钻井工程复习题.doc

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。如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭，就造成了地层的欠压实，从而导致了异常高压的形成。

2. 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。

3．简述地层流体侵入井眼的主要检测方法。

答：检测地层流体侵入井眼的主要方法有：（ 1）在不改变任何钻进参数的条件下，钻速突然

加快；（2）钻井液池液面上升；（ 3）钻井液返出流量增加；（ 4）返出的钻井液温度升高；（ 5）返出的钻井液密度降低；（ 6）返出的钻井液导电率变化，一般油气侵导电率变低，盐水侵变高；（ 7）返出的钻井液粘度有变化；（8）循环压力下降；（9）返出的钻井液有油气显示（即

地面有油气显示）；（10）大钩负荷增大。

5.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。

6. 简述钻井液的主要功用。

答：（ 1）从井底清除岩屑并把岩屑携带到地面上来； （ 2）冷却和润滑钻头和钻柱； （ 3）稳定井壁、保护井壁的作用； （ 4）利用钻井液的液柱压力控制地层压力； （5）循环停止时悬浮岩

屑和加重材料，防止下沉； （ 6）利用循环的钻井液及所携带的岩屑获得地层资料； （ 7）传递水力功率；（ 8）减轻钻柱及下套管时的重量

1. 简要论述在一口井的设计和施工过程中如何降低总体建井成本。

答：（ 1）选用合适于岩石的钻头提高机械钻速以降低建井成本； （ 2）优选钻进参数，降低钻进过程中的每米钻井成本； （ 3）进行合理的钻进水力参数设计，提高钻速； （ 4）选用优质的钻井液体系，减少钻进过程中复杂事故的发生（如井壁坍塌、粘附卡钻、沉砂卡钻等） ；（ 5）进行合理的井深结构设计，避免复杂事故的发生； （ 6）进行合理的套管柱强度设计，达到既安全又经济的目的； （ 7）进行合理的水泥选择，并且准确计算水泥浆用量； （ 8）在钻进的过

程中有效的进行井眼轨迹控制； （ 9）选用合理的完井方式； （ 10）采用先进的钻井技术，提高钻速。

2. 请你谈谈在整个钻井工程中如何有效保护油气层

答 :(1) 平衡（或欠平衡、近平衡）压力钻井； (2) 调整钻井液性能（低失水量、低或无固相、

泥饼质量等等） ；(3) 对固井水泥浆性能要求；

(4) 合理的井身结构设计； (5) 完井方式和完

井液性能要求； (6) 提出自己保护油气层的新观点。

1．某井用Φ 127mm 钻杆 N/m )2200m ，Φ184.20mm

钻铤 (1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻 铤(1328N/m )100m 及Φ 216mm 钻头，钻井液密度 1.2 g/cm3 。钻进时加钻压 180kN ，套 管钢材密度为 7.8g/cm3 ，求中性点位置。

[解]：①

K f 1 m

s

②

K f q c1L

c1 千牛 <180 千牛， 故中性点落在Φ 158.8mm 的钻铤上

③设中性点高度（距井底距离）为 LN 米

L N

L

c1

P

K f

q c1

L

c1

=60+=141.736 米

K f

q

c2

2．某井采用喷射钻井技术进行钻进， 钻进到某一井深时的泵压为 18MPa ，所用排量为 30 l/s ， 钻井液密度为 1.3g/cm3 。此时循环系统的循环压耗系数 Kl=(l/s) 。已知钻头上使用 3 个等直

径喷嘴，喷嘴的流量系数为。试判断：时钻头上喷嘴直此径是多大

[解]： ①

P l K l Q 1.8

=

②由 P S P b P l

得： P b P s P l 7.81 MPa

③ P b

0.05 Q 2

0.081 Q 2

0.081 Q 2

=1.1cm=11mm

由

C 2 2

4

得 :

d 4

2

P b

A 0 Cd e

9C

3．某井钻至 2400m 井深时，测得井斜角 30，井斜方位角 100。使用具有一定造斜率的弯外

壳马达继续钻进 120m 后，测得井斜角 35，井斜方位角 75。现打算利用该造斜工具再继续

钻进某一深度后使井斜角达到

40，井斜方位角达到

50。求此时造斜工具的装置角应该为多