中国石油大学钻井工程2008～2009年第一学期(AB)及答案

2008～2009年第一学期钻井工程理论与技术试卷A（闭卷部分）考试班级：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽学生姓名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽学号：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽考试日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽一、判断题（对的打“ ”，错的打“ ”，每题1分，共15分）1．随着围压的增大，岩石的强度增大、塑性也增大。

（）2．用d指数法检测地层压力时没有考虑到水力因素的影响。

（）3．牙轮钻头牙轮超顶和复锥可以使牙轮产生轴向滑动。

（）4．钻柱设计时应使中性点落在钻杆上，以减少事故。

（）5．钻速方程中的门限钻压主要反映了岩石的抗压入强度。

（）6．在其它条件不变时，井底压差越大机械钻速越高。

（）7．真方位角等于磁方位角加上西磁偏角。

（）8．在倾斜的层状地层中钻进时，钻头一般有平行于地层前进的趋势。

（）9．多压力层系共存于同一裸眼井段时，应以最高压力层为准设计钻井液密度。

（）10．压井时控制井底压力不变的途径是保持立管压力不变。

（）11．下套管时一般将套管引鞋安装在套管鞋之下。

（）12．满眼钻具只能有效地控制井斜角的变化，不能降斜。

（）13．钻具折断往往发生在钻杆本体或钻铤的丝扣。

（）14．起下钻时发生井涌, 应迅速将钻具全部起出, 然后关井。

（）15．钻柱设计中安全系数法是针对钻杆解卡时的安全考虑的。

（）二、填空题（每空1分，共15分）1．在岩石的诸强度中，⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽强度最小。

2．切削型钻头破碎塑脆性岩石主要有⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽三个主要过程。

3．钻井泵在额定泵压工作状态时，获得最大钻头水功率的条件是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

4．平均角法是假设测段为直线，方向是上、下两测点的⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

5．射流对井底的清洗作用主要包括⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

6．API规定水泥浆的稠化时间是指从水泥浆达到稠度⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽Bc时的时间。

7．起钻过程中遇卡，起出的钻具发现偏磨严重，推断为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽卡钻。

8．先期完井法是指先⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽后⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽的完井方法。

9．井漏主要有⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、裂缝性漏失和溶洞性漏失三种。

10．井眼轨迹的三个基本参数为井深、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

11．钻具结构中钻铤的长度是根据钻井过程中⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽的需要而确定的。

12．钻头牙齿的磨损速度随牙齿磨损的增大而⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

三、名词解释（每词2分，共10分）1．装置角：2．取心收获率3．拉力余量法：4．压持效应：5．窜槽：四、简答题（每题5分，共10分）1．简述井身结构设计的主要指导思想和依据。

2．司钻法压井的方法和步骤。

五、计算题（共35分）1．(13分)某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为P L=6.9MPa，此时井内钻井液密度为1.15g/cm3。

再次开钻后继续钻进至井深3000m处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm3，关井立管压力为5MPa，套管压力为6.5 MPa，假设此时环空内钻井液密度均匀，求：（1）产层的地层压力P P；（2）压井应该用的钻井液密度；（3）最大允许关井套压。

2．（11分）A 井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m 测斜知道：1α=12°，1φ=80°。

继续钻进至1800m ，测斜得：2α=16°，2φ=150°。

现拟用该造斜工具在保持变井斜角不变的情况下将方位扭转到3φ=120°，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。

3．（11分）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/cm 3。

已知钻头上使用3个11mm 的等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。

试求：此时循环系统的循环压耗系数K l 。

六、论述题：请你谈谈在整个钻井工程中如何有效保护油气层？（15分）2008～2009年第一学期钻井工程理论与技术试卷B考试专业：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽考试班级：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽学生姓名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽学号：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽考试日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽一、判断题（对的打“ ”，错的打“ ”，每题1分，共15分）1．一般情况下，岩石的抗拉强度大于抗剪强度。

（）2．地层孔隙压力是指地层孔隙中流体所具有的压力。

（）3．一般，套管鞋处的地层是容易发生地层破裂的部位。

（）4．牙轮钻头复锥的目的是为了使牙轮在滚动时产生对岩石的冲击作用。

（）5．PDC钻头是以切削方式破碎岩石的。

（）6．转盘钻正常钻进时，在井底处钻柱所受的扭矩最小。

（）7．井眼清洗的两过程中，使岩屑离开井底比由环空携带至地面更困难。

（）8．优选参数钻井的观点认为:钻头使用到牙齿完全磨损时才是最经济的。

（）9．井斜角越大，井眼曲率也就越大。

（）10．以装置角ω=75°安装造斜工具时,所钻井眼的井斜角增大,井斜方位角也增大。

（）11．钻进时，若井内泥浆液柱压力大于地层压力，就不可能发生气侵。

（）12．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。

（）13．套管在承受轴向拉应力的情况下，其抗外挤强度减小。

（）14．水灰比是指水和干水泥的体积之比。

（）15．先打开生产层后固井的方法称为先期裸眼完井法。

（）二、填空题（每空1分，共15分）1. 在三轴应力作用下，岩石的强度随围压的增大而______________;塑性随围压的减小而______________ 。

2.牙轮钻头的寿命主要取决于__________________寿命和__________________寿命。

3. 射流对井底岩屑的清洗作用主要包括________________和_________________________________。

4. 铣齿钻头的牙齿磨损量是指__________________________与__________________________________之比。

5. 满眼钻具组合中，钻具上至少要安置_______个扶正器。

6. 装置角ω＝150°时，井斜角和方位角的变化为：井斜角___________，方位角_________________。

7. 当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，一般会出现机械钻速___________________；Dc指数_______________。

8.注水泥浆井段的环空顶替效率为__________________和_____________________________之比。

三、名词解释（每词2分，共10分）1.钻柱中和点2.岩屑运载比3.装置角4.上覆岩层压力5.欠平衡压力钻井四、简答题（每题5分，共10分）1．简述钻柱的主要功用。

2．简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。

五．计算题1．某井钻至4000m处发生井涌，此时钻井液密度为1.2g/cm3，关井立管压力5MPa，套压6.5MPa，求：（1）地层压力；（2）求压井用的钻井液密度；（3）已知上一层套管下深2500m，此处地层破裂压力当量泥浆密度为1.98g/cm3，求允许最大关井套压；（4）推荐使用的压井方法。

2．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )150m 及Φ212mm 钻头，钻井液密度 1.2 kg/l 。

钻进时加钻压180kN ，求中性点位置。

3．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K l=0.0223MPa(l/s)1.8。

已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。

试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?六、论述题：请你谈谈在整个钻井工程中如何有效保护油气层？（15分）钻井工程理论与技术试卷A标准答案一、判断题（每题1分，共15分1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 10． 11． 12． 13． 14． 15．二、填空题（每空1分，共15分）1.抗拉2.碰撞、挤压、大小剪切3.PL =0.357Pr4.合方向5.射流的冲击压力漫流横推6.1007.键槽8.下套管到油气层顶部固井打开生产层 9.渗透性漏失10.井斜角井斜方位角 11.施加钻压 12.减小三、名词解释（每题2分，共10分）1.装置角：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。

2．取心收获率：在取心钻井过程中，实际取出岩心的长度与取心进尺的百分比。

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，钻杆柱的最大安全静拉载荷应小于其最大允许拉伸载荷一定值（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。

四、简答题（每题5分，共10分）1．简述井身结构设计的主要指导思想和依据。

答：井身结构设计的指导思想是：（1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受损害；（2）避免漏、喷、塌、卡等复杂情况的产生，为全井顺利钻进创造条件（3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力，不致压裂上层套管鞋处最薄弱的裸露地层；（4）下套管过程中，井内钻井液柱压力与地层压力之间的压差，不致产生压差卡套管现象。

井身结构设计的依据是：地层压力剖面、地层破裂压力剖面以及必封 点位置。

2．司钻法压井的方法和步骤。

答： 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P Tf = P Ti ；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。