石油工程教学大纲

黑龙江2012年自考石油工程(独本)“石油工程”考试大纲黑龙江省高等教育自学考试石油工程(080105)专业（独立本科段）石油工程考试大纲(课程代码6337)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二○○九年四月适用专业：石油工程（独立本科段）；学时:216一、课程的性质目的和任务石油地质与工程本课程是石油工程专业的主干课，通过本课程的学习，应使学生掌握石油工程领域中广泛应用的工艺技术及其基本原理，从而为学生学习后继专业课及从事石油工程的设计计算、应用研究及工程管理提供必备的专业知识。二、课程的基本要求本课程应在工程力学、工程流体力学、油层物理、渗流力学、油气田开发地质基础、开发测井等课程后学习，本课程的学习将为课程设计、毕业设计及有关专业选修课奠定基础，从而使学生较为全面地完成专业基本技能训练。学生学完本课程后达到的知识与能力目标：1.掌握油气田开发的基础知识及开发方案设计的基本原理、方法，会进行油田开发技术及经济指标计算；2.掌握岩石力学的基本性质、常用钻头结构及其破岩原理，能够根据地质岩性正确选择钻头；3.掌握钻井技术参数的优选方法及井身剖面设计与控制方法，能正确进行井身剖面设计及钻井参数优选；4.掌握井控原理及技术；5.掌握提高固井质量、完井效果的方法、能正确选择固井完井技术；6.掌握不同条件下油井流入动态及生产系统节点分析方法，会绘制IPR曲线；7.掌握油气井举升系统的工作原理与影响因素，能够正确选择、设计举升方式；8.掌握分层注入工艺及其系统设计方法；9.掌握油水井增产增注措施的基本原理及提高措施效果的途径；10.掌握特殊油藏条件下（出油、结蜡、出水、稠油）典型的开采工艺；11.掌握油田开发动态分析的经验方法、物质平衡方法及油田开发调整方法。三、课程内容和考核目标第一章油田开发基础及开发方案（42学时）(一)学习目标一个油田在明确的开发技术方针指导下，要想进入正规的开发，必须编制好油田开发方案，最后制定出符合实际、技术上先进、经济上优越的方案，这些就是本章所要介绍的主要内容。通过本章的学习，学生应该掌握油田开发方案的相关基础知识，能够对油田的开发程序、开发方式、层系划分、注水方式、井网密度、布井方式及经济指标等因素进行充分的论证、细致的分析对比，制定合理的开发方案优化及选择方法。(二)课程内容第一节油田开发方案的主要内容及资料准备（4学时）1.油田开发方案的主要内容2.油田开发方案所需资料第二节油田地质模型的建立（4学时）1.地层2.构造3.储集层4.隔层及夹层5.油藏6.储量第三节储集层精细地质研究（4学时）1.储集层精细研究的分类及储层非均质性的五个层次2.储集层精细研究的特点和内容3.储集层预测内容及方法第四节整装储量油田合理开发程序（4学时）1.开辟生产试验区，目的及原则2.分区钻开发资料井，目的及部署原则3.部署基础井网，部署对象、任务及部署原则4.编制正式开发方案，原则5.正式开发方案的实施第五节断块油田合理开发程序（4学时）1.断块油田的地质特点2.断块油田的主要类型及各自特点第六节油藏驱动方式及开采特征（4学时）1.弹性驱动的概念2.溶解气驱动的概念3.水压驱动的概念、分类及各自的特点4.气压驱动的概念5.重力驱动的概念第七节多油层油田开发层系的划分与组合（4学时）1.划分开发层系的意义2.划分开发层系的原则第八节砂岩油田注水开发（4学时）1.油田注水方式的概念、分类及各自的条件、分类、特点2.选择注水方式的原则3.影响注水方式选择的因素第九节井网密度（4学时）1.井网密度、合理井网密度和极限井网密度的概念2.确定井网密度时要考虑的几个关系第十节油田开发技术指标计算方法（4学时）1.油藏数值模拟的概念及能解决的问题第十一节油田开发方案的经济评价及选择（2学时）(三)考核知识点1.油田开发方案的主要内容及所需资料2.油田地质模型包括哪些3.储集层精细地质研究4.整装储量油田、断块油田合理开发程序5.油藏驱动方式及开采特征6.划分开发层系的意义及原则7.油田注水方式的概念、分类、原则及影响因素8.井网密度、合理井网密度和极限井网密度的概念，确定井网密度时要考虑的几个关系9.油藏数值模拟的概念及能解决的问题(四)考核要求1.识记（1）油田开发的概念及相关知识（2）地层的概念（3）油藏各驱动方式的概念（4）注水方式、面积注水方式的概念（5）井网密度的概念2.领会（1）精细油藏描述的特点（2）储集层预测内容及方法（3）油藏驱动方式的分类（4）面积注水方式的分类（5）油藏数值模拟的概念及其能够解决的问题3.简单应用（1）油田开发方案的主要内容及所需资料（2）油田地质模型包括哪些内容（3）储层非均质性的五个层次（4）储层精细研究的内容（5）形成刚性水驱和弹性水驱的条件（6）划分开发层系的意义及原则（7）两种注水方式的条件及特点及影响注水方式选择的因素（8）什么是合理和极限井网密度，确定井网密度时要考虑的因素有哪些4.综合应用（1）整装储量油田的合理开发程序（2）断块油田合理开发程序第二章岩石与钻头（20学时）(一)学习目标本章着重介绍钻井工程有关岩石与钻头及其相互作用的相关内容。通过本章课程的学习，学生应了解简单应力条件下岩石的强度，复杂应力条件下岩石的强度和岩石的耐磨性及可钻性，从材料力学的角度分析岩石及钻头的性质，了解刮刀钻头、牙轮钻头及金刚石钻头的结构、类型及破岩原理等等。(二)课程内容第一节岩石的力学性质（4学时）1.岩石力学性质的内容及各自的概念2.岩石应力-应变曲线的涵义3.简单应力条件下岩石的强度4.岩石各个弹性常数的概念及确定方法第二节岩石的耐磨性与可钻性（4学时）1.岩石耐磨性的概念2.岩石可钻性的概念第三节刮刀钻头及其破岩原理（4学时）1.刮刀钻头的特点2.刀翼结构角的组成及概念第四节牙轮钻头及其破岩原理（4学时）1.牙轮钻头的分类2.牙轮钻头的复合运动3.牙齿对地层的剪切作用4.牙轮上牙齿的布置原则第五节金刚石钻头及其破岩原理（4学时）1.PDC钻头组成2.PDC钻头的破岩机理(三)考核知识点1.岩石力学性质的内容，各自概念，应力-应变曲线及简单应力条件下岩石的强度2.岩石的耐磨性与可钻性的概念3.刮刀钻头的特点，刀翼结构角的组成及概念4.牙轮钻头及其破岩原理5.PDC钻头的组成及其破岩原理(四)考核要求1.识记（1）岩石的变形特征和强度特征（2）岩石常规抗压强度的概念（3）岩石的耐磨性与可钻性2.领会（1）岩石力学性质的两个方面（2）岩石抗压、抗剪切、抗弯、抗拉强度的关系（3）岩石的弹性常数及概念（4）刮刀钻头刀翼结构角及各自概念（5）牙轮钻头的分类，复合运动及牙齿的滑动3.简单应用（1）岩石应力-应变曲线的涵义（2）岩石抗拉强度确定方法及原理（3）刮刀钻头的特点（4）牙轮钻头牙轮上牙齿的布置原则（5）PDC钻头的结构及破岩原理4.综合应用第三章井眼轨道设计与控制（10学时）(一)学习目标井眼轨道设计是钻井作业的基础。通过本章的学习，可以使学生了解井眼轨道设计的基础知识，能够根据油田地质情况、地面条件和钻采技术水平等进行直井、定向井、水平井、丛式井或多底分支井的轨道设计，并了解相关井眼轨道测量仪器的原理及应用。(二)课程内容第一节井眼轨道设计的原则和方法（4学时）1.井眼曲率及井身剖面的基本概念2.油气井分类3.二维井眼轨道的组成第二节钻柱及下部钻具组合设计（2学时）第三节井眼轨道控制理论与技术（2学时）第四节短曲率半径水平井、径向水平井钻井系统简介（2学时）(三)考核知识点1.井眼曲率的概念2.井身剖面各参数的基本概念3.油气井的各种分类4.定向井的分类及各类型的概念5.二维井眼轨道的组成(四)考核要求1.识记（1）井眼曲率的概念（2）井身剖面各参数的基本概念（3）各种定向井的概念2.领会（1）油气井的各种分类（2）二维井眼轨道的组成3.简单应用（1）油气井按深度分类的划分标准（2）定向井的分类4.综合应用第四章钻井液（10学时）(一)学习目标本章着重学习粘土矿物的组成和性能及其对钻井液性能的影响；钻井液密度和流变性的调控方法及其对钻井作业的影响等内容；常用钻井液的性能、特点及选择钻井液体系的方法等。(二)课程内容第一节粘土基本知识（4学时）1.几种主要粘土矿物的晶体构造及特点2.粘土的吸附及水化作用3.钻井液的稳定性的相关概念第二节钻井液性能及调控（4学时）1.钻井液密度的要求2.钻井液密度的调整方法第三节常用钻井液简介（2学时）(三)考核知识点1.钻井液的作用及钻井液技术的发展2.粘土晶体构造的基本单位，粘土矿物及各自晶体结构特点3.粘土吸附作用及水化作用的概念，吸附分类，水化机理及影响水化膨胀的因素4.钻井液沉降稳定性和聚结稳定性的概念5.钻井液密度的作用及调整方法(四)考核要求1.识记（1）粘土吸附及水化作用的概念（2）粘土电荷的分类（3）钻井液沉降稳定性和聚结稳定性2.领会（1）钻井液技术的发展（2）粘土晶体构造的基本单位（3）粘土矿物及各自晶体结构特点（4）调整钻井液密度的方法3.简单应用（1）钻井液的作用（2）吸附作用的分类（3）常见阳离子交换能力强弱顺序（4）钻井液密度的主要作用4.综合应用（1）粘土水化膨胀机理及影响因素第五章优选参数钻井（4学时）(一)学习目标钻井参数可分为固定参数和可调参数两类，将在本章进行介绍。本章内容要求简单了解，做到熟悉影响钻井速度的因素和钻井参数的优选方法等内容，不作为重点考试内容(二)课程内容第一节钻井参数作用机理（1学时）第二节水力参数的优选（1学时）第三节钻进参数优选（1学时）第四节多元钻进模式（1学时）第六章油气井压力预测与控制（3学时）(一)学习目标通过本章学习，学生应达到了解井下高压条件下流体及岩石所受各种压力的概念及特点，并能进行简单的压力预测的水平。掌握油气井压力预测与控制的基本理论和技术，这对提高钻井工程质量，降低钻井成本具有十分重要的意义。本章内容不做重点考试内容。(二)课程内容第一节地层压力及其预测（1学时）第二节地层破裂压力及其预测（1学时）第三节地层-井眼系统的压力预测（1学时）(三)考核知识点1.地下各种压力的概念2.常用压井方法(四)考核要求1.识记（1）地下各种压力的概念2.领会（1）常用压井方法第七章固井与完井（16学时）(一)学习目标固井与完井不仅是油气井建井过程中的一个重要环节，而且是衔接钻井和采油工程且又相对独立的一项系统工程。通过本章的学习，要求学生对固井和完井的基本概念，工序有清楚的认识，掌握影响固井质量的因素及完井方式的选择等知识。(二)课程内容第一节井身结构（4学时）1.入井套管层次及各层次套管的作用2.影响油层套管下入深度的因素第二节套管柱设计（2学时）第三节注水泥（2学时）第四节钻开生产层（2学时）第五节完井方式（4学时）1.垂直完井方式的分类2.水平完井方式的分类3.完井井口装置的组成及油管头、采油树的作用第六节试油（2学时）(三)考核知识点1.固井的概念2.井身结构的组成3.入井套管层次及各层次套管的作用4.影响油层套管下入深度的因素5.垂直完井方式及水平完井方式的分类6.完井井口装置的组成及油管头、采油树的作用7.试油的概念(四)考核要求1.识记（1）固井的概念（2）试油的概念2.领会（1）井身结构的组成（2）影响油层套管下入深度的因素（3）油管头、采油树的作用3.简单应用（1）表层套管、技术套管、油层套管的作用（2）垂直完井方式（3）水平完井方式（4）完井井口装置的组成第八章油气井流入动态（10学时）(一)学习目标通过本章的学习，学生应掌握流入动态的基本概念和基本公式，能看懂流入动态曲线，即IPR曲线。能够进行油气两相渗流时流入动态的修正，完成组合型流入动态曲线的绘制，并了解其它复杂型流入动态曲线的绘制方法。(二)课程内容第一节单相流体渗流时的流入动态（4学时）1.流压和生产压差的概念2.单相流产量公式及采油指数3.绝对无阻流量的概念第二节油气两相渗流时的流入动态（4学时）1