黑龙江自考石油工程独本物理采油技术考试大纲.docx
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黑龙江自考石油工程独本物理采油技术考试大纲
黑龙江省高等教育自学考试
石油工程（080105）专业（独立本科段）
物理采油技术考试大纲
（课程代码6343）
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：
48学时
一、课程的性质目的和任务
本课程主要介绍各种物理法改善采油及提高采收率的机理、工艺技术及其发展前景，从而为学生从事物理采油技术的研究与应用奠定基础。
二、课程的基本要求
掌握声波、电脉冲、低频振动、电磁波、磁场及电场采油的基本原理及工艺技术，了解各种物理法采油及提高采收率技术的发展状况。
此课程的先行课为石油工程。
三、课程内容和考核目标
本部分内容按章、节进行编写，具体格式如下：
第一章声波采油方法（7学时）
（一）学习目标
本章主要介绍了声波法采油的相关知识，通过对本章的学习可以了解声波采油技术的发展历程，声波采油技术的机理、处理油层工艺以及声波采油技术的发展前景。
（二）课程内容
第一节声波采油技术的发展历程（1学时）
1.五十年代，美国首先开始了声波采油技术的研究，并且获得了成功和较快的发展。
2.六十年代是声波采油技术的实验研究和现场试验阶段。
前苏联在六十年代也进行了大规模的现场实验。
首先在低渗、低产、低能井区进行了水力脉冲波处理，并获得了理想的效果。
3.七十年代，前苏联领先发展了大功率电力超声波油井处理装置，并在现场应用获得了成功。
4.八十年代前苏联在曼格什拉克、西西伯利亚、格鲁吉亚、鞑靼等油田进行了更深入的现场试验，同时也探讨了将声波与酸化、压裂等常规的增产增注措施结合起来的可能性。
5.在九十年代，声波采油技术及采油声波已经形成一门新兴学科，美国、前苏联在这一领域的研究十分活跃，在较大范围内开展声波驱油、解堵、降粘等项目的机理研究和现场试验，均见到了较好的效果。
第二节声波的传导特性（1学时）
1.横波
2.纵波。
3.波的性质
4.饱和度对声波的影响
5.压力对声速的影响
6.重度对声速的影响
第三节声波采油技术的机理分析（2学时）
1.机械振动作用
2.空化作用
3.气阻
第四节超声波处理油层工艺（2学时）
1.超声波作业选井标准
2.提高渗流能力
3.井底地带解堵
4.降低含水
第五节声波采油技术的发展前景（1学时）
1.声波采油技术
2.声波采油技术的优点
（三）考核知识点
1.声波的性质
2.饱和度对声速的影响
3.压力对声速的影响
4.声波采油技术的机理，包括机械振动作用、空化作用、热作用和解聚作用
5.超声波驱油作业选井的基本条件
6.超声波在采油领域中所起到的具体作用：
提高渗流能力、井底地带解堵、防垢、除垢、防蜡、清蜡、降粘、破乳脱水、提高驱油液的性能、降低含水。
7.声波采油的突出优点
（四）考核要求
1.识记
（1）记住基本概念
（2）记住声波采油技术的机理
（3）记住超声波驱油作业选井的基本条件
（4）记住声波采油的突出优点
2.理解：
（1）理解声波的传播特性
（2）理解超声波处理油层的施工流程
第二章低频水力振动采油方法（8学时）
（一）学习目标
本章主要介绍了低频水力振动采油的相关知识，通过对本章的学习可以了解低频水力振动采油技术的发展概况，低频水力振动采油技术的机理、室内实验研究以及低频水力振动采油技术在现场的应用情况。
（二）课程内容
第一节低频水力振动采油技术发展概况（1学时）
1.低频水力振动的技术特点
2.低频水力振动技术存在的问题
3.声波采油技术研究的方向
第二节低频水力振动在油藏中传播的数学模型及简化分析（2学时）
1.假设条件
2.连续性方程
3.x方向的运动方程
4.声波频率对振幅的影响
5.油层渗透率对振幅的影响
6.流体粘度对振幅的影响
7.声压随时间的变化
第三节低频水力振动采油技术的应用及原理（2学时）
1.低渗透油田储层和原油的特点
2.低频水力振动增产增注的主要原理
3.低频水力振动提高水驱采收率的机理
第四节低频水力振动室内实验研究（1学时）
1.低频水力振动改善岩心的等效渗透率机理
2.排量大而注入效果好的原因
第五节井下水力振动技术现场应用状况（1学时）
1.工艺原理
2.振动工作液的性能
3.水利振动施工的选井条件
第六节低频水力振动脉冲采油技术（1学时）
1.低频水力脉冲处理油层的增产作用
2.适用条件
3.水力脉冲采油技术处理油层的优点
（三）考核知识点
1.低频水力振动的技术特点
2.低频水力振动技术在应用基础和应用技术研究方面存在的问题
3.低频水力振动增产增注的主要原理
4.低频水力振动提高水驱采收率的机理
5.低频水力振动改善岩心的等效渗透率机理
6.排量大而注入效果好的原因
7.振动工作液的性能
8.水利振动施工的选井条件
9.低频水力脉冲处理油层的增产作用
10.水力脉冲采油技术处理油层的优点
（四）考核要求
1.识记
（1）记住低频水力振动的技术特点
（2）低频水力振动技术在应用基础和应用技术研究方面存在的问题
（3）低频水力振动增产增注的主要原理
（4）低频水力振动提高水驱采收率的机理
（5）低频水力振动改善岩心的等效渗透率机理
（6）排量大而注入效果好的原因
（7）振动工作液的性能
（8）水利振动施工的选井条件
（9）低频水力脉冲处理油层的增产作用
（10）水力脉冲采油技术处理油层的优点
2.理解：
（1）理解低频水力振动在油藏中传播的数学模型
（2）理解低频水力振动室内实验
第三章磁场采油方法（3学时）
（一）学习目标
本章的主要目的是通过介绍国内外磁增注的研究和应用状况，增进人们对此处理技术的机理的了解，从而进一步推进这项技术在我国油田的研究与应用。
（二）课程内容
第一节永磁材料及其主要参数（1学时）
1.电磁场
2.磁场
3.磁路
4.磁体
5.场强度
6.居里温度
7.内禀矫顽力
8.磁极
9.剩余磁化强度
10.矫顽力
第二节水的磁化效应（1学时）
1.水的磁化效应
（1）磁处理水有明显的防垢作用
（2）磁处理水可以使悬浮颗粒大小发生变化
（3）磁处理减小了腐蚀产物的影响
（4）磁场降低了水的表面张力
（5）磁场对水中细菌繁殖的影响
（6）磁处理水对粘土膨胀有抑制作用
第三节磁增注工艺技术（1学时）
1.增注参数
2.磁处理装置的类型
3.磁增注矿场选井原则
4.磁增注机理
（三）考核知识点
1.基本概念
2.水的磁化效应
3.磁处理装置的类型
4.磁增注矿场选井原则
5.磁增注机理
（四）考核要求
1.识记
（1）记住基本概念
（2）水的磁化效应
（3）磁处理装置的类型
（4）磁增注矿场选井原则
（5）磁增注机理
2.理解：
（1）理解磁处理装置设计与安装
（2）理解磁增注技术矿场应用效果分析
第四章电场采油方法（5学时）
（一）学习目标
本章主要是电场采油方法的相关知识，包括电动渗流特性实验研究、水力渗流特性研究等，该方法目前尚处于室内实验阶段，不久的将来若能应用到油田实际生产中，将是一项很有前景的提高采收率方法。
（二）课程内容
第一节电动渗流特性实验研究（1学时）
1.电动渗流模型假设条件
2.电动渗流的影响因素
第二节电动—水力渗流特性研究（2学时）
1.电动—水力渗流模型的假设
2.渗流速度表达式
第三节外加直流电场对储层渗透率的影响（2学时）
1.双电层厚度对储层绝对渗透率的影响
第四节直流电场作用下的油水相渗透率及采收率（**学时）
1.电场改善油、水渗透率机理
2.直流电场对油水渗透率的影响
（三）考核知识点
1.电动渗流的影响因素
2.双电层厚度对储层绝对渗透率的影响
3.电场改善油、水渗透率机理
4.直流电场对油水渗透率的影响
（四）考核要求
1.识记
（1）记住电动渗流的影响因素
（2）双电层厚度对储层绝对渗透率的影响
（3）电场改善油、水渗透率机理
（4）直流电场对油水渗透率的影响
2.理解：
（1）理解电动渗流模型假设条件
（2）理解电动机渗流模型实验
第五章井下脉冲放电采油方法（6学时）
（一）学习目标
井下脉冲放电采油技术亦称电液压冲击法处理油层技术或电爆炸处理油层技术。
通过对本章的学习，可以了解井下脉冲放电采油技术的特点、采油机理以及工艺流程。
（二）课程内容
第一节井下脉冲放电采油技术的特点（1学时）
1.井下脉冲放电采油两个显著的过程
2.井下脉冲放电采油技术优点
第二节井下脉冲放电设备（1学时）
1.乌克兰井下放电设备技术参数
2.俄罗斯缉拿下电动液压源解堵技术
3.中国石油天然气总公司勘探开发研究分院的井下电液压冲击震源
第三节井下脉冲放电采油技术机理（2学时）
1.井下脉冲放电对地层岩石的造缝作用
2.井下脉冲放电可以提高地层渗透率
第四节井下脉冲放电采油工艺（1学时）
1.井下脉冲放电采油适用条件
2.选井原则
3.施工工序
第五节井下脉冲放电采油技术油田实验情况（1学时）
1.在克拉玛依油田应用的效果
（三）考核知识点
1.井下脉冲放电采油两个显著的过程
2.井下脉冲放电采油技术优点
3.井下脉冲放电采油适用条件
（四）考核要求
1.识记
（1）记住井下脉冲放电采油两个显著的过程
（2）记住井下脉冲放电采油技术优点
（3）记住井下脉冲放电采油适用条件
2.理解：
（1）理解乌克兰井下放电设备技术参数
（2）理解俄罗斯缉拿下电动液压源解堵技术
（3）理解中国石油天然气总公司勘探开发研究分院的井下电液压冲击震源
第六章油藏人工地震采油方法（7学时）
（一）学习目标
油藏人工地震采油方法能够对整个油层进行处理，使油井的原油产量提高，并降低油井含水。
通过对本章的学习可以了解油藏人工地震方法的采油原理、基本设备以及效果分析。
（二）课程内容
第一节国内外人工地震采油方法发展概况（1学时）
1.技术的特点
第二节人工地震采油机理（2学时）
1.人工地震采油技术
2.振动有利于降低原油粘度
3.振动有利于提高地梦轩阁层的渗透率
第三节人工地震震源设备（1学时）
1.人工地震处理油层技术
2.该方法适用条件和范围：
第四节人工地震采油效果分析（2学时）
1.人工地震采油方法的优点读者居
第五节井下人工地震采油技术（1学时）
1.震源的作用机理
（三）考核知识点
1.基本概念
2.人工地震采油方法的特点
3.人工地震适用条件和范围
4.人工地震采油方法的优点
（四）考核要求
1.识记
（1）记住基本概念
（2）记住人工地震采油方法的特点
（3）记住人工地震适用条件和范围
（4）记住人工地震采油方法的优点
2.理解：
（1）理解人工地震采油机理
（2）理解人工地震采油效果分析
第七章微波采油方法（4学时）
（一）学习目标
本章介绍另一种采油方法—微波采油。
通过对本章的学习，可以了解微波采油方法的发展概况、采油机理、微波采油完井方法、以及改方法在油田中的应用等。
（二）课程内容
第一节微波采油方法发展概况（1学时）
1.微波的有关知识
2.国内外油藏微波加热技术的发展概况
第二节微波采油机理及采油技术（1学时）
1.微波采油机理
2.微波系统的类型
3.微波加热开采技术的三种方法
第三节微波采油完井方法（1学时）
1.完井方法
2.微波采油井套管设计和固井设计
第四节微波技术在油气开发中的应用（1学时）
1.微波脱蜡
2.微波破乳
3.微波脱硫
（三）考核知识点
1.微波系统的类型
2.微波加热开采技术的三种方法
3.微波采油完井方法
（四）考核要求
1.识记
（1）记住微波系统的类型
（2）记住微波加热开采技术的三种方法
（3）记住微波采油完井方法
2.理解：
（1）理解微波的有关知识，包括微波的范围和微波的应用
（2）微波采油机理
（3）微波技术在油气开发中的应用
第八章高能气体压裂采油方法（8学时）
（一）学习目标
本章的主要研究内容包括高能气体压裂技术发展概况、火工知识简介、高能气体压裂机理及理论分析、高能气体压裂工艺及其设计、高能气体压裂的实验研究以及该技术的应用效果和发展前景。
（二）课程内容
第一节高能气体压裂技术发展概况（1学时）
1.高能气体压裂
第二节火工知识简介（1学时）
1.燃烧
2.爆炸
3.爆炸的特征
4.爆轰
5.气体发生剂的特点
第三节高能气体压裂机理剂理论分析（1学时）
1.高能气体压裂的四种作用效应：
第四节高能气体压裂工艺及其设计（2学时）
1.端面燃烧
2.端面、内圆柱面燃烧
3.端面、外圆柱面燃烧
4.端面、内外圆柱面燃烧
第五节高能气体压裂的实验研究（1学时）
1.室内实验研究
2.现场试验研究
第六节高能气体压裂技术的应用效果（1学时）
1.高能气体压裂的优点
2.高能气体压裂的适用范围
3.高能气体压裂选层要求
4.高能气体压裂存在的问题
5.施工效果评价
第七节高能气体压裂的发展趋势及前景（1学时）
1.高能气体压裂技术的改进
2.HEGF的综合压裂技术
（三）考核知识点
1.基本概念
2.爆炸的特征
3.气体发生剂的特点
4.高能气体压裂的优点
5.高能气体压裂的适用范围
（四）考核要求
1.识记
（1）记住基本概念
（2）记住爆炸的特征
（3）记住气体发生剂的特点
（4）高能气体压裂的优点
（5）高能气体压裂的适用范围
2.理解：
（1）理解高能气体压裂的四种作用效应
（2）理解不同燃烧方式形成的函数
四、学习教材和主要参考书
教材：
《物理场采油方法》,张继红编著，石油工业出版社1998年4月第1版。
参考书：
《油气藏增产增注新技术》,马建国编著，石油工业出版社1998年
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3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：
名词解释、填空、单项选择、多项选择、简答题、论述题和计算题。
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
1.名词解释
（1）水力振荡解堵技术
（2）矫顽力
2.填空
（1）低频水脉冲处理油层增产的四种作用是：
净化作用、疲劳扩展作用、（）和洗涤作用。
（2）低频水力脉冲技术对（）油田的降压增注效果最佳。
3.单项选择
（1）声波属于（）
A.横波B.纵波C.电磁波D.可见光波
（2）非线性渗流在生产中表现为有（）
A.启动压力B.破裂压力C.极限压力D.初始压力
4.多项选择
（1）机械波按振动与传播方向可分为（）
A.横波B.纵波C.电磁波D.粒子波E.光波
（2）高能气体压裂的特点有（）
A.峰值压力高B.作用时间短C.峰值压力低D.作用时间长
E.强辐射作用
5.简答题
简述声波采油机械振动作用机理。
6.论述题
论述井下脉冲放电对地层岩石的造缝作用。
7.计算题
水过滤处理过程中，在10分钟内通过的水量为1800ml，膜滤系数MF＝0.9ml/（mPa﹒min），液体的粘度为20mPa﹒s，试求等效压力梯度。
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