中国石油大学钻井工程期末复习题.docx

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1、钻井工程课程综合复习资料一、判断题1 ,衡量钻头技术、经济指标最科学的衡量参数是钻头的平均机械钻速。答案：错误2 .造斜工具的实际造斜率等于所钻井段的井眼曲率。答案：正确3 .取心钻井的关键环节包括形成岩心、保持岩心和取出岩心。答案：正确4 .粘附卡钻的原因主要是泥饼厚度过大，与钻井液的密度没有关系。答案：错误5 .钻柱是指水龙头以下、钻头以上所有串接管柱的总称。答案：正确6 .二维定向井设计轨道上，某点的水平位移、平长、视平移三者是相等的。答案：正确7 .相同的泵压下，采用大尺寸钻杆，可以提高钻头水功率。答案：正确8 .只要套管居中，水泥浆的顶替效率就可以达到100%。答案：错误9 .在深海

2、区域，沉积岩的平均上覆岩层压力梯度值远小于0.0227MPa/m。答案：正确10 .在钻速方程中，转速指数入的值一般大于1。答案：错误11 .造斜工具装置角为195。时，所钻井眼的井斜角与井斜方位角都减小。答案：正确12 .某井A点井斜角为30 , B点井斜角为35。，A点的井眼曲率一定比B点的小。答案：错误13 .造斜工具装置角为165。时，所钻井眼的井斜角与井斜方位角都增大。答案：错误则该点的真方14 .用磁性测斜仪测得某点方位角为349.5。，已知该地区为西磁偏角，大小为10.5。,位角为339。答案：正确15 .造斜工具装置角为75。时，所钻井眼的井斜角与井斜方位角都增大。答案：正确1

3、6 .按3=210。的装置角安装造斜工具，所钻井眼井斜角减小，方位角减小。答案：正确17 .按3 =150。的装置角安装造斜工具，所钻井眼井斜角、井斜方位都增大。 答案：错误18 .在额定泵压工作条件下，获得最大钻头水功率的条件为Ap/=0.357 2。 答案：正确19 .在第一临界井深范围内，获得最大钻头水功率的条件是。7尸0。答案：正确20 .额定泵压工作状态时，获得最大钻头水功率的条件是Pl = 0.643Pr。 答案：错误21 .岩石的可钻性级数越大，地层抵抗钻头的破碎能力越差。答案：错误22 . PDC钻头具有耐磨性高、自锐性好、韧性好等优点，可适用于硬地层。 答案：错误23 .钻柱

4、自转围绕钻柱自身轴线旋转，易产生钻柱偏磨现象。答案：错误24 .扶正器钻具组合增斜只有在斜井眼或水平井眼内使用才有效果。答案：正确25 .方钻杆两端的接头其扣型为上正下反的。答案：错误26 .井身结构设计过程中应首先确定钻进所用的最大钻头尺寸。答案：错误27 . de指数一般只适用于泥页岩层段。答案：正确28 .地层压力是指岩石骨架所承受的应力。答案：错误29 .牙轮钻头的超顶可引起牙轮的切向滑动。答案：正确30 .岩石的研磨性是指钻头破碎岩石过程中岩石磨损钻头的能力。答案：正确31 .地层压力是指地层孔隙内流体的压力。答案：正确32 .钻头的牙齿磨损量是指牙齿的磨损高度。答案：错误33 .岩

5、石的可钻性系数越大表明破碎该种岩石越困难。答案：错误34 .压井时控制井底压力大小的方法是通过调节节流阀的开启度来实现的。答案：正确35 .与射孔完井相比，衬管（或筛管）完井可减少对产层的污染。答案：正确36 .与滑动造斜工具相比，旋转造斜工具具有较大的优越性。答案：正确37 .采用衬管完井方法可以避免水泥浆对产层的损害。答案：正确38 .气侵关井后，井口压力可能不断升高，甚至达到或超过极限套压。答案：正确39 .硅酸二钙是油井水泥的主要成分之一，其含量对水泥的早期强度有较大影响。答案：错误40 .岩石的硬度与抗压强度是相同的。答案：错误二、填空题1 .沉积岩可分为 沉积和 沉积两大类。答案：

6、碎屑化学2 .当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，一般会出现机械钻速, de指数 的现象。答案：加快减小3 .在套管强度设计时，下部套管一般按 设计，上部一般按 设计。答案：抗外挤强度抗拉挤强度4 .牙轮钻头的移轴会产生 滑动；超顶会产生 滑动。答案：轴向 切向5 .目前常用的全面钻进钻头类型有、和 o 答案：牙轮钻头PDC钻头金刚石钻头6 .常用的固相控制设备包括 、 和 o答案：振动筛除砂器除泥器离心机7 .在第一临界井深前，最优喷嘴直径随井深的增大而 ,在第一和第二临界井深间，最优喷 嘴直径随井深的增大而 o答案：增大减小8 .在确定井眼轨迹时，可直接测量的参数有 、 和 o答案：井深 井

7、斜角 井斜方位角9 .常用 实验来测定岩石的单轴抗拉强度。答案：巴西10 .井眼轨迹参数计算方法多样性的原因是 o答案：两侧点之间的连接曲线形状的假设不同三、名词解释1 .水泥浆失重答案：由于各种原因造成在水泥浆候凝期间对井底及下部地层作用压力逐渐减小的现象。2 .压差卡钻答案：是指当井下钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻柱与井壁泥饼粘合在一起，而产生的卡 钻现象。也称为泥饼粘附卡钻。3 .工具面角答案：在井底圆平面上，以高边方向线为始边，顺时针旋转到装置方向线上所转过的角度。4 .水平位移答案：在水平投影图上，井眼轨迹（或轨道）上某点到井口的距离。5 .井斜答案：相对于直井而言，井眼轴相偏

8、离铅垂线的现象。6 .稠化时间答案:指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值（API规定水泥浆稠度达100BC）所用的时间。7 .射孔完井法答案：下入油套封固产层再用射孔弹将套管、水泥环、部分产层射穿，形成油气流通道的完井方法。8 .卡钻答案：钻具在井眼内不能自由活动的现象。9 .先期裸眼完井答案：是指先下套管到油层顶部固井，再打开生产层的裸眼完井方法。10 .门限钻压答案：指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的压力，主要是由岩石的性质决定的。11 .岩石的研磨性答案：岩石磨损钻头切削刃的特性。12 .软关井答案：发现井涌后，先打开节流阀在关闭防喷器的关井方法。13 .地层破裂压力答案：使某深度处地层破裂时

9、的井眼内液体压力。14 .地层压力答案：地层孔隙内流体所具有的压力，也称为地层孔隙压力。四、简答题1 .简述液压法测定地层破裂压力的步骤。答案：循环调节泥浆性能，保证泥浆性能稳定，上提钻头至套管鞋内，关闭防喷器。用较小排量0.66L 32 L/s向井内注入泥浆，并记录各个时期的注入量及立管压力。做立管压力与累计泵入量的关系曲线图。从图上确定各个压力值：漏失压力为PL,开裂压力Pr,传播压力Prro。Pl0.00981H计算地层破裂压力和地层破裂压力梯度。Pj =PL+ 0.00981 “夕”和 pf= pd+2 .简述提高钻头水功率的途径。答案：（1）提高泵压PS和泵功率Ps。（2）降低循环压

10、耗系数用：使用低密度钻井液，减小钻井液粘度，适当增大管路直径。（3）增大钻头压降系数Kb：增大的的途径可能是增大夕d,减小。和4,唯一有效的途径是减小喷 嘴直径。（4）优选排量Q。3 .简述井控装备主要有哪几部分组成。答案：（1）井口防喷器组合：环形防喷器、（单、双、剪切）闸板防喷器、四通、套管头等。（2）防喷器控制系统：司钻控制台、远程控制台、辅助遥控设备等。（3）井控管汇：节流管汇、压井管汇、节流阀控制箱、注水及灭火管线、反循环管线。（4）钻具内防喷工具：钻具止回阀（接入式和投入式）、方钻杆上下旋塞、旁通阀等。（5）井控仪器仪表：池体积监测报警；密度、电导、温度监测仪；气测分析仪等。（6）

11、钻井液处理设备：加重设备，气液分离器；除气器；自动灌浆装置。（7）特殊作业设备：4 .简述键槽卡钻的特征。（1）键槽卡钻的部位一般是在钻铤、钻杆接头、稳定器 或钻头部位。（2）能下放但不能上提，起钻到狗腿处常遇卡，严重时可卡死，卡死后不能转动。（3）泵压和循环正常。（4）钻杆接头偏磨严重。5 .简述钟摆钻具的纠斜原理及使用特点。答案：钟摆钻具纠斜原理：在下部钻柱的适当位置安装一个扶正器。当发生井斜时，该扶正器支撑 在井壁上形成支点，并保证以下钻柱不再与井壁接触。则该扶正器以下的钻柱就好象一个钟摆，在 钻头上产生一个最大的钟摆力。钻头在此钟摆力的作用下切削下井壁。从而使新钻的井眼不断降斜。 钟摆

12、钻具使用特点：主要用于纠斜或降斜。在直井内无防斜作用。其性能对钻压特别敏感。钻压增大，则增斜力增大，钟摆力减小。使用时必须严格控制钻压。在直井内无防斜作用。要防斜，只能使用小钻压“吊打”。不能有效控制井眼曲率，易形成“狗腿”。间隙对钟摆钻具组合性能的影响比较明显，因此扶正器直径磨损时要及时更换。五、计算题1 .某井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜：al=12 , 6=80。继续钻进至1800m, 测斜得：%=16。，02=150。现拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到 03=120。，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。(推荐公式：cos/ = cosa? cos6

13、/3 +sin2 sin6z3 cosA。co = cos-1 (cos6z2cos/3 -cosz3)/(sincif2 sin/3) )解： 73 = cos-1 cos2 cos3 + sin a2 sin a3 cosA = 8.19d) 69 = COS-1 (COS6Z2 COS/3 COS6Z3)/(sinor2 sin/3) = 104.44因为:03=120 02=150。所以：。=104.44。=255.54。72 - cos-1 cos。】 cos6Z2 +sin% sina2 cosA，= 16.2900K = y2/AL2 = 0.0543 /mA3 =/3/ = 1

14、50.829(m)2 .某井用12-1/4”钻头，钻井液密度为1.25g/cm3,钻压为200kN,钻柱组合为：9”钻铤(qci=2847N/m) 27m+ 7”钻铤(qc2=1606N/m) 54m + 61/2”钻铤(qc3=1362N/m) 81m+5”钻杆(qpi=284.69N/m),求 中性点的位置。解：=1-包=0.84或0.841PsK8/lc =64.57千牛200千牛，故中性点可能落在第二段钻铤上Kb/./,1= 137. 42千牛200千牛，故中性点可能落在第三段钻铤上设中性点高度(距井底距离)为Ln米Ln = Lc+ % + W Kb/A-Kb%2c2 =135 7米K

15、bQc33 .某井用中 127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m , 0 184.20mm 钻铤(1737N/m )60m.158.8mm 钻铤 (1328N/m)100m及216mm钻头，钻井液密度IZg/cn?。钻进时加钻压180kN ,套管钢材密度为 7.8g/cm3,求中性点位置。答案：浮力系数： Kb = 1 - 1.2/7.8 = 0.84620184.20mm 钻铤浮重为：Fml = 1737 * 80 / 1000 * 0.8462 = 117.59 (kN) W , 所以中性点在 158.8mm 钻铤 上；中性点距钻头距离：LN = 80 + (180-117.59

16、) / (1.328*0.8426) = 135.77 (m)4 .某井使用密度为L3g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa,关 井套管压力为5.5MPa。压井钻井液密度(附加量 为0.05 g/cn?)答案:所需压井液密度 pk = 1.3 + 4/(0.00981*3800) + 0.05 = 1.46 (g/cm3)5 .某井使用密度为L3g/cn?的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa, 关井套管压力为5.5MPa。(1)求压井用的钻井液密度；(2)已知上一层套管下深2500m,该处地层 破裂压力的当量密度为L98g/cm3,假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最 大关井套压。解：(1)压井所需要的钻井液密度：p八Pd-= 1 3 H= 1.407 g/cm30.00981 D 0.00981 x3800(2)允许的关井套压pjmaxPimax + 0-00981 pdD, 0.00981 pfDt故 Amax0-00981./=0.00981(1.98-1.3)2500 =16.68 MPa