中国石油大学钻井工程复习题终极版答案.

一、名词解释1、岩心收获率：在取心钻井过程中，实际取出岩心的长度与本次取心钻进进尺的百分比。

2、装置角：在井底平面上，以高边方向线为始边，顺时针旋转到装置方向线所转过的角度。

3、拉力余量法：在钻柱设计过程中，考虑钻柱被卡时的上提解卡力，钻杆柱的最大允许静拉力应小于其最大安全拉伸力的一定值（拉力余量）的设计方法。

4、压持效应:在钻井过程中，井内存在一定压差，在压差作用下井底的岩石碎屑难以离开井底，造成钻头重复破碎而导致钻进效率下降的现象。

5、窜槽：指在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，使环形空间局部出现未被水泥浆封固的现象。

6、门限钻压：指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的钻压，其值的大小主要取决于岩石的性质。

7、上覆岩层压力：指该层以上岩石基质和岩石孔隙内流体的总重力造成的压力。

8、先期裸眼完井：钻至油气层上部下套管固井，然后钻开生产层的完井方法。

9、水泥稠化时间：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。

10、钻柱中和点：指钻柱上轴向力为零的点。

11、岩屑运载比：岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空上返速度之比。

12、欠平衡压力钻井：指在钻井过程中保持井内钻井液柱压力小于地层压力的钻井技术。

13、岩石可钻性：岩石被钻头破碎的难易性，反映了岩石的抗钻能力。

14、水锁效应：钻井液中的水侵入油层，封锁孔喉，使油流阻力增大的效应。

15、井漏：钻井过程中钻井液或水泥浆漏入地层中的现象。

16、气窜17井斜角：指该点在井眼轴线上的切线与铅垂线之间的夹角。

18、牙齿磨损量：钻头牙齿磨损掉的高度与牙齿原始高度之比。

19、工具面：弯接头的轴线是一条折线，折线构成的平面称为弯接头的工具面。

20、地层破裂压力：在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力叫地层破裂压力。

21、表观粘度：在某一流速梯度下，剪切应力与相应流速梯度的比值。

22、卡钻：钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象。

23、岩石硬度：岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。

24、当量密度：对于某种压力用等高度或深度的钻井液液柱压力等效所需要的钻井液密度值称为当量密度。

25、定向钻井：沿着预先设计好的井眼轨道钻达目的层的钻进方法。

26、地层压力：岩石孔隙中流体所具有的压力。

27、等安全系数法：在套管柱强度设计过程中，使各个危险截面上的最小安全系数等于或大于规定的安全系数的设计方法。

28、平衡压力钻井：指保持钻井液液柱压力与地层压力相平衡条件下的钻井技术29、固井：指在已打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥。

二、简答题1、简述司钻法压井的生产过程。

司钻法压井又称为二次循环法压井。

发现溢流关井后，第一周循环用原钻井液循环排出井内被污染的钻井液，等压井用的重钻井液配制好后，进行第二周的循环。

第一循环周：启动泥浆泵，调节节流阀使套压等于关井套压。

增加泵速到压井泵速，调节节流阀使使循环立管总压力保持初始循环立管总压力不变，直到循环一周后关井，此时关井套压等于关井立管压力。

第二循环周：启动泥浆泵，调节节流阀使套压等于关井立管压力，直到达到压井泵速，压井过程中，循环立管总压力逐渐减小，当重钻井液到达钻头时，循环立管总压力等于终了循环立管总压力，即PTf = PTi；继续循环，当重钻井液从井口返出时，完成第二周循环，此时套压为0。

压井结束，套压和立管压力均为0。

2、在倾斜层状地层中钻进时，井眼一般向什么方向倾斜？为什么？3、简述异常高压地层形成的原因。

4、简述牙轮钻头在井底的运动形式及破岩机理。

答：牙轮钻头在井底产生的运动形式主要有：（1）在钻柱的带动下产生的公转；（2）由于牙轮安装在牙轮轴上，在公转的同时产生自转；（3）单、双齿着地使得牙轮钻头的重心上下移动所形成的上下振动；（4）牙轮钻头的三种特殊结构——超顶、移轴、复锥使得牙轮在滚动的同时产生滑动。

牙轮钻头的破岩机理：（1）在钻压作用下形成的压碎作用；（2）牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用；（3）三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所造成的剪切破碎。

5、简述地层流体侵入井眼的主要检测方法。

答：（1）钻井液池液面检测方法（2）翻出钻井液流量检测方法。

（3）声波气侵早起检测方法。

6、简述井斜的主要原因。

答：井斜的主要原因有：（1）地质因素：1）地层可钻性的各向异性2）地层可钻性的纵向变化3）地层可钻性的横向变化（2）钻具的原因，即钻具的倾斜和弯曲，造成钻头在井底的不对称切削和侧向切削。

1）钻具和井眼之间的间隙过大2）钻进过程中施加的钻压过大造成下部钻柱弯曲3）下井钻柱本身弯曲4）安装设备时，天车、游车、转盘三点不在同一条铅垂线上，或者转盘安装不水平（3）井眼扩大后，使得钻头左右移动靠向一侧，使得钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。

7、简述钻井液的主要功用。

要点：（1）从井底清楚岩屑；（2）冷却和润滑钻头及钻柱（3）造壁性能；（4）控制地层压力；；（5）循环停止时悬浮钻屑和家中材料，防止下沉（6）从所钻地层获得资料（7）传递水力功率8、简述钻柱的功用。

答：(1)提供钻井液流动通道；(2)给钻头提供钻压；(3)传递扭距；(4)起下钻头；(5)计量井深；(6)观察和了解井下情况（钻头工作情况、井眼状况、地层情况）；(7)进行其它特殊作业（取芯、挤水泥、打捞等）；(8)钻杆测试,又称中途测试。

9、简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。

要点：（1）采用套管扶正器，改善套管居中条件；（2）注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力；（3）调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；（4）注水泥过程中使水泥浆在环空的流动形成紊流或塞流，有利于水泥浆的顶替；（5）在注水泥前，打入一定量的隔离液或清洗液，增加二者的密度差，形成有利的“漂浮”。

10、固井中常见的主要问题有哪些？提高固井质量的主要措施。

常见的问题：② 井口有冒油、气、水的现象。

②不能有效地封隔各种层位，开采时各种压力互窜，影响井的生产③因固结质量不良在生产中引起套管变形，影响井的生产。

提高固井质量主要从两个方面入手，即提高顶替效率和防止窜槽。

（1）提高顶替效率的措施有：①采用套管扶正器，改善套管居中条件；②注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力；③调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；④注水泥过程中使水泥浆在环空的流动形成紊流或塞流，有利于水泥浆的顶替；⑤在注水泥前，打入一定量的隔离液或清洗液，增加二者的密度差，形成有利的“漂浮”。

（2）防止窜槽的措施有①采用多级注水泥或两种凝速（上慢下快）的水泥；②注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空加回压；③使用膨胀性水泥，防止水泥收缩；④使用刮泥器，清除井壁泥饼。

11、简述常见的卡钻有哪些类型？各有什么现象？答：（1）沉砂卡钻开泵循环时，泵压很高或憋泵；钻具上提遇卡、下放遇阻，且上提下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。

（2）井塌卡钻大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；钻进中突然发生蹩钻，上提遇阻，泵压上升，憋泵甚至钻具不能转动等现象。

（3）压差卡钻（泥饼粘附卡钻）当井下钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻柱的一部分会贴于井壁，与井壁泥饼粘合在一起，静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大，由此而产生的卡钻称为压差卡钻，也称为粘附卡钻或泥饼卡钻。

钻具无法上下活动或转动，但能够开泵循环，且泵压正常稳定。

（4）键槽卡钻钻进正常，泵压正常；钻杆接头偏磨严重；下钻不遇阻，但起钻到狗腿处常遇卡；能下放但不能上提，严重时可卡死。

（5）缩径卡钻遇阻的位置固定；循环时泵压增大；上提困难，下放容易；起出的钻杆接头的上部经常有松软泥饼。

（6）落物卡钻12、试解释钻柱中中性点及其重要意义。

钻柱上轴向力为零的点称为中性点。

意义：中性点是钻柱受拉与受压的分界点，在钻柱设计中，我们希望中性点始终落在刚度大，抗弯能力强的钻铤上而不是落在强度较弱的钻杆上，使钻杆一直处于受拉伸的直线稳定状态，以免钻杆受压弯曲和受交变应力的作用。

13、简述井斜的原因和主要的防斜方法及原理。

井斜的主要原因有：（1）地质因素：1）地层可钻性的各向异性2）地层可钻性的纵向变化3）地层可钻性的横向变化（2）钻具的原因，即钻具的倾斜和弯曲，造成钻头在井底的不对称切削和侧向切削。

1）钻具和井眼之间的间隙过大2）钻进过程中施加的钻压过大造成下部钻柱弯曲3）下井钻柱本身弯曲4）安装设备时，天车、游车、转盘三点不在同一条铅垂线上，或者转盘安装不水平（3）井眼扩大后，使得钻头左右移动靠向一侧，使得钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。

主要的防斜方法：满眼钻具组合，钟摆钻具组合原理：14、PDC钻头是怎样破碎岩石的？适合钻什么样的地层？要点：（1）剪切作用或切削作用；（2）软到中硬均质地层主要是通过挤压，碰撞和剪切来破碎岩石。

其破碎过程大致可分为以下三个过程：一是刃前岩石破碎，切削刃前进并碰撞刃前岩石，扭力逐渐减小；二是刃前岩石碰撞破碎后切削刃前进，产生小剪切，扭力逐渐增大；三是扭力增大到极值后，刃前岩石产生大剪切。

（2分）PDC钻头主要适合于软到中等硬度的均质地层。

（2分）15、满眼钻具的原理及使用特点。

答：在下部钻具适当位置上安装3～4个扶正器，增大下部钻具组合的尺寸和刚度，近似“填满井眼”，防止钻柱弯曲和倾斜。

（2分）使用特点如下：（1分/条）(1).只能控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。

不能纠斜。

(2).“以快保满，以满保直”。

间隙对满眼钻具组合性能影响显著。

当间隙Δd达到或超过两倍的设计值时，应及时更换或修复扶正器。

在井径扩大井段不适用。

要抢在井径扩大以前钻出新的井眼。

(3).不宜在井眼曲率大的井段使用,防止卡钻。

(4).在钻进软硬交错，或倾角较大的地层时，要注意适当减小钻压，勤划眼，以便消除可能出现的“狗腿”。

16、钟摆钻具的原理及使用特点。

原理：在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，该扶正器支撑在井壁上，使下部钻柱悬空，则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，也要产生一个钟摆力。

此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。

特点：(1).钟摆钻具组合多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜。

(2).钟摆钻具组合的性能对钻压特别敏感。

(3).在井斜角较小的，要求较严的直井中使用吊打。

(4).扶正器与井眼间的间隙对钟摆钻具组合性能的影响特别明显。

(5)使用钟摆钻具组合要进行较复杂的设计和计算。

17、简述钻井和固井过程中保护油气层的主要技术措施。

答：(1).采用平衡或近平衡压力钻井和固井技术。

(2).减小钻井液或水泥浆的失水量。

(3).钻井液或水泥浆绿叶性能与地层流体配伍，防止产生沉淀。