石油大学钻井工程试题

第一章
4．岩石的硬度也确实是岩石的抗压强度（f ）。

1．一样岩石的弹性常数随围压的增加而增大。

（f ）
2．在动载作用下岩石呈现出的强度比静载作用下要大的多。

（ f ）
1．什么是井底压差？
答：井内液柱压力与地层孔隙压力之差。

3．d c指数法预报异样地层压力的原理
答：d c指数法预报异样地层压力的原理是依照机械钻速在正常、异样地层压力的不同，通过计算取得。

表达要紧公式及公式中d c指数与机械钻速之间的关系。

5．岩石的硬度与抗压强度有何区别？
答：硬度与抗压强度有联系，但又有专门大区别。

硬度只是固体表面的局部对另一
物体压人或侵入时的阻力，而抗压强度那么是固体抗击固体整体破坏时的阻力。

6．什么是各向紧缩效应？
答：在三轴应力实验中，若是岩石是干的或不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或气体时，增大围压那么一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作用统称为“各向紧缩效应”。

第二章7
3．牙轮钻头是以（ a ）作用为主破岩的钻头。

a.冲击
b.切削
c.研磨
4．已知钻具在泥浆中的总重量为100吨，钻进时需给钻头加压20吨，钻进时大钩负荷应该是80 吨。

4．某井井深2000米，地层压力27.5Mpa,井内钻井液密度为1.18 g/cm3，井底压差为
-4.35 Mpa 。

1．论述牙轮钻头的工作原理。

1）牙轮钻头依托牙齿破碎演示，固定在牙轮上的牙齿随钻头一路绕钻头轴线作顺时针方向的旋转运动，成为公转。

（3分）
2）同时，牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向的旋转成为自转。

钻头在井底的纵向振动，与静载压入力一路形成了钻头对地层演示的冲击、压碎作用。

（2分）
3）剪切作用由牙轮钻头的超顶、复锥和移轴三种结构特点引发。

（2分）
1．某直井钻至井深L=1600m ，井底地层压力16.4MPa ，泥浆密度ρm =1.1g/cm 3，钻进钻压为W=65kN ，钻柱组成为5”钻杆（外径为d op =127mm 、内径为d ip =110mm 、长L p =1500m ） ＋7”钻铤（外径为d oc =177.8mm 、内径为d ic ＝75mm 、长L c =100m ）组成，已知钻柱的密度为ρ=7.85g/cm 3。

求解：
1）计算钻柱轴向力零点井深。

（4分）
2）画出钻柱轴向力散布示用意。

（2分）
3）钻进时井底压差为多少（2分）
解：
1）计算钻柱轴向力零点井深
计算钻铤浮重：
Lc=SnWmax/qcKbcona p92
kN 95.134)85
.71.11(8.91085.7100414.3)758.177(622=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯--
kN L 65)85
.71.11(8.91085.7414.3)758.177(622=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯--
L=48.17m
钻柱轴向力零点井深=1600-48.17=1551.83m
2）画出钻柱轴向力散布示用意。

(略)
3）钻进时井底压差为：
MPa p 27.1716001.100981.0=⨯⨯= MPa p 87.04.1627.17=-=∆
1．试计算由41/4inch 内外加厚，壁厚10.92mm 的E 级钻杆（屈服强度下的抗拉力Fy1=1848.89KN ）和51/2inch 内外加厚，壁厚10.54mm 的E 级钻杆（屈服强度下的抗拉力Fy2=2212.49KN ）组合的复合钻柱在密度为1.2g/cm 3的钻井液中的可下入深度（平安系数1.30, 1 inch=25.4mm,已知钻柱的密度为ρs =7.85g/cm 3）。

解：
平安系数法：Fa=Fp/St
设计系数法（考虑卡瓦挤压）：
拉伸余量：
拉伸载荷：Fa=Kb*Fo
钻柱在空气中的重量：Fo=(qpLp+qcLc)*Kb
qp=(3.14*（do2-di2）*7.85)/4
Kb=1-ρd/ρs
dop1=25.4x4.25=107.95mm
dip1=107.95-2X10.92=86.11mm
dop2=25.4x4.5=139.7mm
dip2=139.7-2X10.54=118.62mm （2分）
m L 36.65593.1)85.72.11(48.985.714.310
)11.8695.107(89.18481622=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-=-
kN F 22.142236.6559)85.72.11(48.985.714.310)11.8695.107(1622=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-=-
m F L 76.16963.1)85.72.11(48.985.714.310)62.1187.139(13.149.2212262
2=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯-=- （3分）
L=L1+L2=6559.36+1696.76=8256.13m （3分）
2.已知某直井井深Dv=1500m ，需要钻压W=140 kN ，钻井液密度为1.20g/cm 3,钻具结构为：Ф216mm 钻头+Ф165mm 钻铤 (线质量q c = 136.24 kg/m)+ Ф127mm 钻杆 (线质量q p =29.04 kg/m)；平安系数S N =1.2 。

求钻柱中性点的井深。

求解：
1）公式：（2分）
W=Lp*q p *K B + Lc*q c *K B
L N = W / q p *K B 或 L N = W*S N / q p *K B *con α
K B =(1-ρd /ρs )
L=Dv- L N
2）计算W=14t 时所需钻铤长度：（6分）
K B =1-ρd /ρs =1-1.2/7.85=0.8471
L N = 140000 *1.2/ 136.24* 0.8471*9.8 = 148.54m
L=Dv- L N =1500-148.54=1351.46m
因此，中性点所在井深为1351.46m 。

第三章6
1．同一尺寸钻柱中，相同密度泥浆的流动阻力的要紧阻碍因素是泥浆的（a ）。

a.粘度
b.切力
c.泵压
1．钻井液的累计失水由瞬时失水、动失水、静失水组成。

2．储层灵敏性评判包括速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏。

1．水基钻井液的要紧组成包括水、粘土、处置剂。

4．什么叫剪切稀释对钻井有何重要作用
答：剪切稀释特性表现粘度随剪切速度增大而降低的现象。

2．分析钻井液对产层的损害。

答：
1）外来流体中的固体颗粒对储层的损害，当钻井液、完井液等外来流体与渗透性地层接触时，在井内液柱压差的作用下，外来流体中粒径极小的固体颗粒(粘土、岩屑、加重材料等)在滤饼形成前会侵入储层，造成储层油气流通道堵塞，储层渗透性降低。

造成损害的程度与流体的滤失性能、固相含量及颗粒散布、压差及流体与地层的接触时刻有关。

（2分）2）储层内部微粒运移造成的损害（2分）
3）储层内粘土水化膨胀，引发孔喉堵塞，储层都含有必然比例的粘土矿物。

粘土矿物中的蒙脱石具有典型的水敏性，当它与侵入储层的低矿化度的水接触时，蒙脱石的膨胀体积可达原始体积的几倍乃至10倍以上，这就容易造成孔隙喉道被封堵，使渗透率大幅度下降。

（1分）
4）流体的不配伍性对储层的损害，入井流体彼此不配伍，如钻井液、完井液与水泥浆之间常会不配伍，尤其是水泥浆滤液含有大量钙离子，pH值又高，当与其他流体相遇时很容易生成钙盐而沉淀。

（1分）
5）水锁效应，水锁效应是指油流中的水滴在通过狭小的孔隙喉道时，孔喉双侧必需有必然的压差水滴才能通过，不然孔喉就被水滴堵塞。

在地层中水锁效应是能够叠加的，故会致使油流阻力大大增加。

水锁效应一般是钻井液等外来流体的滤液侵入后，使储层中水相含量增多引发的。

因此，尽可能操纵外来流体滤失量是避免发生水锁效应的有效方法。

（1分）第四章5
4．喷射钻井中，射流的冲击压力不是静压力，在射流作用的井底面积内，冲击压力的散布是（b ）。

a.均匀的
b.极不均匀的
c.无法分析的
4．随井深的增加，喷射钻井中能够通过调剂排量、喷嘴直径使钻头压降达到理论上的最大值。

（t ）
1．喷射钻井中泥浆泵的排量越大越好。

（f ）
2．水力参数优选的标准是什么？
答：水力参数优选的标准是最大钻头水功率、最大射流冲击力和射流喷射速度三个标准。

1．论述阻碍钻进速度的诸因素。

答：阻碍钻进速度的诸因素包括：
1）钻压对钻速的阻碍（1分）
2）转速对钻速的阻碍（1分）
3）牙齿磨损对钻速的阻碍（1分）
4）水力因素对钻速的阻碍（1分
5）钻井液性能对钻速的影响（1分）
用公式和图说明。

（2分）
第五章1
2．什么是反扭角哪些因素阻碍其大小
答：动力钻具在液流作用与转子产生扭矩，其反作使劲作用在钻柱上，所产生的扭矩称为反扭矩，阻碍因素包括钻柱长度，摩擦力惯性矩，装置角等
第六章2
4．井底常压法压井的原那么是什么？
答：井底常压法压井的原那么是维持井底常压，确实是在压井进程中，井底压力略大于地层压力而且使井底压力维持不变。

3．什么缘故必需限制起下钻速度？
答：限制起下钻速度以避免抽吸压力和兴奋压力。

第七章10
2．固井中，通常采纳紊流（流态）来提高顶替效率。

3．操纵套管柱设计的大体外载是_轴向拉力__，_外挤力_和__内压力__。

3．射孔完井适用于（ a ）。

a.非均质储集层
b. 均质储集层
c. 所有储集层
4．关于易出砂的油井适宜采纳（ b ）完井法。

a.后期裸眼
b.砾石充填
c.射孔
5．说明固井和井身结构的概念？
答：向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业称之为固井。

包括下套管和注水泥。

井身结构要紧包括：套管层次，每层套管的下入深度和套管和井眼尺寸的配合。

6．简述射孔完井法及其特点。

答：射孔完井是指下入油层套管封固产层后再用射孔弹将套管、水泥环、部份产层射穿，形成油气流通道的完井方式。

（2分）
射孔完井是利用最多的完井方式，大多数的储集层都可采纳射孔完井方式。

但只有非均质储集层，才最适合用射孔完井。

非均质储集层的特点是稳固性岩层和非稳固岩层彼此交织，不同压力体系的岩层彼此交织，有含水含气的夹层，或是有底水和气顶。

（2分）
1．什么是水泥浆的稠化时刻
答：水泥浆的稠化时刻指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值所用的时刻。

2．论述井身结构设计的原那么，及中间套管下入深度的确信方式
答：1）井身结构设计的原那么（3分）
(1)有效地爱惜油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。

(2)应幸免漏、喷、塌、卡等井下复杂情形的发生，为全井顺利钻进制造条件，以取得最短建井周期。

(3)钻下部地层采纳重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管处最薄弱的袒露地层。

(4)下套管进程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。

2）中间套管下入深度的确信方式（4分）
利用压力剖面图中最大地层压力梯度求上部地层不致被压裂所应具有的地层破裂压力梯度的当量密度ρf。

ρf的确信有两种方式，当钻下部井段时如确信可不能发生井涌，可用下式计算：
ρf＝ρpmax + Sb + Sg + Sf
假设估量要发生井涌，可用下式计算：
ρf＝ρpmax + Sb + Sf + (Dpmax/D21)×Sk
2．某井油层位于2600m，预测地层压力的当量钻井液密度为1.20g/cm3,钻至200m下表层套管，液压实验测得表层套管鞋处地层破裂压力的当量密度为1.65 g/cm3,问不下技术套管是不是能够顺利钻达油层？已知：抽吸压力系数S b=0.038g/cm3, 井涌允量S k=0.05 g/cm3, 破裂压力平安系数S f=0.036g/cm3, 兴奋压力系数S g=0.04g/cm3。

解：
(1)公式：
ρf=ρpmax + Sb + Sf + Dpmax/D21*Sk （2分）
(2)计算：（3分）
ρf=ρpmax + Sb + Sf + Dpmax/D21*Sk
=1.3+0.038+0.036+2600/200*0.05=2.024 g/cm3
因为ρf= 2.024 g/cm3
因此不下技术套管不能够顺利钻达油层。

(3分）
第八章1
2．井底压力大于地层压力，那么易发生( a )。

a.井漏
b.井喷
c.压差卡钻。