石油大学钻井工程试题

第一章

4．岩石的硬度也就是岩石的抗压强度（f ）。

1．一般岩石的弹性常数随围压的增加而增大。（f ）

2．在动载作用下岩石呈现出的强度比静载作用下要大的多。（ f ）

1．什么是井底压差？

答：井内液柱压力与地层孔隙压力之差。

3．d c指数法预报异常地层压力的原理

答：d c指数法预报异常地层压力的原理是根据机械钻速在正常、异常地层压力的差别，通过计算取得。叙述主要公式及公式中d c指数与机械钻速之间的关系。

5．岩石的硬度与抗压强度有何区别？

答：硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。硬度只是固体表面的局部对另一

物体压人或侵入时的阻力，而抗压强度则是固体抵抗固体整体破坏时的阻力。

6．什么是各向压缩效应？

答：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”。

第二章7

3．牙轮钻头是以（ a ）作用为主破岩的钻头。

a.冲击

b.切削

c.研磨

4．已知钻具在泥浆中的总重量为100吨，钻进时需给钻头加压20吨，钻进时大钩负荷应该是80 吨。

4．某井井深2000米，地层压力27.5Mpa,井内钻井液密度为1.18 g/cm3，井底压差为-4.35 Mpa。

1．阐述牙轮钻头的工作原理。

1）牙轮钻头依靠牙齿破碎演示，固定在牙轮上的牙齿随钻头一起绕钻头轴线作顺时针方向的旋转运动，成为公转。（3分）

2）同时，牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向的旋转成为自转。钻头在井底的纵向振动，与静载压入力一起形成了钻头对地层演示的冲击、压碎作用。（2分）

3）剪切作用由牙轮钻头的超顶、复锥和移轴三种结构特点引起。（2分）

1．某直井钻至井深L=1600m，井底地层压力16.4MPa，泥浆密度ρm=1.1g/cm3，钻进钻压为W=65kN，钻柱组成为5”钻杆（外径为d op=127mm、内径为d ip=110mm、长L p=1500m）＋7”钻铤（外径为d oc=177.8mm、内径为d ic＝75mm、长L c=100m）组成，已知钻柱的密度为ρ=7.85g/cm3。

求解：

1）计算钻柱轴向力零点井深。（4分）

2）画出钻柱轴向力分布示意图。（2分）

3）钻进时井底压差为多少？（2分）

解：

1）计算钻柱轴向力零点井深

计算钻铤浮重：

Lc=SnWmax/qcKbcona p92

L=48.17m

钻柱轴向力零点井深=1600-48.17=1551.83m

2）画出钻柱轴向力分布示意图。(略)

3）钻进时井底压差为：

1．试计算由41/4inch内外加厚，壁厚10.92mm的E级钻杆（屈服强度下的抗拉力Fy1=1848.89KN）和51/2inch内外加厚，壁厚10.54mm的E级钻杆（屈服强度下的抗拉力Fy2=2212.49KN）组合的复合钻柱在密度为 1.2g/cm3的钻井液中的可下入深度（安全系数1.30, 1 inch=25.4mm,已知钻柱的密度为ρs=7.85g/cm3）。

解：

安全系数法：Fa=Fp/St

设计系数法（考虑卡瓦挤压）：

拉伸余量：

拉伸载荷：Fa=Kb*Fo

钻柱在空气中的重量：Fo=(qpLp+qcLc)*Kb

qp=(3.14*（do2-di2）*7.85)/4

Kb=1-ρd/ρs

dop1=

dip1=107.95-2X10.92=86.11mm

dop2=

dip2=139.7-2X10.54=118.62mm （2分）

（3分）

L=L1+L2=6559.36+1696.76=8256.13m （3分）

2.已知某直井井深Dv=1500m，需要钻压W=140 kN，钻井液密度为1.20g/cm3,钻具结构为：Ф216mm钻头+Ф165mm钻铤 (线质量q

c

= 136.24 kg/m)+ Ф127mm 钻

杆 (线质量q

p =29.04 kg/m)；安全系数S

N

=1.2 。

求钻柱中性点的井深。求解：

1）公式：（2分）

W=Lp*q

p *K

B

+ Lc*q

c

*K

B

L N = W / q

p

*K

B

或 L

N

= W*S

N

/ q

p

*K

B

*conα

K B =(1-ρ

d

/ρ

s

)

L=Dv- L

N

2）计算W=14t时所需钻铤长度：（6分）

K B =1-ρ

d

/ρ

s

=1-1.2/7.85=0.8471

L

N

= 140000 *1.2/ 136.24* 0.8471*9.8 = 148.54m

L=Dv- L

N

=1500-148.54=1351.46m

所以，中性点所在井深为1351.46m。

第三章6

1．同一尺寸钻柱中，相同密度泥浆的流动阻力的主要影响因素是泥浆的（a ）。

a.粘度

b.切力

c.泵压

1．钻井液的累计失水由瞬时失水、动失水、静失水组成。

2．储层敏感性评价包括速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏。1．水基钻井液的主要组成包括水、粘土、处理剂。

4．什么叫剪切稀释？对钻井有何重要作用？

答：剪切稀释特性表现粘度随剪切速率增大而降低的现象。

2．分析钻井液对产层的损害。

答：