钻井工程计算1.doc

1某井用127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，184.20mm 钻铤(1737N/m )60m、158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及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。（10分）解： 0.846 88.17千牛180千牛，故中性点落在158.8mm的钻铤上 设中性点高度（距井底距离）为米=60+81.736=141.736米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=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?（14分）解： =10.19MPa 由 得： MPa 由 得：=1.1cm = 11mm3某井使用密度为1.3g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。（1）求压井用的钻井液密度；（2）已知上一层套管下深2500m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关井套压。（12分）解：（1）压井所需要的钻井液密度：g/cm3 （2）允许的关井套压 故 MPa4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少（不考虑反扭角）？扭方位的井段长度为多少？（14分）解： =cos30cos35+sin30sin35cos(75-100)=0.969 g1=14.23(/30m)=cos35cos40+sin35sin40cos(50-75)=0.962g = 15.92Dj=50-75=-25 w=-arccos0.1397=-81.97 m5.某井钻进至井深3000m处发生井涌，此时所用钻井液密度为1.20g/cm3，关井立管压力为5.0MPa，关井套管压力为6.5 MPa，求：（1） 产层的地层压力PP；（2） 压井应该用的钻井液密度；答案： （1）（MPa）（2）k=40.316/3000/0.00981 =1.37（g/cm3）6某井用127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，184.20mm 钻铤(1737N/m )60m、158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及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。（10分）解： 0.846 88.17千牛180千牛，故中性点落在158.8mm的钻铤上 设中性点高度（距井底距离）为米=60+81.736=141.736米7某井使用密度为1.3g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。（1）求压井用的钻井液密度；（2）已知上一层套管下深2500m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关井套压。（12分）解：（1）压井所需要的钻井液密度：g/cm3 （2）允许的关井套压 故 MPa8（10分）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6，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+5in钻杆1838m， 求中性点所处的井深。（钻柱钢材密度按7.8g/cm3计算）解:设中性点落在6.5in钻铤上，高度为x米根据中性点的定义，有： 解得： 中性点井深为：9（12分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到井深2000m时，排量为30L/s，循环压耗为5Mpa，钻进到2500m时所用排量为28L/s，循环压耗为5.5Mpa。现计划保持排量不变，用18MPa的泵压钻到3000米，钻井液密度为1.3g/cm3，钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。 试设计喷嘴直径。解:（1）求循环压耗系数： 解得：（2）求3000米处的循环压降 （3）求钻头压降： （4）求喷嘴直径： 2.801（cm2） 10（13分）某井使用密度为1.35g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。（1）求地层压力；（2）求压井用的最小钻井液密度；（3）已知上一层套管下深2500m，该处地层破裂压力试验时钻井液密度为1.20g/cm3，漏失压力PL=10.5MPa，开裂压力PR=11.8MPa，传播压力PrRo=10.2MPa，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求不发生井漏允许的最大关井套压。解:（1）求地层压力： （2）求压井最小钻井液密度： （3）求最大允许关井套压：解得：11(13分)某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为PL=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PP；（2）压井应该用的钻井液密度； （3）最大允许关井套压。. 解：kPa g/cm3 kPa 环空内钻井液平均密度为 g/cm3 则最大关井立管压力为 kPa = 6.9098MPa12（11分）A井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜知道：=12,=80。继续钻进至1800m，测斜得：=16，=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=120，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。解： 因为：=120=150 所以： /m 13（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/cm3。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Kl。解： cm2 MPa 由 得： MPa 由得： MPa(l/s)1.814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。解：kPa g/cm3 kPa 环空内钻井液平均密度为 g/cm3 则最大关井立管压力为 kPa = 20.061MPa 推荐使用司钻法，即两周循环压井法：第一周用原浆循环，第 二周用配好的重钻井液。15某井用127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，158.8mm 钻铤(1328N/m )150m 及212mm 钻头，钻井液密度1.2 kg/l 。钻进时加钻压180kN ，求中性点位置。解： 0.846 164千牛180千牛，故中性点落在钻杆上 设中性点高度（距井底距离）为米=200.786米16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=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? 解： =10.19MPa 由 得： MPa 由 得：=1.1cm = 11mm17、（12分）某井“二开”拟采用”钻头钻进，并用塔式钻具防斜，井斜角控制在3以内。设计钻压160KN，钻井液密度1.2 g/cm3。现已选用钻铤：9”（qc1=2860N/m）27米，7”钻铤（qc2=1632N/m）54米，还需多长的”钻铤（qc3=1362N/m）。（安全系数取1.20，钻铤钢材密度取7.8 g/cm3）。1、 解题要点：（1）（2） （3） 米，取6根钻铤共54米。18、（12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/cm3。此时循环系统的循环压耗系数Kl=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?2、 解题要点（1）MPa（2）=18-10.165=7.835 MPa（3）（4）（mm）19、（13分）某井钻至2600米井深时，测得井斜角35，井斜方位角75。现打算利用造斜率为3.6/30m的弯外壳马达继续钻进某一深度后使井斜角达到40，井斜方位角达到50。求造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？扭方位的井段长度为多少？3、 解题要点（1）度（2）（度）（3）（米）20、(13分)某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为PL=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PP；（2）压井应该用的钻井液密度；（3）最大允许关井套压。4、 解题要点（1）（MPa）（2）=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm3）（3）(解题过程略)21、（12分）某井准备用”牙轮钻头从2000米钻进至2500米。钻井泵的排量为30升/秒，泵压为18MPa。进行循环压耗试验得：m=5.510-6，a=5.710-3。钻井液密度为1.15 g/cm3。试计算钻头水力参数（计算井深取2500米）。1、 解：（1）MPa（2）MPa =274.02 kw22、（15分）某井在二开钻至井深2500米处发生井涌，当时钻井液密度为1.25g/cm3 ，随即关井测压，测得关井立管压力为5MPa ，关井套管压力为5.85MPa 。已知表层套管下深1050米，套管鞋处的地层破裂压力梯度为1.95g/cm3 。求：（1）压井所需要的钻井液密度；（2）在长期关井且不放气的情况下井底可能达到的最高压力。解：（1）（MPa）（2）=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm3）（3）(解题过程略)23、（13分）某井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜知道：=12，=80。继续钻进至1800m，测斜得：=16，=150。现拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到=120，求造斜工具的装置角（不考虑反扭角）和扭方位井段长度。解：（1）度（2）（度）（3）（米）24、(10分)某井用127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，184.20mm 钻铤(1737N/m )60m、158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及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） （2） 米 米25(15分)某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为PL=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6.0 MPa，假设此时环空内钻井液密度均匀，求：（1）产层的地层压力PP；（2）压井应该用的钻井液密度； （3）最大允许关井套压。解：kPa g/cm3 kPa 环空内钻井液平均密度为 g/cm3 则最大关井立管压力为 kPa = 6.9098MPa26（15分）A井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜知道：=12，=80。继续钻进至1800m，测斜得：=16，=