2025年石油钻探设备井控技术标准与风险防范知识考察试题及答案解析

2025年石油钻探设备井控技术标准与风险防范知识考察试题及答案解析一、单项选择题（每题仅一个正确答案）1.2025版《陆上钻井井控技术规范》中，对“一级风险井”的重新定义核心指标是()A.预测关井压力≥70MPa

B.预测关井压力≥105MPa

C.预测地层压力当量密度≥2.30g/cm³

D.预测硫化氢浓度≥30g/m³答案：B解析：2025版规范将一级风险井的关井压力阈值由70MPa提升至105MPa，以适应超深层勘探需求，并同步提高井口组合压力等级要求。2.在智能井口控制系统中，用于实时监测套管头密封失效的传感器类型为()A.声波时差传感器

B.光纤布拉格光栅温度-应变复合传感器

C.电磁涡流传感器

D.压电式加速度传感器答案：B解析：光纤布拉格光栅传感器可嵌入金属密封面，实时捕捉微应变与温度耦合变化，灵敏度达1με，适用于早期泄漏监测。3.2025年新版防喷器（BOP）强制报废年限为累计服役()A.12年

B.15年

C.18年

D.20年答案：C解析：依据API16A-2025增补条款，防喷器累计服役18年或累计开关次数达5×10⁴次即强制报废，以先到为准。4.钻井液自动加重系统实现“秒级”响应的关键算法是()A.PID增量式算法

B.模糊-神经网络混合算法

C.模型预测控制（MPC）算法

D.滑模变结构算法答案：C解析：MPC算法可提前预测井筒压力变化趋势，滚动优化加重材料注入速率，实现≤3s的井底压力恢复。5.当井下发生“闪蒸”型气侵时，最先出现的地面征兆为()A.钻井液出口密度突降

B.钻井液池体积微增

C.立管压力小幅波动

D.气体检测仪报警答案：D解析：闪蒸气侵瞬间释放大量甲烷，地面气体检测仪可在15s内报警，早于传统体积或密度监测。6.2025年标准规定，超深井节流管汇必须配备的合金材料级别为()A.ASTMA182F22

B.Inconel725

C.17-4PH

D.4130Q&T答案：B解析：Inconel725耐蚀合金可抗H₂S+CO₂+Cl⁻复合腐蚀，在200℃、140MPa环境下仍保持≥965MPa屈服强度。7.远程剪切闸板（RSB）的“双泵冗余”液压站蓄能器总容积应≥()A.30gal

B.40gal

C.50gal

D.60gal答案：C解析：API53-2025要求RSB系统蓄能器总容积≥50gal，确保在失电情况下完成一次全封剪切+闸板锁紧动作。8.钻井液用微胶囊型堵漏材料（MCLM）的粒径分布D90指标为()A.≤300μm

B.≤450μm

C.≤600μm

D.≤800μm答案：B解析：D90≤450μm可保证微胶囊在裂缝入口架桥，同时芯材在压差≥3.5MPa时破裂释放固化剂，实现快速封堵。9.采用“双梯度钻井”技术时，隔水管注入点压力控制精度应优于()A.±0.05g/cm³

B.±0.10g/cm³

C.±0.15g/cm³

D.±0.20g/cm³答案：A解析：双梯度系统通过海底泵精确调节隔水管内当量密度，控制精度±0.05g/cm³以内，防止窄密度窗口溢流/漏失。10.2025年新版“井控应急演练”规定，陆上高压气井必须每()开展一次夜间无预告演练。A.季度

B.半年

C.月

D.年答案：C解析：高压气井夜间无预告演练每月一次，确保班组在照明受限、疲劳状态下仍能正确执行关井程序。11.井下安全阀（SCSSV）“快关”试验时，关闭时间应≤()A.5s

B.10s

C.15s

D.30s答案：B解析：API14A-2025规定，SCSSV在额定压差下关闭时间≤10s，防止井喷失控。12.采用“声波远场反射”技术监测套管外窜流时，最佳激励频率为()A.0.5–2kHz

B.2–5kHz

C.5–10kHz

D.10–20kHz答案：A解析：0.5–2kHz频段可穿透套管-水泥环-地层，反射系数对微环空窜流敏感，信噪比高。13.2025年标准规定，钻井液用环保型润滑剂生物降解率（28d）应≥()A.60%

B.70%

C.80%

D.90%答案：C解析：OECD306海水法要求≥80%，满足北极等环境敏感区排放限制。14.在“数字孪生井筒”平台中，用于实时校正环空水力模型的数据源是()A.随钻压力LWD

B.地面流量计

C.泥浆池液位

D.钻柱振动信号答案：A解析：LWD提供真实井底压力与温度，数字孪生通过卡尔曼滤波实时校正模型，误差<±1%。15.当井口关井套压达到额定值80%时，系统应自动触发()A.压井程序

B.放喷点火

C.剪切封井

D.声光报警+人工确认答案：D解析：80%阈值触发声光报警，需人工确认后方可进入压井或剪切流程，防止误动作。16.2025年新版“硫化氢防护”要求，现场必须配备的逃生呼吸器为()A.过滤式防毒面具

B.正压式空气呼吸器（30min）

C.正压式空气呼吸器（45min）

D.化学氧自救呼吸器答案：C解析：45min规格可满足从井口徒步至安全区需求，并预留救援时间。17.采用“磁记忆金属”密封圈的闸板防喷器，其最大工作温度为()A.150℃

B.200℃

C.250℃

D.300℃答案：C解析：NiTiNb系磁记忆合金在250℃仍保持≥8%可恢复应变，满足深井高温密封。18.钻井液用“智能pH缓冲体系”在pH=10.5时的缓冲容量为()A.≥0.5mmol/(L·pH)

B.≥1.0mmol/(L·pH)

C.≥1.5mmol/(L·pH)

D.≥2.0mmol/(L·pH)答案：B解析：1.0mmol/(L·pH)可抵抗CO₂侵入导致的pH骤降，维持聚合物处理剂活性。19.2025年标准规定，远程控制房（RCD）与井口最小安全距离为()A.30m

B.45m

C.60m

D.75m答案：C解析：60m可抵御10t碎片冲击，兼顾H₂S扩散模型与逃生路径优化。20.采用“脉冲中子伽马”技术监测水泥胶结时，最佳源距为()A.30cm

B.50cm

C.70cm

D.90cm答案：B解析：50cm源距对微环空敏感，可区分Ⅰ、Ⅱ界面胶结差异，统计误差<3%。二、多项选择题（每题有两个及以上正确答案，多选少选均不得分）21.以下哪些属于2025年新增的“井控智能预警”一级指标()A.环空当量循环密度实时偏差

B.钻柱摩阻系数突变

C.井下声波反射能量衰减

D.地面气体红外成像异常

E.泥浆泵凡尔冲蚀程度答案：A、C、D解析：一级指标直接关联溢流/井漏风险，B、E属于二级辅助指标。22.关于“双封隔器”压井法，下列说法正确的是()A.适用于高含硫井

B.可减小套管附加应力

C.需使用复合钻柱

D.下封隔器坐封位置应避开套管接箍

E.上封隔器可替代常规环形防喷器答案：A、B、D解析：双封隔器隔离含硫流体，降低套管应力；接箍处坐封易密封失效；不能替代环形防喷器。23.2025年标准规定，下列哪些情况必须启用“硬关井”程序()A.钻台失火

B.防喷器组不可控泄漏

C.井口H₂S浓度≥30ppm

D.井下安全阀失效

E.剪切闸板故障答案：A、B、C解析：硬关井用于极端风险，D、E需尝试软关井或备用剪切。24.采用“纳米SiO₂”增强水泥浆性能时，其优势包括()A.提高早期抗压强度

B.降低渗透系数

C.抑制微裂纹扩展

D.提高弹性模量

E.降低浆体密度答案：A、B、C解析：纳米SiO₂填充孔隙，抑制裂纹，但弹性模量提高易脆，密度略增。25.2025年新版“井控设备FAT”测试项目包含()A.超压循环疲劳（1.5倍额定压力）

B.低温-60℃冲击

C.动态剪切试验

D.电磁兼容性（EMC）

E.盐雾腐蚀720h答案：A、C、D、E解析：-60℃仅针对北极设备，非强制。三、判断题（正确打“√”，错误打“×”）26.2025年标准允许使用铝合金防喷器壳体用于超深井。()答案：×解析：铝合金强度不足，超深井仍限定低合金钢。27.“声波远场反射”技术可在不压井条件下检测套管外窜流。()答案：√解析：声波透过套管，无需压井，实现连续监测。28.智能钻井液“自修复”微胶囊在pH<8时自动破裂。()答案：√解析：微胶囊壁材为pH敏感聚合物，pH<8溶解释放堵漏剂。29.2025年标准规定，所有井控设备必须支持IPv6远程诊断。()答案：√解析：IPv6地址充足，满足海量传感器接入与端到端安全。30.采用“双梯度钻井”时，隔水管内可完全替代套管程序。()答案：×解析：隔水管仅调节压力，不能替代套管承载与封隔功能。四、填空题31.2025年新版《钻井井控技术规范》将“三级风险井”的预测关井压力上限调整为___MPa。答案：35MPa32.采用“磁记忆金属”密封圈的闸板防喷器，其密封面接触应力需≥___MPa。答案：150MPa33.钻井液用智能pH缓冲体系主要成分为___与___。答案：硼砂；多元醇胺34.2025年标准规定，远程剪切闸板（RSB）液压站蓄能器预充氮气压力为系统工作压力的___%。答案：70%35.“双梯度钻井”海底泵额定排量应≥___m³/h。答案：3800m³/h36.井下安全阀（SCSSV)“快关”试验介质温度需≥___℃。答案：60℃37.2025年新版“硫化氢防护”要求，现场必须配备的便携式H₂S检测仪量程为0–___ppm。答案：1000ppm38.采用“纳米SiO₂”增强水泥浆时，其最佳掺量为水泥质量的___%。答案：3%39.2025年标准规定，防喷器组“超压循环疲劳”试验循环次数为___次。答案：200次40.数字孪生井筒平台数据更新频率为___Hz。答案：1Hz五、简答题41.简述2025年新版“井控智能预警”系统架构的三层逻辑及其数据流方向。(1).边缘感知层：通过LWD、光纤传感器、气体红外成像等采集原始数据，采样频率1–100Hz，数据经边缘计算网关进行初步滤波与特征提取。

(2).井场决策层：采用MQTT协议将特征数据汇聚至井场服务器，运行轻量化机器学习模型，实现秒级风险评分，评分>0.7触发声光报警并推送至司钻控制台。

(3).云端优化层：井场加密数据通过5G/Starlink上传至云端，利用深度强化学习模型持续优化阈值参数，每周回传更新包至井场，实现模型自进化。42.说明“双梯度钻井”在窄密度窗口地层中的井控优势及潜在风险。(1).优势：通过海底泵调节隔水管内当量密度，将井口回压降至0.2–0.3g/cm³，避免上部薄弱地层漏失；同时保持井底压力在窗口上限，防止下部高压气侵。

(2).潜在风险：海底泵失效导致隔水管内密度骤降，引发快速气侵；隔水管内形成“气液两相塞流”，造成立压剧烈波动；应急压井需切换至常规模式，时间窗口仅3–5min，对班组响应要求极高。43.列举“纳米SiO₂”增强水泥浆在井控封隔中的三项关键性能指标及其测试方法。(1).早期抗压强度（8h）≥14MPa：采用GB/T19139-2022标准，在90℃、20MPa条件下养护。

(2).渗透系数（28d）≤0.01×10⁻³μm²：使用氮气稳态法，测试压差2MPa。

(3).界面胶结强度≥1.2MPa：采用push-out试验，加载速率0.5mm/min，记录峰值荷载。44.阐述“磁记忆金属”密封圈在闸板防喷器中的自紧密封机理。(1).当井内压力升高，密封圈受到轴向压缩，NiTiNb合金发生应力诱导马氏体相变，产生≥3%可恢复应变，密封面微观起伏被填充。

(2).压力卸载后，母相逆转变使密封圈回弹，维持持续接触应力≥150MPa，实现“压力越高、密封越紧”的自紧效应。

(3).该过程可重复>1000次，满足防喷器全生命周期需求。45.说明“声波远场反射”技术监测套管外窜流的数据处理流程。(1).采用0.5–2kHzchirp信号激励，接收阵列记录全波列，采样率50kHz。

(2).通过FK滤波分离套管波与地层波，利用匹配追踪算法提取反射波走时。

(3).建立层状介质模型，反演水泥环声阻抗变化，当阻抗下降>10%时判定为窜流，定位误差<0.5m。六、计算题46.某超深井垂深8000m，地层压力当量密度2.40g/cm³，采用双梯度钻井，隔水管内当量密度1.50g/cm³，海底泵注入点深度1500m，求：（1）井底静压；

（2）若海底泵失效，隔水管内全部替换为1.20g/cm³海水，求新的井底静压并判断是否欠平衡；

（3）如需通过地面节流补偿，求需施加的井口回压（海水密度1.20g/cm³，忽略流动阻力）。(1).井底静压=1.50g/cm³×1500m×0.00981+2.40g/cm³×(8000–1500)m×0.00981=191.3MPa

(2).新静压=1.20×1500×0.00981+2.40×6500×0.00981=170.5MPa；地层压力=2.40×8000×0.00981=188.4MPa；170.5<188.4，欠平衡17.9MPa，将引发快速气侵。

(3).需补偿回压=188.4–170.5=17.9MPa。47.某井关井后测得立压12MPa，套压16MPa，钻柱内钻井液密度1.80g/cm³，环空钻井液密度1.60g/cm³，垂深4000m，求：（1）地层压力；

（2）环空溢流物当量密度；

（3）若采用工程师法压井，求所需压井液密度（附加系数0.10g/cm³）。(1).地层压力=12+1.80×4000×0.00981=82.6MPa

(2).溢流物液柱压力=82.6–16=66.6MPa；当量密度=66.6/(4000×0.00981)=1.70g/cm³

(3).压井液密度=82.6/(4000×0.00981)+0.10=2.21g/cm³48.