井下作业工技师计算题(2008版)

一、计算题
1.某井井深2100m,用φ73mm油管冲砂,当冲砂至2000m时,发生油管折断事故,落鱼长1000m,鱼顶深1000m, φ73mm钻杆打捞发生卡钻事故,卡后上提管柱F1=200kN时,钻具伸长了1.0m，求卡点深度( φ73mm油管K2=2450,φ73mm钻杆K1=3800)。

2.某井下入φ73mm油管2829m,地层出砂后将油管卡住,用清水压井处理事故,倒出油管1350m。

再下反扣φ73mm钻杆以上提力F=210kN倒扣,预计倒扣位置在多少米?清水中φ73mm钻杆每米质量为12.4kg/m, φ73mm油管每米质量为8.3kg/m。

(取小数点后一位,g=10m/s2)。

3.某井深2560m，井内为φ73mm平式油管1996m，在上提管柱时发现油管被卡，测卡点时第一次上提拉力为F1=130kN，油管伸长λ1= 30cm，第二次上提拉力为F2=160kN，油管伸长λ2=50cm，第三次上提拉力F3=190kN，油管伸长λ3=70cm ，求卡点位置。

（φ73mm的K=2450。

计算结果取整数)。

4.某井压井液密度为1.20g/cm3，垂直井深为2000m，求井底静液柱压力P h（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)？
5.某地区地层水密度为1.04g/cm3，求该地区正常地层压力梯度（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数) ？
6.某地区正常地层压力梯度为11.80kPa／m，当井深为2km时，地层压力为多少兆帕（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)?
7.某地层3500m以上为正常地层压力，测得地层深度为2500m处的地层压力为26.215MPa，试求该地层的正常压力梯度（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)?
8.某井油层垂直深度h为4300m时，地层压力P P为49.95MPa，试求地层压力当量井液密度ρe为多少?（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数) ？
9.某井循环池井液增加量为ΔV=2500L关井，立管（油管）压力P d=6MPa，套压P a=7MPa，原井液密度ρ1=（1）20 g/cm3；环空容积V a＝23.93L／m，垂直井深H=3000m。

试求：1.侵入流体的密度（ρw）?并判断侵入井内的流体为气体、盐水或油气水的混合物? （2）地层压力（P p）、地层压力当量密度（ρ当）?（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)
10.某井上部产层1700m（H破压）处的破裂压力当量密度ρ当为1.85g/ cm3，用148mm钻头，73mm钻杆，壁厚9mm（不考虑钻铤）,原压井液密度ρ1=1.50g／cm3。

钻塞深度H为2800m时发生溢流，关井后测得立管压力Pd为2.5MPa，套管压力P a为4.5MPa，井液循环池增加量ΔV为1.8m3，已知环空容积V a全井平均为11L/m，溢流前用压井排量为14L／s，测得相应立管压力为7.4MPa，用司钻法压井。

试求：（1）侵入井内地层流体密度ρw？并判断侵入井内的流体为气体、盐水或油气水的混合物? （2）地层压力Pp？（3）所需新的重压井液密度ρ新？4.最大允许关井套压值P a？（重力加速度g取9.8m/s2,安全附加密度值ρe 取0.15g/cm3，计算结果保留两位小数）。

11.某井用密度为1.25g/cm3 的盐水压井液钻磨灰塞，发生溢流前，测得低泵速泵压（循环立管压力）为10MPa，随后继续钻磨灰塞三小时，该井发生溢流立即关井，记录关井立压为4.57MP a，经计算要用1.35 g/cm3盐水压井液才能将井压稳,试计算初始循环立管压力和终了循环立管压力？(计算结果保留两位小数)
12.某井由于发生溢流而关井，井的垂直深度为3580m，井内修井液为1.33 g/cm3,关井后测得关井油管压力（立管压力）为6.9MP a，该井为气层且含硫化氢气体,求所需要的压井液密度应为多少？(重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)
13.某井油层中部深度为2325.8m，井内无固相压井液密度ρ=1.21g/cm3，进行常规电缆射孔，起出射孔枪后井口发生溢流，抢关防喷器，关井15分钟，测得井口压力为3.2MPa ，求油层中部压力为多少兆帕？放喷后，重新挤压井作业应选择密度多大的无固相压井液？(重力加速度g取9.8m/s2,判断为油水层，安全附加密度值ρe可选择0.05～0.1g/cm3，计算结果保留两位小数)
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一、计算题
1.已知:鱼顶深H1=1000m,落鱼长度L鱼=1000m,下钻杆捞鱼上提拉力F2=120KN,钻具伸长λ=100cm, K1=3800, K2=2450。

求:卡点的深度H=？
解:设钻杆伸长为λ1,油管伸长为λ2。

根据已知条件得: λ1= H1F1/ K1
代入已知数值: λ1=1000×200÷3800=52.63 (cm)
λ2=λ-λ1=100-52.63=47.37(cm)
卡点以上油管长为: H2= K2λ2/ F1=2450×47.37÷200
=580.28(m)
卡点深度为: H=H1+ H2=1000+580.28=1580.28(m)
答:卡点深度为1580.28m。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

2.已知:井内油管为φ73mm油管,倒出长度为1350m,钻杆长度L=1350m。

油管在水中质量q油=8.3kg/m,钻杆在水中的质量q钻=12.4kg/m,上提拉力F=210kN。

求:预计倒开的位置H。

解:上提井内钻杆所需拉力F1:F1=q钻×L/100=12.4×1350÷100=167.4 (kN)
用于上提油管的拉力: F2=F－F1=210－167.4=42.6 (kN)
在F2提拉力的作用下,能提动油管的长度: L2= F2×100/q油=42.6×100÷8.3=513.3(m)
预计倒开的位置: H=L＋L2=1350＋513.3=1863.3 (m)
答:预计倒开的位置H为1863.3m。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

3.解：①三次上提油管平均拉力：F=（F1＋F2＋F3）÷3=（130＋160＋190）÷3 =160（kN）
②三次上提油管平均伸长：λ=（λ1＋λ2＋λ3）÷3=（30＋50＋70）÷3 =50（cm）
③卡点位置：H =K×λ÷F=2450×50÷160=766（m）
答：卡点在766m处。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

4.已知ρ=1.20g/cm3,g=9.8m/s2, H=2000m。

求：求井底静液压力P h？
解：根据计算公式：P h=10-3ρg H
得：P h=10-3×1.20×9.8×2000
=23.54（MPa）
答：井底静压力为23.544MPa。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

5.已知：ρ=1.04g/cm3，g=9.8m/s2。

求：该地区正常地层压力梯度G？
解：根据计算公式：G=ρ·g
得：G=1.04×9.80=10.19（KPa/m）
答：该地区正常地层压力梯度为10.19 kPa／m。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

6.已知：G=11.80kPa／m，H=2km。

求：地层压力p P=?
解：根据计算公式：p P=GH
得：p P=11.8×2=23.60（MPa）
答：地层压力为23.60MPa。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

7.已知：p P =26.215 MPa，H=2.5km。

求：该地层的正常压力梯度地层压力G?
解：根据计算公式：G=p P／H
得：G =26.215/2.5
=10.45（kPa/m）
答：该地区正常地层压力梯度为10.45kPa／m。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

8.解：根据计算公式ρe=P P／10－3·g·h
得：ρe =49.95／10－3×9.8×4300
=1.19（g／cm3.）
答：地层压力当量井液密度为1.19g／cm3。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

9.解：(1)求侵入流体的密度ρw，判断侵入井内的流体性质。

根据计算公式：ρw=ρ1－[（P a-P d）÷（10-3×g×ΔV÷V a）]
将已知数据代入公式得：ρw=1.20－[（7-6）÷（10-3×9.8×2500÷23.93）]
=0.22（g/cm3）
又依据判断侵入流体性质的经验值,当计算值ρw=0.12～0.36 g/cm3，为气；当计算值
ρw=0.36～0.60g/cm3，为油气或气水混合物；当计算值ρw=0.60～0.84g/cm3，为油、水或油水混合物。

本题计算结果ρw= 0.22g/cm3，小于0.36g/cm3，故判断侵入井内的流体为天然气。

(2)求地层压力P p和地层压力当量密度ρ当
根据地层压力计算公式：P p=P d＋10-3×g·ρ1·H
将已知数据代入公式得：P p=6＋10-39.8×1.20×3000
=41.28（MPa）
根据地层压力当量密度计算公式：ρ当=P p/10-3·g·H
将已知数据代入公式得：ρ当=41.28÷10-3×9.8×30000
=1.40（g/cm3）
答：侵入流体的密度为0.22g/cm3，经判断侵入井内的流体为气体。

地层压力为41.28MPa，地层压力当量密度为1.40g/cm3。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

10.解：(1)求侵入井内地层流体密度ρw，判断侵入井内的流体性质。

根据计算公式：ρw=ρ1－[（Pa－Pd）÷（10-3×g ×ΔV÷Va）]
将已知数据代入公式得：ρw=1.50一［（4.5—2.5）÷（10-3×9.8×1800÷11）］
=0.25（g/cm3）
又依据判断侵入流体性质的经验值,当计算值ρw=0.12～0.36 g/cm3，为气；当计算值ρw=0.36～0.60g/cm3，为油气或气水混合物；当计算值ρw=0.60～0.84g/cm3，为油、水或油水混合物。

本题计算结果ρw= 0.25g/cm3小于0.36g/cm3，故判断侵入井内的流体为天然气。

(2)求地层压力Pp。

根据计算公式：P p=P d＋10-3×g·ρ1·H
将已知数据代入公式得：P p=2.5＋10-3×9.8×1.50×2800
=43.66（MPa）
(3)求所需新的重压井液密度ρ新。

根据计算公式：ρ新=ρ1＋[（P a—P d）÷10-3×g·H]＋ρe
将已知数据代入公式得：ρ新=1.50＋[（4.5—2.5）÷10-3×9.8×2800]＋0.15
=1.72（g/cm3）
(4)求最大允许关井套压值P a。

根据计算公式：［P a］=10-3×g H破压（ρ当－ρ1）
将已知数据代入公式得：［P a］=10-3×9.8×1700（1.85－1.50）
=5.83（MPa）
答：侵入流体的密度为0.25g/cm3，经判断侵入井内的流体为气体。

地层压力为43.66MPa，需要新的重压井液密度为1.72g/cm3，节流压井时最大允许关井套压值为5.83MPa。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

11.已知:ρ1=1.25g/cm3，ρ2=1.35g/cm3，P d=4.57 MP a，P Ci=10MPa。

求: 初始循环立管压力P Ti和终了循环立管压力P Tf？
解:(1)初始循环立管压力P Ti
由公式：P Ti= P d＋P Ci
得：P Ti=4.57＋10=14.57（MPa）
(2) 终了循环立管压力P Tf
由公式：P Tf=ρ2×P Ci/ρ1
得：P Tf=1.35×10/1.25=10.80（MPa）
答: 初始循环立管压力为14.57MPa，终了循环立管压力为10.80MPa。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

12.已知:原井内修井液ρ1=1.33g/cm3，井的垂直深度H=3580m,P d=6.9MP a，g=9.8m/s2。

求: 所需要新的压井液密度ρ2？
解:(1)关井后测得地层压力P P。

由公式P P=P d＋10-3ρ1×g×H
得：P P=6.9＋10-3×1.33×9.8×3580=53.56（MPa）
(2)依据安全附加值ρe的取值规定。

一般油水层：ρe=0.05～0.10 g/cm3；
气层：ρe=0.07～0.15 g/cm3（含硫化氢等有毒有害气体的井取最高值）。

本计算题为气层且含硫化氢等有毒有害气体，因此，ρe取最高值即ρe=0.15 g/cm3
(3)所需要新的压井液密度ρ2
由公式：ρ2=P P/10-3gH＋ρe
得：ρ2=53.56/10-3×9.8×3580＋0.15=1.68 g/cm3
答: 所需要新的压井液密度应为1.68 g/cm3。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。

13.解:(1)依据题意，求油层中部压力P P？
根据公式P P = P d＋P h ,又因液柱压力P h=10-3·g·ρ·H，测得井口压力P d=3.2MPa。

将已知数据代入公式得：P P =3.2＋10-3×9.8×1.21×2325.8=3.2＋27.579=30.78（MPa）
(2)依据题意，求无固相压井液的密度ρ选？
根据当量压井液密度计算公式: ρ当=P P/10-3×9.8×H
将计算得到的油层中部压力P P值，以及已知数据代入公式得：ρ当 =30.78÷9.8×2325.8=1.35（g/cm3）
判断为油水层，安全附加密度值ρe可选择0.05～0.1g/cm3；所求的无固相压井液密度ρ选，可设为ρ选1和ρ选2，设ρe1=0.05 g/cm3，ρe2=0.1g/cm3；
本井放喷后，重新挤压井所需要的无固相压井液密度计算公式分别为ρ选1=ρ当＋ρe1和ρ选2=ρ当＋ρe2，因此，
ρ选1=ρ当＋ρe1=1.35＋0.05=1.40（g/cm3）
ρ选2 =ρ当＋ρe2=1.35＋0.1=1.45（g/cm3）
答：油层中部压力P P为30.78MPa，本井放喷后，重新挤压井作业所用无固相压井液的密度ρ选为1.40 g/cm3～1.45 g/cm3。

评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。

公式可用汉字表达。