《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。

（ T ）23．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。

（ T ）24．井斜角越大，井眼曲率也就越大。

（ F ）25．在轴向拉力的作用下，套管的抗挤强度增大。

（ F ）26．射孔完井是使用最多的完井方式。

（ T ）27．控制钻井液滤失量的最好方法是减小压差。

（ T ）28．随着围压的增加，地层的强度增加、脆性也增加。

（ F ）二、名词解释1、上覆岩层压力：覆盖在该层以上的岩石基质和孔隙内流体的总重力所造成的压力。

2、地层压力：地层孔隙内流体所具有的压力，也称为地层孔隙压力。

3．窜槽：由于各种原因造成注水泥井段的钻井液没有被完全替净，造成该段有未被水泥封固的现象。

4、固井：在已经打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥进行封固的工作。

5．岩心收获率：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。

6、PDC钻头：是指聚晶金刚石复合片钻头，工作刃为聚晶金刚石复合片，具有耐磨性高、自锐性好等优点。

7．牙齿磨损量：指牙齿的相对磨损高度。

新钻头时牙齿磨损量为0，牙齿全部磨损时牙齿磨损量为1。

8、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。

9．顶替效率：在注水泥井段，水泥浆顶替效率为水泥浆在环空内的体积与环空体积的百分比。

10．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。

11．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。

12．压持效应：在钻井过程中，井内始终存在钻井液液柱与地层压力之间的压差，在压差的作用下岩石碎屑难以离开井底，造成钻头重复破碎的现象。

13、门限钻压：14、反扭角: 作用在动力钻具定子上的反扭矩，使外壳及钻柱反向扭转，在紧靠动力钻具的钻柱断面上所转过的角度15、卡钻：钻具陷在井内不能自由活动的现象。

16．先期裸眼完井：用先下套管至油气层顶部固井，再换小钻头钻开油气层的裸眼完井方法。

三、简答题1．简述井斜的主要原因。

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。

2．溢流的征兆。

答：（1）泥浆罐液面升高；（2）钻井液返出量大于泵排量；（3）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值；（4）停止循环时，井口仍有泥浆外溢。

（5）钻速突然加快或钻进放空；（6）钻井液性能发生变化；– 密度降低；– 粘度上升或下降；– 气泡、氯根离子、气测烃类含量增加；– 油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓； – 温度升高。

（7）泵压上升后下降，悬重减小后增大；3．液压法测定地层破裂压力的步骤。

答：①循环调节泥浆性能，保证泥浆性能稳定，上提钻头至套管鞋内，关闭防喷器。

②用较小排量0.66～1.32 L/s 向井内注入泥浆，并记录各个时期的注入量及立管压力。

③做立管压力与累计泵入量的关系曲线图④从图上确定各个压力值：漏失压力为PL ，开裂压力Pr ，传播压力Prro ， ⑤计算地层破裂压力和地层破裂压力梯度和4．简述提高钻头水功率的主要途径。

答：（1）提高泵压ps 和泵功率Ps （2）降低循环压耗系数K l ①使用低密度钻井液 ②减小钻井液粘度 ③适当增大管路直径（3）增大钻头压降系数Kb增大Kb 的途径可能是增大ρd ，减小C 和 A 0，唯一有效的途径是减小喷嘴直径。

（4）优选排量Q5．简述声波时差法检测异常高压层的依据和原理。

答：声波时差法检测异常高压层的依据是地层压实理论及欠压实理论。

主要原理：正常压力地层井段，随着井深的增加，岩石压实程度增加，岩石密度增加，声波传播速度加快，声波时差值逐渐减小；当钻遇异常高压层段时，由于地层的欠压实，使得地层的孔隙度增加、岩石密度降低，声波传播速度变慢，声波时差值偏离正常趋势线而突然增大。

6．简述钟摆钻具的纠斜原理及使用特点。

答：钟摆钻具纠斜原理：在下部钻柱的适当位置安装一个扶正器。

当发生井斜时，该扶正器支撑在井壁上形成支点，并保证以下钻柱不再与井壁接触。

则该扶正器以d L f H P P ρ00981.0+=H P Ld f 00981.0+=ρρ下的钻柱就好象一个钟摆，在钻头上产生一个最大的钟摆力。

钻头在此钟摆力的作用下切削下井壁。

从而使新钻的井眼不断降斜。

钟摆钻具使用特点：(1)主要用于纠斜或降斜。

在直井内无防斜作用。

(2)其性能对钻压特别敏感。

钻压增大，则增斜力增大，钟摆力减小。

使用时必须严格控制钻压。

(3)在直井内无防斜作用。

要防斜，只能使用小钻压“吊打”。

(4)不能有效控制井眼曲率，易形成“狗腿”。

(5)间隙对钟摆钻具组合性能的影响比较明显，因此扶正器直径磨损时要及时更换。

7．简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。

答：①采用套管扶正器，改善套管居中条件；②注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力；③调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；④注水泥过程中使水泥浆在环空的流动形成紊流或塞流，有利于水泥浆的顶替；⑤在注水泥前，打入一定量的隔离液或清洗液，增加二者的密度差。

8．钻柱的主要功用。

答：(1)提供钻井液流动通道；(2)给钻头提供钻压；(3)传递扭距；(4)起下钻头；(5)计量井深。

(6)观察和了解井下情况（钻头工作情况、井眼状况、地层情况）；(7)进行其它特殊作业（取芯、挤水泥、打捞、中途测试等）；9．简述溢流的主要征兆有哪些？答：（1）泥浆罐液面升高；（2）钻井液返出量大于泵排量；（3）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值；（4）停止循环时，井口仍有泥浆外溢。

（5）钻速突然加快或钻进放空；（6）钻井液性能发生变化；–密度降低；–粘度上升或下降；–气泡、氯根离子、气测烃类含量增加；–油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓；–温度升高。

（7）泵压上升后下降，悬重减小后增大；10．简述压差卡钻的概念、现象和主要原因答：压差卡钻也称为泥饼粘附卡钻。

是指当井下钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻柱的一部分会贴于井壁，与井壁泥饼粘合在一起，静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大，由此而产生的卡钻现象。

压差卡钻的现象：钻具无法上下活动或转动，但能够开泵循环，且泵压正常稳定。

压差卡钻的主要原因：钻井液密度过大；失水量大，泥饼厚而疏松；泥饼粘滞系数大。

四、计算题1．某井用12.25in 钻头钻进至2000米，钻井液密度为1.25g/cm3，钻压为180kN ，井斜角为6º，钻具组合为：9in 钻铤（qc=2847N/m ）27m + 7in 钻铤（qc=1606N/m ）54m + 6.5 in 钻铤（qc=1362N/m ）81m ， 求中性点所处的井度。

解：① s dB K ρρ-=1=0.84② =11c c B L q K 64.57千牛<180千牛，故中性点可能落在Φ177.8mm 的钻铤上 ③ =+)(2211c c c c B L q L q K 137.42kN<180千牛， 故中性点可能落在Φ165.1mm 的钻铤上④ =++)(332211c c c c c c B L q L q L q K 230.1 kN <180千牛， 故中性点落在Φ165.1mm 的钻铤上设中性点高度（距井底距离）为L N 米3221121)(c B c c c c B c c N q K L q L q K W L L L --++==27+54+37.22=118.22米2．某定向井，在井深1500m 处测得α1=15°，φ1=40.5°。

现用动力钻具扭方位，定向方位角为φs =150°，钻至 1550 m 后测斜知，α2=18°, φ2=50.5°。

求该动力钻具的实际反扭角φn 及实际造斜率（度／30米）。

解：ϕααααγ∆+=cos sin sin cos cos cos 2221=cos15︒cos18︒+sin15︒sin18︒cos(50.5︒-40.5︒)=0.9974γ=4.13︒46.48sin sin cos cos cos cos 1211±=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-±=-γααγαω︒∆ϕ=50.5︒-40.5︒=10︒∴ω=48.46︒=--=ωϕφφ1s n 150︒-40.5︒-48.46︒=61.04478.25013.430301=⨯=∆=D K C γ(︒/30m)3．已知某井五点钻速法的实验结果如下表所示：解：=⨯-=⨯-%1005.226.285.22%100161V V V 27.1%>15% 所以实验数据不合格，须重新进行试验。