均天然气23200m3，我们只有1080m3，占世界人均的4.6%。

油区：20多个{陆上（如大庆、胜利、辽河、新疆、华北大港、吉林四川、青海、塔里木、克拉玛依、长庆、玉门、中原等）海上（如渤海、东海、南海东部、南海西部等）}“加大石油天然气资源勘探力度。

加强油气资源调查评价，扩大勘探范围，重点开拓海域、主要油气盆地和陆地油气新区，“加快深海海域和塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、柴达木、四川盆地等地区的油气资源开发。

“实施…走出去‟的跨国经营战略……”石油的化合物组成烃类化合物（即碳氢化合物）是石油主要成分，约占80％以上。

含有氧、硫、氮的化合物（非烃化合物）有时可达30％。

不利于石油的开采、炼制和加工。

石油的元素组成由碳、氢两种元素组成：碳约占80％一88％；氢约占10％一14％；氧、硫、氮约占0.3％一7％。

石油中若碳、氢元素含量高，且碳／氢值低，则油质好；若氧、硫、氮元素含量高，则油质相对较差石油组分组成：i 油质ii 胶质iii 沥青质iv 碳质石油的物理性质1颜色（石油一般呈棕色、褐色或黑色，也有无色透明的凝析油。

）2密度3粘度（地下采出的石油在提炼前称原油。

地层粘度大于50 mPa·S、密度大于0.92的原油称为稠油。

中国石油大学(北京)2014年考博初试参考书目院系代码考试科目及参考书0012101沉积学及层序地层学：①《沉积学原理》，石油工业出版社，2001，赵澄林；②《层序地层学》，石油大学出版社，2000，朱筱敏著0012102油区构造解析及构造物理学：①《油区构造解析》石油工业出版社，2006，漆家福等②《构造物理学概论》北京：地震出版社，1987，马瑾0012103有机地球化学：①《生物标志物应用指南》，石油工业出版社，1996，姜乃煌等译；②《石油形成与分布》（第二版），石油工业出版社，1989，徐永元等译；③《石油地球化学进展》，石油工业出版社，1998，钟宁宁等0013101油气地质学进展①《石油地质学》，石油工业出版社，2009，柳广弟等；②《石油地质理论与方法进展》，石油工业出版社，2006，赵文智；③反映石油地质学及油气资源评价进展的有关专著和文献0013102油气田开发地质学：①《储层表征与建模》，石油工业出版社，2010，吴胜和；②《现代油藏地质学》，科学出版社，2010，熊琦华等（理论篇第1~6章）0013103含油气盆地分析：《含油气盆地分析》，石油大学出版社，2001，陆克政等0013104环境化学：《环境化学》（第二版），高等教育出版社，2006年，戴树桂001加试4101地质学综合：①《普通地质学》（第二版），夏邦栋，地质出版社，1995②《沉积岩石学》（第四版），朱筱敏，石油工业出版社，2008③《构造地质学》（第二版），徐开礼、朱志澄主编，地质出版社，1989（2006重印）001加试4102油区岩相古地理：任何版本的岩相古地理教材001加试4103地球化学：①Tissot B.,Welte D.H.,《石油形成与分布》.(胡伯良、郝石生译)，石油工业出版社②卢双舫等，《油气地球化学》，石油工业出版社001加试4104构造地质学：《构造地质学》（第二版），徐开礼、朱志澄主编，地质出版社，1989（2006重印）001加试4105天然气地质学：《天然气地质学》陈荣书主编，中国地质大学出版社，1991001加试4106石油地质综合研究方法：①《石油地质学》（第四版），柳广弟主编，石油工业出版社，2009（PS:The way to contact yumingkaobo TEL:si ling ling-liu liu ba-liu jiu qi ba QQ:77267853 7)②《石油与天然气运移(第3版)》，李明诚，石油工业出版社出版③《油气地球化学》，卢双舫，石油工业出版社，20080022201力学综合（I）连续介质力学：连续介质力学（第二卷）（第6版），俄罗斯）谢多夫著，李植译，高等教育出版社，2009；弹塑性力学：《弹塑性力学》，高等教育出版社，杨桂通0022202现代油气井工程综合：①《油气井工程》，中国石化出版社，2003，胡湘炯，高德利；②《复杂地质条件下深井超深井钻井技术》，石油工业出版社，2004，高德利；③《油气钻探新技术》（第九分册），石油工业出版社，高德利0022203油气田开发综合：高等油藏工程:①现代油藏工程，石油大学出版社，2001，陈元千；②油藏工程实践（修订版），石油工业出版社，2003，P.达克；提高采收率原理:《提高石油采收率基础》，石油工业出版社，2007，岳湘安；气液两相流理论:气液两相流理论：《两相流与沸腾传热》，清华大学出版社，2002，鲁钟琪0023201力学综合（II）高等流体力学：《高等工程流体力学》，西安交通大学出版社，2006，张鸣远，景思睿，李国君0023202高等工程力学综合：高等流体力学（适用钻井、开发、储运）：《流体力学》，石油工业出版社，2006，汪志明连续介质力学：①《连续介质力学引论》，辽宁科学技术出版社1986.1，戴天民刘风丽陈勉编著；②《连续介质力学讲义》中国石油大学（北京）阳光书店有售，2001.9，陈勉0023203高等渗流力学：《高等渗流力学》，石油工业出版社，2011，程林松0023204人工举升理论：①《石油开采系统》，石油工业出版社，1998，M.J.埃克诺米德斯；②《有杆抽油系统》，石油工业出版社，1996；③《人工升举法采油工艺》（第一卷），石油工业出版社，K.E.布朗等002加试:4201断裂力学：《断裂力学与断裂物理》，赵建生，华中科技大学出版社，2006 002加试：4202塑性力学：《塑性力学引论》，王仁，北京大学出版社，2009；002加试：4303现代完井工程：《现代完井工程》，万仁溥，石油工业出版社，2000002加试：4204油藏数值模拟：《油藏数值模拟基础》，石油工业版社，1995，韩大匡等002加试：4205现代钻井液技术：《钻井液工艺学》，中国石油大学出版社，2012年0032301催化原理：《①催化作用基础》（第三版），科学出版社，2005，甄开吉等；②《应用催化基础》，化学工业出版社，2009，吴越；③《催化化学导论》，科学出版社，2004，韩维屏等；④《催化化学》，科学出版社，1998，吴越；0032302化学反应工程：①《化学反应工程》，化学工业出版社，2005，李术元等；②《Reaction kinetics and reactor design》Prentice-Hall,1980，John B.Butt③《Elements of Chemical Reaction Engineeering”Prentice Hall PTR,H.Scott Fogler0032303高等有机化学：①《有机化学》（第二版），南开大学出版社，2003，王积涛等；②《基础有机化学》（第三版），高等教育出版社，2005，邢其毅等0033300物理化学（I）：《物理化学》（上、下册）（第五版），天津大学编，高等教育出版社，20090033301石油化学：①《石油化学》（第二版），石油大学出版社，2009，梁文杰；②《重质油化学》，石油大学出版社，2000，梁文杰0033302化工原理：《化工原理》（上、下册）（第三版），谭天恩，化学工业出版社，2006;《石油化学工程原理》（上、下册），李阳初，石化出版社，20080042401弹塑性力学：《弹塑性力学》，高等教育出版社，杨桂通0042402高等工程热力学：《高等工程热力学》，高等教育出版社，1985，苏长荪0042403机械参数测试技术：《测试技术》，高等教育出版社，2001，贾民平0042404信号分析与处理：《信号与系统》（第三版），电子工业出版社，吴湘淇0043401机械振动：①《机械振动》，张义民，清华大学出版社；②《振动理论及应用》方同，西北工业大学出版社0043402高等流体力学（适用钻井、开发、储运）：《流体力学》，石油工业出版社，2006，汪志明0043403机械综合：①《机械原理》（第7版）,孙桓，陈作模，葛文杰，高等教育出版社，2006②《机械设计》（第四版），邱宣怀，高等教育出版社，2007③《系统分析与控制》，孙增圻，清华大学出版社，19940043404安全综合：①《安全工程概论》，教育部高等学校安全学科教学指导委员会，中国劳动社会保障出版社②《油田生产安全技术》，中国石化出版社，王登文等0043405多相流动：《石油气液两相管流》，石油工业出版社，1989，陈家琅004加试4402安全检测与监测：①《安全检测原理与技术》，海洋出版社，董文庚等；②《过程设备安全管理与检测》，化学工业出版社，戴光等004加试4403事故调查与失效分析：《事故调查与分析技术》，化学工业出版社，蒋军成0052501地震勘探原理：《地震勘探原理》（第三版），中国石油大学出版社，2009，陆基孟0052502地球物理测井原理：《地球物理测井方法与原理》楚泽涵、高杰、黄隆基、肖立志，石油工业出版社，2007，0052503软件工程：《软件工程导论》，张海藩，清华大学出版社，20050052504最优控制：《最优控制理论与应用》，张洪钺，王青编著，北京：高等教育出版社，20060053501地震资料数字处理：《地震资料分析》（上、下册），石油工业出版社，2006，[美]伊尔马滋著，刘怀山等译0053502测井资料解释：《测井数据处理与资料解释》，石油大学出版社，2007，雍世和等0053503人工智能：《人工智能》，马少平，朱小燕，清华大学出版社，20040053504线性系统理论：《线性系统理论》，清华大学出版社，1990，郑大钟0053505数字信号处理：《数字信号处理——理论、算法与实现》，清华大学出版社（第二版），2003，胡广书005加试4501计算机网络体系结构：《高等计算机网络——体系结构、协议机制、算法设计与路由器技术》，机械工业出版社，2003，徐恪005加试4502面向对象方法：①《面向对象的方法学与C++语言》（第二版），西北大学出版社，王斌君等；②《计算机组成原理》（第三版，网络版），科学出版社，白中英主编005加试4503系统辨识:方崇智等《过程辨识》清华大学出版社，2003 005加试4504图像处理与识别冈萨雷斯《数字图像处理》第三版。

CH3 自喷与气举采油重点难点：●井口装置的组成和作用●自喷井的四个流动过程●井筒气液两相流动●启动压力采油方法分类自喷气举人工举升泵举升采油方式§1 自喷井井口装置井口装置一、自喷井井口流程典型井口流程自喷井的井口流程：油气在井口所通过的那套管路和设备，控制、调节油、气产量和把产出的油、气进行集输。

井口流程的作用：◆控制和调节油井的产量；◆录取油井的动态资料；◆对油井产物和井口设备进行加热保温。

二、自喷井的井口装置1 套管头作用➢悬挂技术套管和油层套管的重量；➢密封套管环形空间；➢为其它装置提供过渡连接；➢提供侧向作业通道；2 油管头作用➢悬挂井内油管柱；➢密封油管与油层套管间的环形空间；➢为采油树提供过渡连接；➢通过油管头四通体上的两个侧口（接套管闸门）完成注平衡液及洗井等作业。

3 采油树型号表示方法采油树：KYS 最大工作压力/公称直径-工厂代号-设计次数采气树：KQS 最大工作压力/ 公称直径-工厂代号-设计次数。

分类：KY25/65DQ，KYS25/65SC和KYS15/62C作用➢控制和调节油井的生产；➢引导从井中喷出的油气进入出油管线。

组成及作用➢总闸门➢生产闸门➢清蜡闸门➢节流阀节流阀针形阀固定式可调式油嘴采气采油§2 自喷采油一、自喷井的四个流动过程图2－6 自喷井的四种流动过程1－地层渗流；2－井筒垂直管流；3－嘴流；4－地面管线流动四个过程的共同特点1 四种流动过程同处于一个动力系统中➢井底压力➢井底压力对产量的影响➢井底压力的作用➢油管压力➢油管压力的关系2 四种流动过程存在的能量供给与消耗能量的大小主要表现为压力的高低，能量的消耗主要表现为压力的损失➢地层渗流：能量来源，压力损失，流态，10%～15％➢垂直管流:能量来源，压力损失，流态，30％～80％。

➢嘴流：5％～30％➢出油管线流动：能量来源，压力损失，5％～10％地面管线油嘴井筒地层p p p p p ∆+∆+∆+∆=∆二、油井流入动态流入动态曲线：油井产量与井底流动压力的关系曲线，也称IPR曲线，指示曲线。

石油工业概论参考答案一、填空题：1、最初的世界石油三大产地为（美国）、（巴库）和（印度尼西亚）。

2、石油七姊妹指（埃克森公司（新泽西标准石油公司））、（皇家荷兰/壳牌石油公司）、（莫比尔公司（纽约标准石油公司））、（德士古公司）、（英国石油公司）、（雪佛龙石油公司（加利福尼亚美孚石油公司））、（海湾石油公司）。

3、根据化学结构，石油中的烃可分为（烷烃）、（环烷烃）和（芳香烃）三大类。

4、三大合成材料指（合成树脂（塑料））、（合成纤维）、（合成橡胶）。

5、石油地质学家总结实践经验，提出油气田形成要具备（生油层）、（储集层）、（盖层）和（圈闭）4大要素，要经历（运移）、（聚集）、（保存）等过程。

6、油气勘探的程序包括（区域普查）、（区带详查）、（圈闭预探）、（油气藏评价勘探）。

7、油气田开发的程序包括（油气田开发前的准备阶段）、（油气田开发方案的编制）、（油气田开发调整）、（三次采油）。

8、人类钻井的历史可分为（人工挖井方法）、（冲击钻井方法）和（旋转钻井方法）三种钻井方法。

按照钻井的顺序，钻井工程工艺可包括（钻前准备）、（钻进）、（固井和完井）等三个主要阶段。

9、采油方法包括（自喷采油）和（人工举升）两种。

油井自喷生产，一般要经过（油层渗流）、（井筒流动）、（油嘴节流）、（地面管线流动）四种流动过程。

10、油气集输工作的主要内容包括（油气计量）、（集油集气）、（油气水分离）、（原油脱水）、（原油稳定）、（原油储存）、（天然气脱水）、（天然气轻烃回收）、（液烃储存）、（输油输气）等。

11、原油的初加工包括（原油的预处理）、（常压蒸馏）和（减压蒸馏）；原油的深加工包括（催化裂化）、（催化重整）、（加氢裂化）、（延迟焦化）、（减粘裂化）、（氧化沥青）等。

12、石油成本包括（矿区取得成本）、（勘探成本）、（开发成本）、（生产成本）等四部分；天然气成本包括（井口成本）、（管道输送成本）、（地方燃气公司的输配成本）和（营销成本）。