《钻井工程》综合复习资料.doc

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 ）12PDC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 ）18PDC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：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。 用较小排量0.661.32 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。 做立管压力与累计泵入量的关系曲线图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，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Kl 使用低密度钻井液 减小钻井液粘度 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d，减小C 和 A0，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：采用套管扶正器，改善套管居中条件；注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力；调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；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；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， 求中性点所处的井度。解： =0.84 64.57千牛180千牛，故中性点可能落在177.8mm的钻铤上 137.42kN180千牛，故中性点可能落在165.1mm的钻铤上 230.1 kN 15%所以实验数据不合格，须重新进行试验。4某井用12.25in钻头钻进至2800米，钻井液密度为1.25g/cm3，钻压为180kN，井斜角为6，现管具公司可以提供：9in钻铤（qc=2847N/m）27m ， 7in钻铤（qc=1606N/m）54m ，6.5 in钻铤（qc=1362N/m）数量不限（每根9m），考虑钻柱中性点实际系数为1.30、钻铤的密度为7.8g/cm3，拟采用塔式钻具组合，试确定钻铤的使用长度。解： =0.84 64.22千牛180千牛，必须再使用7in钻铤 136.67kN180千牛，必须再使用6.5in钻铤 =203.41-120.17=83.29米需要6.5 in钻铤的根数为10根钻铤的使用长度为：27+54+10*9=171m5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）3000m处的地层压力；（2）压井钻井液密度；（3）保证不压裂地层的最大允许关井套压。解：40.316MPa 1.37g/cm3 18.18MPa 环空内钻井液平均密度为 1.149g/cm3 则最大关井立管压力为 6.90MPa6已知某井钻深为2600m，套管下深2500m，此时进行地层破裂压力试验。试验采用钻井液密度为1.25g/cm3，漏失压力PL=4.5MPa，开裂压力PR=5.9MPa，传播压力PrRo=4.2MPa，试求地层的破裂压力及其破裂压力的当量密度。解：地层的破裂压力为：=35.156MPa地层破裂压力的当量密度为： =1.43g/cm37已知某井钻深为2600m，套管下深2500m，此时进行地层破裂压力试验。试验采用钻井液密度为1.25g/cm3，漏失压力PL=4.5MPa，开裂压力PR=5.9MPa，传播压力PrRo=4.2MPa，试求地层的破裂压力及其破裂压力的当量密度。解：地层的破裂压力为：=35.156MPa地层破裂压力的当量密度为： =1.43g/cm38某定向井，在井深2200m处测得1=15，1=40。现用井下动力钻具进行扭方位钻进，定向方位角为s=120，钻至2260m后测得2=18,2=49。（1）求该动力钻具的实际反扭角n及实际造斜率（度30米）。（2）若用该钻具沿现在的方向继续钻进至2300m处，其井斜角和井斜方位角为多大？（推荐公式： ）解：