钻井工程习题总结
钻井工程复习题
钻井工程复习题一、判断下述说法是否正确(每题1分)1、异常高压地层的孔隙压力最大不会超过上覆地层压力。
()2、地层的孔隙压力越大,其破裂压力也就越大。
()3、在正常压力层段,声波时差随井深的增加呈逐渐增大的趋势。
()4、在相同的条件下,细粒岩石的抗压强度一般都大于粗粒岩石的抗压强度。
()5、随着围压的增大,岩石的强度增大,塑性也增大。
()6、牙轮的超顶和复锥都会使牙轮产生周向滑动。
()7、通常用机械钻速作为评价钻头选型是否合理的标准。
()8、钻头牙齿的磨损速度随牙齿磨损量的增大而减小。
()9、钻头在井底喷出的射流属于淹没自由射流。
()10、钻头压降用于克服喷嘴对钻井液的流动阻力。
()11、在二维定向井设计轨道上,某点的水平位移和水平投影长度是相等的。
()12、井斜角越大,井眼曲率也就越大。
()13、真方位角(以地球北极为基准)等于磁方位角加上东磁偏角。
()14、在倾斜的层状地层中钻进时,钻头有偏向平行地层层面方向的趋势。
()15、满眼钻具组合只能控制井眼曲率,不能用来改变井斜及方位。
()16、在钟摆钻具组合中,扶正器的主要作用是支撑井壁形成支点,从而增大钻柱的刚度,减轻下部钻柱的弯曲变形。
()17、造斜工具用来改变井眼斜度,不能用来改变井眼方位。
()18、转盘钻扶正器组合只能控制井眼斜度,不能用来控制井眼方位。
()19、只有当钻井液密度低于地层压力当量密度时,地层流体才会侵入井内。
()20、在井内静液柱压力能平衡地层压力情况下,地层流体也可能侵入井内。
()21、多压力层系共存同一裸眼井段时,应以最高压力为准来确定钻井液密度。
()22、在钻进过程中,绝对禁止地层流体侵入井内。
()23、在钻进过程中钻速突然加快,说明钻遇了异常高压地层。
()24、井涌关井后,当立管压力与钻井液液柱压力之和等于地层压力后,立管压力便不再升高。
()25、在轴向拉力的作用下,套管的抗内压增大。
()36、温度对水泥浆性能的影响较压力的影响大。
钻井工程复习题
1.牙齿磨损量:指牙齿的相对磨损高度,新钻头时为0,牙齿全部磨损时为1。
2.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。
3.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。
4.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。
5.地层破裂压力:在井下一定深度出露的地层,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,这个液体压力称为地层破裂压力。
6.剪切稀释特性:指钻井液随着流速梯度的增加而表观粘度减小的现象。
7.卡钻:指在钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象。
8.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。
11. 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。
14.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。
15.地层压力:岩石孔隙中的流体所成具有的压力,也称地层孔隙压力。
17.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小于规定的安全系数的设计方法。
21.井斜角:井眼轴线上某一点的井斜角是指该点在井眼轴线上的切线与铅垂线之间的夹角。
23. 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。
1.简述异常高压地层形成的原因。
答:地层在沉积压实过程中,能否保持压实平衡主要取决于四个因素:(1)上覆岩层沉积速度的大小,(2)地层渗透率的大小,(3)地层孔隙减小的速度,(4)排出孔隙流体的能力。
在地层的沉积过程中,如果沉积速度很快,岩石颗粒没有足够的时间去排列,孔隙内流体的排出受到限制,基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力,即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。
由于上覆岩层继续沉积,岩层压力增加,而下面的基岩的支撑能力并没有增加,孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。
钻井工程重点(
一、名词解释1、静液压力2、地层压力3、地层破裂压力4、压持效应5、静切力6、动切力7、岩石的硬度(另外岩石强度)8、上覆岩层压力9、基岩应力10、抽吸压力11、激动压力12、钻头进尺13、钻头寿命14、门限钻压15岩石可钻性16塑性系数17中和点(中性点)18PDC钻头19工程师法压井20司钻法压井21比水功率22狗腿角23装置方位角24欠平衡钻井25井斜角26方位角27水平位移28装置角29反扭角二、填空题1、在正常地层原来井段,随着井深的增加,岩石的孔隙度,声波速度,声波时差。
2、d c指数偏离正常趋势线越远说明地层压力越。
3、常用的固相控制方法包括、、和。
4、根据轴承副的结构,钻头轴承分为和。
5、某井井深2500米,地层压力为28MPa,则其,地层压力梯度为,地层压力当量密度为。
(请写明单位)6、按射流体与周围流体介质的关系划分,可分为和。
7、钻柱由、和三大部分组成。
8、旧API钻杆接头是对早期使用的有细扣钻杆提出来的,分为、和。
9、和统称为波动压力。
10、循环过程中,钻井液主要有以下功用:、和等。
11、正常地层压力情况下,机械钻速随着井深的增加而,d指数随井深增加而,进入压力过渡带后,实际的d指数较正常基线。
12、在三轴应力条件下,岩石机械性质一个显著变化的特点就是随着围压增大,岩石表现出从向转变。
13、钻头牙齿对地层的剪切主要通过牙轮在井底滚动的同时还产生牙齿对井底的滑动实现的,产生滑动的原因是有牙轮钻头的、和三种结构特点引起的。
14、常用的关井方式分为、和。
15、地层可钻性的各向异性,就是地层可钻性在不同方向上的。
16、动力钻具又称为井下马达,包括、、和三种。
17、井身结构的三个基本参数、和。
18、钻井液固相控制设备包括、、。
19、在最大钻头水功率标准条件下,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;20、钻柱在井眼内的旋转运动可能的形式有、、和四类。
钻井工程试题及答案(第四章)
第四章 试题及答案一、简答题1. 影响钻进速度的主要因素有哪些,哪些为可控制的因素?简要分析这些可控因素对钻进速度的影响。
答:影响因素:地质条件、岩层性质和钻井深度等客观因素;钻头类型、钻井液性能、水力参数、钻压、转速等可控变量。
钻头类型:因不同的钻头类型适用于不同的地层,选择好钻头可获得高的机械钻速。
钻井液性能:密度增加会降低机械钻速;粘度增加会降低机械钻速,固相含量增加会降低机械钻速,钻井液的分散性增加钻速降低。
钻压:增加钻压,提高机械钻速。
转速:增加转速,一般机械钻速提高,但当钻头齿的接触时间小于破碎岩石的接触时间时,钻速降低。
2. 写出修正的杨格模式钻速方程,简要分析该钻速方程中所列因素对钻进机械钻速的影响规律。
答:杨格模式钻速方程为:H P R pc C C hC n M W K 211)(+-=λυ式中 pc υ——钻速,m/h ; W ——钻压,kN ; M ——门限钻压,kN ; N ——转速,r/min ;R K 、λ、2C 、H C 、P C 、h 为无因次量。
钻速方程考虑的因素对钻进机械钻速的影响规律如下:(1)岩石可钻性:它包含了岩石强度,以及与可钻性有关的钻头类型和泥浆性能等对钻速的影响;可钻性越大钻速越高。
(2)井底压差:随着井底压差的增加钻速减小。
(3)单位钻压:随着单位钻压的增加钻速增加。
(4)转速:转速的增加钻速增加。
(5)水力净化和水力参数:随着井眼净化程度和水力能量的提高钻速增加。
(6)牙齿磨损:磨损量增加钻速降低。
3. 什么是喷射钻井?喷射钻井能大幅度提高钻速的主要原因是什么。
答:简单地说喷射钻井就是充分利用钻井液通过喷射钻头所形成的高速射流的水力作用,以提高机械钻速的一种钻井方法。
喷射钻井的一个显著特点,是从钻头喷嘴中喷出强大的钻井液射流。
它具有很高的喷射速度,具有很大的水力功率,它能给予井底岩屑一个很大的冲击力,从而使岩屑及时迅速地离开井底,始终保持井底干净。
钻井课后题汇总
第 1 页 共 45 页第一章 钻井的工程地质条件1. 岩石的塑性系数是怎样定义的?答:岩石的塑性系数是用来定量表征岩石塑性及脆性大小的参数。
塑性系数为岩石破碎前耗费的总功与岩石破碎前弹性变形功的比值。
2. 什么是岩石的可钻性?答:岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。
即一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。
3. 什么叫有效应力、有效上覆岩层压力、各向压缩效应?答:在“各向压缩效应”试验中,如果岩石孔隙中含有流体且具有一定的孔隙压力,这种孔隙压力的作用降低了岩石的各向压缩效应,这样,把岩石所受外压与内压之差称为有效应力。
上覆岩层压力和岩石内孔隙流体压力的差称为有效上覆岩层压力。
在三轴应力试验中,如果岩石是干的或者不渗透的,或孔隙度小且孔隙中不存在液体或者气体时,增大围压则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“各向压缩效应”。
4. 简述地下各种压力的基本概念答:地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。
静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力,它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。
地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。
基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力,也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力,这部分压力是不被孔隙水所承担的。
1. 简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层孔隙压力和基岩应力三者之间的关系。
答: 地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。
静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力,它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。
地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。
基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力,也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力,这部分压力是不被孔隙水所承担的。
《钻井工程》综合复习资料
《钻井工程》综合复习资料一、判断题(正确者填T,否则填F)1.正常压力地层,地层压力梯度随井深的增加而增加. F2.在深海区域,沉积岩的平均上覆岩层压力梯度值远小于0。
0227MPa/m. T3.一般地讲,岩石随着埋藏深度的增大,其强度增大,塑性减小。
F4.试验测得某岩石的塑性系数为K=1,则该岩石属于脆性岩石。
T5.PDC钻头布齿密度越高,平均钻头寿命越长,但平均钻进速度越低。
T6.钻头压降主要用来克服喷嘴与钻井液之间的流动阻力。
F7.增大钻杆柱内径是提高钻头水功率的有效途径之一. T8.测段的井斜角越大,其井眼曲率也就越大. F9.“满眼"钻具组合只能用来防斜和稳斜,不能用来纠斜。
T10.为了有效的提高顶替效率,固井是一般采用层流顶替。
F11.钻进时,在井内泥浆液柱压力大于地层压力的条件下不会发生气侵。
F12.等安全系数法设计套管柱,一般不考虑钻井液浮力的减轻作用. T13.砾石充填完井的主要目的是防止油层出砂。
T14.钻井液中固相含量越高、分散性越好,机械钻速越高。
F15.轴向拉力的存在使得套管柱的抗外挤强度降低。
T16.液压试验的主要目的为了测定油气层的地层破裂压力。
F17.控制井内钻井液滤失量的最好方法是降低钻井液密度。
T18.某牙轮钻头的轴承结构为“滚柱-滚珠—滚柱—止推”,其中滚珠轴承的主要作用是承受载荷的作用。
T 19.钻柱偏磨严重,说明钻柱在井下的运动形式主要是公转. F20.钟摆钻具组合纠斜提高稳定器安装高度是最有效的方法. F21.固井就是由下套管和注水泥两个环节组成的。
T22.当钻遇异常高压地层时dc指数法值突然减小。
T23.钻柱中性点是钻柱上既不受拉也不受压的0轴向力点,该点最安全。
F24.射流对井底的清洗作用和破岩作用取决钻头水功率,与喷嘴出口到井底的距离无关。
F25.使用弯外壳马达定向钻进时,钻进速度越快,造斜率越大。
F26.岩石的塑性系数表征了岩石可变形能力的大小. T27.牙轮的超顶布置可使牙齿在井底产生沿牙轮轴方向的滑动剪切作用。
钻井工程期末考试试卷总结重点
钻井工程期末考试试卷总结重点1、喷射钻井中的射流是(D)。
A、自由射流B、非淹没射流C、淹没射流D、淹没非自由射流2刮刀钻头在D地层钻进时效率大大降低。
A、软B、松软及高塑性C、高塑性D、较硬和硬质结核、硬夹层的3、射流冲到井底以后产生两种净化井底的作用,其一是射流对岩屑的冲击作用,其二是漫流对岩屑的(B)作用。
A、悬浮B、横推C、破碎D、压持4、喷射钻进要求射流的喷射速度大于(D)m/。
A、70B、80C、90D、1005评价钻头选型是否合理恰当,应与所钻地层的岩性相适合,特别是要以(B)来衡量。
A、纯钻进时间B、钻头成本C、钻头价格D、钻头进尺6一般情况下,满眼钻具组合的稳定器最少是(C)个。
A、1B、2C、3D、47“直增稳降直”的定向井剖面类型属于(C)剖面。
A、二次抛物线B、三段制C、五段制D、四段制8在造斜井段测量井斜,两测点间的长度不大于(C)m。
A、10B、20C、30D、409定向井分为常规定向井、大斜度定向井和(A)三种类型。
A、水平井B、丛式井C、多底井D、大位移井10石油颜色的不同主要是原油中的A含量的不同所致。
A、胶质B、蜡C、油质D、碳质11死绳在死绳固定器绳轮上缠绕圈数为C。
A、2B、3C、4D、512岩石的强度是指岩石抵抗A的能力。
A、外力破坏B、压缩变形C、拉伸扭曲D、弯曲折断13钻井液的初切力是钻井液静止A后所测得的切力。
A、1minB、3minC、5minD、10min14钻井液的AaρTeting,又称中途测试。
42中性点的概念及工程意义是什么?概念:钻柱上轴向力等于零的点。
中性点的工程意义:(1)设计钻柱时要确保中性点始终落在钻铤上。
(2)指导松扣、造扣等特殊作业。
(3)中性点附近钻柱受交变应力作用,易疲劳破坏,疲劳防护43常规钻井时钻井液的流动路径?答开始钻井液池泥浆池→钻井泵→地面高压管汇→立管→水龙带→水龙头→方钻杆→钻杆→钻铤→钻头→环空→套管头→地面低压管汇→振动筛除砂器/除泥器→钻井液池泥浆池。
钻井工程期末试题总结
一、名词解释1.开钻:每改变一次钻头尺寸,开始钻新的井段的工艺。
(P4)2.固井:在已钻成的井眼内下入套管,并向井眼和套管之间的环形空间注入泥浆将套管和地层固结在一起的工艺过程。
(P4)3.完井:钻开生产层,确定完井井底结构,确定完井的井口装置及有关措施。
4.中性点:钻柱上轴向力等于零的点称为钻柱中性点。
5.有效应力:外压与内压与之差。
6. 静液压力:由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。
7.上覆岩层压力:地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。
8.地层压力:指岩石孔隙中的流体所具有的压力,亦称地层孔隙压力。
9.基岩应力:是由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力,称为基岩应力10.异常高压:超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。
11.异常低压:低于正常地层静液压力的地层压力(Pp <Ph)称为异低压12.岩石强度:岩石在一定条件下受外力的作用而达到破坏时的应力称为岩石在这种条件下的强度。
且,抗拉强度<抗弯强度≤抗剪强度<抗压强度13.当量密度:某深度地层压力与等高液柱压力等效时相当的液体密度。
单位:g/cm³(百度)14.地层破裂压力:井下一定深度裸露地层,承受流体的压力是有限的。
当液体达到一定数值时会使地层破裂,该液体压力称为地层破裂压力。
(p17)15.岩石硬度:岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。
16.井眼周围岩石受力有上覆岩层压力σ3、岩石内孔隙流压力Pp、水平地应力σ1σ2、钻井液液柱压力Ph17.各向压缩效应:增大围压,一方面增大岩石的强度,一方面也增大了岩石的塑性,这两方面统称各向压缩效应。
18.岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。
19.钻头的工作指标钻头进尺、钻头工作寿命、机械钻速、单位进尺成本20、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。
钻井基础考试题及答案
钻井基础考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 钻井过程中,下列哪项不是钻井液的主要功能?A. 携带岩屑B. 冷却钻头C. 清洗井壁D. 增加地层压力答案:D2. 钻井液的密度通常由什么决定?A. 钻井深度B. 地层压力C. 钻井速度D. 钻头类型答案:B3. 钻井过程中,井壁坍塌的主要原因是什么?A. 钻井液密度过高B. 钻井液密度过低C. 钻井液粘度过高D. 钻井液粘度过低答案:B4. 钻井液的粘度对钻井过程有何影响?A. 粘度越高,携带岩屑能力越强B. 粘度越高,钻压越小C. 粘度越低,钻压越大D. 粘度越低,携带岩屑能力越强答案:A5. 钻井液的失水性是指什么?A. 钻井液在地层中的渗透性B. 钻井液在地层中的吸附性C. 钻井液在地层中的溶解性D. 钻井液在地层中的挥发性答案:A6. 钻井液的pH值对钻井过程有何影响?A. pH值越高,钻井液的腐蚀性越强B. pH值越低,钻井液的腐蚀性越强C. pH值越高,钻井液的稳定性越好D. pH值越低,钻井液的稳定性越好答案:B7. 钻井液的润滑性对钻井过程有何影响?A. 润滑性越好,钻压越大B. 润滑性越好,钻压越小C. 润滑性越差,钻压越大D. 润滑性越差,钻压越小答案:B8. 钻井液的抑制性是指什么?A. 抑制钻井液的腐蚀性B. 抑制钻井液的挥发性C. 抑制钻井液的渗透性D. 抑制钻井液的溶解性答案:A9. 钻井液的滤失量对钻井过程有何影响?A. 滤失量越大,钻井液的稳定性越好B. 滤失量越大,钻井液的稳定性越差C. 滤失量越小,钻井液的稳定性越好D. 滤失量越小,钻井液的稳定性越差答案:B10. 钻井液的密度调整通常使用什么材料?A. 重晶石B. 轻质碳酸钙C. 氯化钠D. 硫酸钡答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 钻井液的主要功能包括哪些?A. 携带岩屑B. 冷却钻头C. 清洗井壁D. 增加地层压力答案:ABC2. 影响钻井液密度的因素有?A. 钻井深度B. 地层压力C. 钻井速度D. 钻头类型答案:AB3. 钻井液的粘度对钻井过程的影响包括?A. 粘度越高,携带岩屑能力越强B. 粘度越高,钻压越小C. 粘度越低,钻压越大D. 粘度越低,携带岩屑能力越强答案:AD4. 钻井液的pH值对钻井过程的影响包括?A. pH值越高,钻井液的腐蚀性越强B. pH值越低,钻井液的腐蚀性越强C. pH值越高,钻井液的稳定性越好D. pH值越低,钻井液的稳定性越好答案:B5. 钻井液的润滑性对钻井过程的影响包括?A. 润滑性越好,钻压越大B. 润滑性越好,钻压越小C. 润滑性越差,钻压越大D. 润滑性越差,钻压越小答案:B三、判断题(每题1分,共10分)1. 钻井液的密度越高,对地层的压力就越大。
《钻井工程理论与技术》试题
《钻井工程》综合复习资料一、判断题1.钻速方程中的门限钻压是钻进中限制的最大钻压。
( F )2.水力参数优选的观点认为,所采用的泥浆排量越大,越有利于井底清洗。
( F )3.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°,则该点的真方位角为339°。
( T )4.定向井垂直剖面图上的纵坐标是垂深,横坐标是水平长度。
( T )5.气侵关井后,井口压力不断上升,说明地层孔隙压力在不断升高。
( F )6.压差卡钻的特点是钻具无法活动但开泵循环正常。
( T )7.钻遇异常高压地层时,声波时差值增大,dc指数值也增大。
( F )8.正常压力地层,声波时差随井深的增加而增加。
( F )9.在深海区域,沉积岩的平均上覆岩层压力梯度值远小于0.0227MPa/m。
( T )10.按照受力性质不同岩石的强度分为抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度,其中抗剪强度最小。
( F )11.试验测得某岩石的塑性系数为K=1,则该岩石属于塑脆性岩石。
( F )12.PDC钻头属于金刚石钻头,但是一种切削型钻头。
( T )13.某牙轮钻头的轴承结构分为滚动轴承结构和滑动轴承结构,其中滚动轴承结构的承受载荷较大。
( F )14.施加在钻头的钻压是依靠全部钻铤的重量。
( F )15.正常压力地层,地层压力梯度随井深的增加而增加。
( F )16.一般地讲,岩石随着埋藏深度的增大,其强度增大,塑性减小。
( F )17.试验测得某岩石的塑性系数为K=1,则该岩石属于脆性岩石。
( T )18.PDC钻头布齿密度越高,平均钻头寿命越长,但平均钻进速度越低。
( T )19.钻头压降主要用来克服喷嘴与钻井液之间的流动阻力。
( F )20.增大钻杆柱内径是提高钻头水功率的有效途径之一。
( T )21.测段的井斜角越大,其井眼曲率也就越大。
( F )22.在正常压力层段,声波时差随井深的增加呈逐渐减小的趋势。
钻井工程课后题答案
钻铤长度的确定原则(P92) : “保持中性点始终处在钻铤上” 。
Wmax S N (q ci Lci ) k B cos
i 1 n
(P28) ; (2)随着围压增大,岩石表现出由脆性向塑性转变,并且围压越大,岩石破坏前
所呈现的塑性也越大(P31) 。
2
补充题:某井将套管下至 1000m 固井后做漏失试验,测得漏失压力为 pL=5.9MPa,井内泥 浆密度为 1.15g/cm3。继续钻进至 2000m 将钻遇油气层,预计油气层压力为 35.0MPa。若 采用平衡压力钻井方法钻穿油气层,能否压漏地层?(或是否需要下技术套管?) 解:等价问题——“钻 2000m 处油层时,使用的钻井液在 1000m 处产生的液柱压力是否会
P87、式(2-3)
(2)中性点位置: L N
P88、式(2-7)
(3)中性点所在井深: Dv LN 1500 124.86 1375.14(m)
34、某井用 121/4in 钻头钻至 3500m,试进行钻柱设计。
1 3 已知:钻头直径 d b 12 / 4 in ,井深 D 3500m ;钻井液密度 d 1.23 g / cm ;
b 1.28 1 0.836 7.8 s
P87、式(2-3) P88、式(2-7)
W SN 180 1.2 189.70(m) q c k B cos 1.362 0.836
若此井为直井,则需要钻铤长度为 189.70m。
5
3 32、已知:井深 Dv 1.38 g / cm ;
8、 某井钻至 2500m, 钻头 D=215mm, 钻压 W=160KN, 钻速 n=110r/min, 机械钻速 7.3m/h, 钻井液密度 1.28 g/cm3,正常条件下钻井液密度 1.07 g/cm3,求 d 和 dc 指数。 解:据 P15、式(1-16) 、式(1-17)
钻井工程习题总结
四、计算题(本大题共3小题,共23 分)1、某定向井身a 点处井深800米,︒︒=31515a =,φαa ;b 点处井深835米,︒︒=58.17b =,φαb 。
试求:(结果单位:度/30米)(6分)1)井斜变化率a K 。
(1分)2)方位变化率φK 。
(1分)3)全角变化量β。
(2分)4)全角变化率K 。
(2分)参考答案:1)m L K a b 30/4.230800835158.1730︒=⨯--=⨯∆-=ααα 2)m L K a b 30/7.26530800835315530︒-=⨯--=⨯∆-=φφφ 3)︒=+=+=4.1628.17152ba c ααα m L L K c 30/2.1414.16sin )7.265(4.2sin 2222︒=︒⨯-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=αφα4)︒=⨯︒=∆∙=7.16435)30/2.141(L K β2.某井用密度为l.23克/厘米3的泥浆钻至井深2975米发生天然气溢流。
关井套压为2.5兆帕。
关井立压力1.4兆帕。
忽略气柱重量和高度对井内压力的影响。
求关井条件下气柱上升到距井底1250米处时的井底压力和井口压力各为多少?(8分)参考答案:(1) 刚发生溢流时的井底天然气压力: MPa P p 26.374.110297523.18.93=+⨯⨯⨯=-(2) 由于关井,天然气在体积不膨胀的条件下上升,当天然气上升到1250m 时,仍保持其在井底时的压力37.26MPa 不变。
此时,井底压力:MPaL P P m p b 05.58172523.1108.926.37108.9313=⨯⨯⨯+=⨯+=--ρ 井口套压:MPa L P P p a 99.42125023.1108.905.5823.1108.9323=⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-=--3、某井在某地层作钻速实验,其数据如下:实验点 钻压(千牛)转速(转/分)钻时(秒/米) 钻速(米/时)1 150 65 7502 120 50 11743 120 80 8404 180 80 5405 180 50 7506 150 65 788试求该地层的门限钻压M 和转速指数e 各为多少?(9分)参考答案:(1)计算钻速:h m v m /8.43600)750/1(1=⨯= h m v m /07.33600)1174/1(2=⨯=h m v m /29.43600)840/1(3=⨯= h m v m /67.63600)540/1(4=⨯=h m v m /8.43600)750/1(5=⨯= h m v m /57.43600)788/1(6=⨯=(2分)(2)求相对钻速误差,验证记录数据的可靠性(1分) %15%8.4%1008.457.48.4101〈=⨯-=-m m m v v v 表列数据可用于计算(3)7119.02041.01453.0)80/50lg()29.4/07.3lg()/lg()/lg(321=--===H L m m n n v v e7001.02041.01429.0)80/50lg()67.6/8.4lg()/lg()/lg(451=--===H L m m n n v v e706.027001.07119.0221=+=+=e e e (3分) (4)kN v v W W v W M m m L H m L 526.1307.38.412018007.3120)(2521=--⨯-=---= kN v v W W v W M m m L H m L 647.178.467.612018029.4120)(5432-=--⨯-=---= kN M M M 06.22647.17526.13221-=-=+=(3分)41、某井方位控制计算。
钻井工程试题及答案
钻井工程试题及答案一、选择题二、填空题三、名词说明1.何谓双向应力椭圆?答:在轴向上套管承担有下部套管的拉应力,在径向上存在有套管内的压力或管外液体的外挤力,套管处于双向应力的作用中。
依照第四强度理论,列套管破坏的强度条件方程:σz2+σt2-σtσz=σs2改写为: (σz/σs)2-(σzσt)/ σs2+(σt/σs)2=1得一椭圆方程。
用σz/σs的百分比为横坐标,用σt/σs的百分比为纵坐标,绘出的应力图,称为双向应力椭圆。
2.何谓前置液体系?答:前置液是注水泥过程中所用的各种前置液体的总称。
前置液体系是用于在注水泥之前,向井中注入的各种专门液体。
四、简答题1.简述套管的的种类及其功用。
答:(1)表层套管,表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管,表层套管要紧有两个作用:一是在其顶部安装套管头,并通过套管头悬挂和支承后续各层套管;二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层,使淡水层不受钻井液污染。
(2)中间套管,亦称技术套管。
介于表层套管和生产套管之间的套管都称中间套管,中间套管的作用是隔离不同地层孔隙压力的层系戒易塌易漏等复杂地层。
(3)生产套管。
生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管,其作用是爱护生产层,并给油气从产层流到地面提供通道。
(4)钻井衬管,亦称钻井尾管。
钻井衬管常在已下入一层中间套管后采纳,即只要裸眼井段下套管注水泥,套管柱不延伸至井口。
采纳钻井衬管能够减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷,同时又可节约大量套管和水泥,降低固井成本。
2.井身结构设计的原则是什么?答:进行井身结构设计所遵循的原则要紧有:(1)有效地爱护油气层,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,以获得最短建井周期。
(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外最薄弱的裸露地层。
(4)下套管过程中,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。
钻井工程期末试题总结
钻井工程期末试题总结一、名词解释1.开钻:每改变一次钻头尺寸,开始钻新的井段的工艺。
(P4)2.固井:在已钻成的井眼内下入套管,并向井眼和套管之间的环形空间注入泥浆将套管和地层固结在一起的工艺过程。
(P4)3.完井:钻开生产层,确定完井井底结构,确定完井的井口装置及有关措施。
4.中性点:钻柱上轴向力等于零的点称为钻柱中性点。
5.有效应力:外压与内压与之差。
6. 静液压力:由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。
7.上覆岩层压力:地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。
8.地层压力:指岩石孔隙中的流体所具有的压力,亦称地层孔隙压力。
9.基岩应力:是由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力,称为基岩应力10.异常高压:超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。
11.异常低压:低于正常地层静液压力的地层压力(Pp <ph)称为异低压< bdsfid="74" p=""></ph)称为异低压<>12.岩石强度:岩石在一定条件下受外力的作用而达到破坏时的应力称为岩石在这种条件下的强度。
且,抗拉强度<抗弯强度≤抗剪强度<抗压强度13.当量密度:某深度地层压力与等高液柱压力等效时相当的液体密度。
单位:g/cm3(百度)14.地层破裂压力:井下一定深度裸露地层,承受流体的压力是有限的。
当液体达到一定数值时会使地层破裂,该液体压力称为地层破裂压力。
(p17)15.岩石硬度:岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。
16.井眼周围岩石受力有上覆岩层压力σ3、岩石内孔隙流压力Pp、水平地应力σ1σ2、钻井液液柱压力Ph17.各向压缩效应:增大围压,一方面增大岩石的强度,一方面也增大了岩石的塑性,这两方面统称各向压缩效应。
18.岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。
《钻井工程》考前综合复习资料
《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,转速指数为的值一般大于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°,则该点的真方位角为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16.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A p l=0.357 P r。
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Q opr= Q r。
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四、计算题(本大题共3小题,共23 分)
1、某定向井身a 点处井深800米,︒︒=31515a =,φαa ;b 点处井深835米,︒︒=58.17b =,φαb 。
试求:(结果单位:度/30米)(6分)
1)井斜变化率a K 。
(1分)
2)方位变化率φK 。
(1分)
3)全角变化量β。
(2分)
4)全角变化率K 。
(2分)
参考答案:1)m L K a b 30/4.230800835158.1730︒=⨯--=⨯∆-=
ααα 2)m L K a b 30/7.26530800835315530︒-=⨯--=⨯∆-=
φφφ 3)︒=+=+=4.1628.17152
b
a c ααα m L L K c 30/2.1414.16sin )7.265(4.2sin 2222︒=︒⨯-+=⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=αφα
4)︒=⨯︒=∆∙=7.16435)30/2.141(L K β
2.某井用密度为l.23克/厘米3的泥浆钻至井深2975米发生天然气溢流。
关井套压为2.5兆帕。
关井立压力1.4兆帕。
忽略气柱重量和高度对井内压力的影响。
求关井条件下气柱上升到距井底1250米处时的井底压力和井口压力各为多少?(8分)
参考答案:
(1) 刚发生溢流时的井底天然气压力: MPa P p 26.374.110297523.18.93=+⨯⨯⨯=-
(2) 由于关井,天然气在体积不膨胀的条件下上升,当天然气上升到1250m 时,仍保持
其在井底时的压力37.26MPa 不变。
此时,
井底压力:MPa
L P P m p b 05.58172523.1108.926.37108.9313=⨯⨯⨯+=⨯+=--ρ 井口套压:MPa L P P p a 99.42125023.1108.905.5823.1108.9323=⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-=--
3、某井在某地层作钻速实验,其数据如下:
实验点 钻压(千牛)转速(转/分)钻时(秒/米) 钻速(米/时)
1 150 65 750
2 120 50 1174
3 120 80 840
4 180 80 540
5 180 50 750
6 150 65 788
试求该地层的门限钻压M 和转速指数e 各为多少?(9分)
参考答案:
(1)计算钻速:h m v m /8.43600)750/1(1=⨯= h m v m /07.33600)1174/1(2=⨯=
h m v m /29.43600)840/1(3=⨯= h m v m /67.63600)540/1(4=⨯=
h m v m /8.43600)750/1(5=⨯= h m v m /57.43600)788/1(6=⨯=(2分)
(2)求相对钻速误差,验证记录数据的可靠性(1分) %15%8.4%1008
.457.48.4101〈=⨯-=-m m m v v v 表列数据可用于计算
(3)7119.02041
.01453.0)80/50lg()29.4/07.3lg()/lg()/lg(321=--===H L m m n n v v e
7001.02041
.01429.0)80/50lg()67.6/8.4lg()/lg()/lg(451=--===H L m m n n v v e
706.02
7001.07119.0221=+=+=
e e e (3分) (4)kN v v W W v W M m m L H m L 526.1307.38.412018007.3120)(2521=--⨯-=---= kN v v W W v W M m m L H m L 647.178
.467.612018029.4120)(5432-=--⨯-=---= kN M M M 06.22
647.17526.13221-=-=+=(3分)
41、某井方位控制计算。
已知:当前井底井斜角o 5.221=α,方位角o 2051=ϕ,造斜工具的造斜
率m K o z 30/5.4=,装置角o 95=ω,求钻进m D m 120=∆以后的井斜角2α,方位角2ϕ。
解: ∵ m z D K ∆=
γ30 ∴ o m z D K 0.18301205.430=⨯=∆⋅=γ 由公式γααγαωsin sin cos cos cos cos 12
1-⋅=
得: 8890.018sin 5.22sin 95cos 18cos 5.22cos sin sin cos cos cos cos 112=⋅⋅-⋅=⋅⋅-⋅=o o o o o γαωγαα
∴o 26.27)8890.0arccos(2==α
由公式
ϕααααγ∆+=cos sin sin cos cos cos 2121 得:7407.026.27sin 5.22sin 26.27cos 5.22cos 18cos sin sin cos cos cos cos 2121=-=-=∆o o o
o o ααααγϕ
∵o 95=ω(相当于全力增方位)
∴0>∆ϕ,
o 21.42)7407.0arccos(==∆ϕ,o 21.24721.4220512=︒+︒=∆+=ϕϕϕ
1. 某井钻至井深L=3400m ,井底地层压力37.32MPa ,泥浆密度ρm=1.22g/cm3,平均上覆
岩层密度ρo =2.6g/cm3,平均孔隙度为10%,地层流体密度为1.02g/cm3;求解:
(1)地层压力的当量密度为多少?
(2)钻进时井底压差为多少?
(3)井深3400m 处垂直地应力为多少?
(4)使用同样泥浆钻进到3800m 时发生井涌,打开节流阀时套管压力为0.9Mpa ,测得立管压力为2.8Mpa ,求压井所需的最小泥浆密度。
答:
(1)地层压力的当量密度=37.32×106/(9.8×3400)=1.12 (g/cm 3
)
(2)钻进时井底压差=1.22×103×9.8×3400-37.32×106=3.34×106 (Pa )
(3)井深3400m 处垂直地应力 =
[2.6×103(1-0.1)+1.02×103×0.1]×9.8×3400-37.32×106=37.25×106 (Pa )
(4)压井所需的最小泥浆密度 =
[2.8×106+1.22×103×9.8×3800]/(9.8×3800)=1.295 (g/cm 3)
1. 绘出平底圆柱压头压入脆性岩石、塑脆性岩石、塑性岩石时的典型变形曲线,并给出脆
性岩石、塑脆性岩石的岩石硬度计算式。
给出塑脆性岩石塑性系数的定义和计算式。
答:
吃入深度ε, mm 吃入深度ε, mm 吃入深度ε, mm
载荷P , N 载荷P , N 载荷P , N 图 平底圆柱压头压入岩石时的变形曲线(a )脆性岩石 (b )塑脆性岩石 (c )塑性岩石
岩石硬度计算式:
S P P y /= N/mm 2
式中 P ——产生脆性破碎时压头上的载荷,N ;
S ——压头的底面积,mm 2。
衡量岩石塑性的大小可以用岩石破碎前耗费的总功A F 与弹性变形功A E 的比值表示,这个比值称为岩石的塑性系数。
因此,塑性系数K 等于
K=A F /A E
1.某直井已知:钻井液的密度为d ρ=1.23/cm g ;钻柱钢材密度为s ρ=7.853/cm g ;最
大钻压为m a x W =180kN ;钻铤安全系数为N S =1.18;所选用钻铤的线重为c q =
1.35m kN /;所选用钻杆的线重为p q =284.69m N /;钻杆最小屈服强度为y σ=517.11MPa ;钻杆截面积为p A =34.032cm ;钻杆安全系数为t S =1.3;设计系数为
t
y σσ=1.42;拉力余量为MOP =200kN ;试计算:
(1)所需钻铤长度c L ;(2)钻杆最大可下深度p L ?(7分) 解:①钻铤长度可根据下述公式求解: α
cos max B c N c K q W S L = (1分) 据题意有:s
d B K ρρ-
=1 (0.5分)
故钻铤长度c L 为: 186185.72.1135.118018.1cos 1cos max max =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-==αρραs d c N B c N c q W S K q W S L (m) (。