钻井工程考试试题及答案

钻井工程考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列井身结构中，最内层套管的名称是（）。A.表层套管B.技术套管C.生产套管D.导管2.牙轮钻头的破岩方式中，以剪切作用为主的是（）。A.自洗式钻头B.滑动轴承钻头C.移轴钻头D.密封轴承钻头3.钻井液的塑性粘度（PV）计算公式为（）。A.PV=θ₆₀₀θ₃₀₀B.PV=θ₃₀₀2θ₆₀₀C.PV=θ₆₀₀/θ₃₀₀D.PV=(θ₆₀₀+θ₃₀₀)/24.井斜角是指（）。A.井眼轴线与铅垂线之间的夹角B.井眼轴线与水平线之间的夹角C.井眼方位角的垂直分量D.井眼曲率的切线角5.固井时，水泥浆的“失重”现象主要是由于（）。A.水泥浆密度降低B.水泥浆凝固过程中体积收缩C.环空液柱压力减小D.地层流体侵入环空6.正常压力地层中，地层压力梯度约为（）。A.0.0098MPa/mB.0.015MPa/mC.0.02MPa/mD.0.025MPa/m7.喷射钻井中，为提高射流冲击力，应优先优化（）。A.钻头水功率B.泵压C.喷嘴直径D.排量8.下列属于井漏直接原因的是（）。A.钻井液切力过高B.地层孔隙压力高于钻井液液柱压力C.井壁坍塌D.钻井液密度过高9.套管柱设计时，最危险的工况是（）。A.下套管时的悬重B.固井后关井时的内压C.钻进时的外挤压力D.酸化压裂时的内压10.完井方式选择的核心依据是（）。A.地层渗透率B.油藏类型与储层特性C.井深D.钻机能力二、多项选择题（每题3分，共15分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.牙轮钻头的主要组成部分包括（）。A.钻头体B.牙轮C.轴承D.喷嘴2.钻井液的主要功能有（）。A.携带岩屑B.平衡地层压力C.冷却钻头D.提高机械钻速3.井斜的危害包括（）。A.增加钻井成本B.影响固井质量C.可能导致井眼报废D.提高油气产量4.固井质量的主要评价指标有（）。A.水泥返高B.胶结指数C.套管抗内压强度D.环空封隔效果5.井喷的预兆包括（）。A.钻井液池液面上升B.返出钻井液密度下降C.机械钻速突然降低D.泵压下降三、填空题（每空1分，共20分）1.井身结构设计的核心参数包括套管层次、各层套管的（）和（）。2.常用的钻头类型有（）、（）和金刚石钻头（PDC钻头）。3.钻井液的密度通常用（）表示，单位为（）。4.井眼轨迹控制技术包括（）、（）和纠斜三个环节。5.固井时，水泥浆的性能要求包括（）、（）和胶结强度。6.地层压力检测方法分为（）检测和（）检测两大类。7.井漏按漏失通道类型可分为（）漏失、（）漏失和裂缝性漏失。8.套管柱设计需满足（）、（）和抗挤毁强度要求。9.完井方式中，射孔完井的优点是（）和（）。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述牙轮钻头的破岩机理。2.钻井液的流变参数（塑性粘度、动切力）对钻井作业的影响有哪些？3.井斜控制中“钟摆钻具组合”的工作原理是什么？其适用条件是什么？4.固井时，为什么需要在套管柱中安装浮鞋/浮箍？5.简述井喷的三级控制原则。五、应用题（共25分）1.计算分析题（10分）某井设计井深3000m，地层孔隙压力梯度为0.0105MPa/m，破裂压力梯度为0.018MPa/m。（1）计算合理的钻井液密度范围（取安全系数1.05）；（2）若实际使用的钻井液密度为1.15g/cm³，判断是否会发生井漏或井喷风险（需写出计算过程）。2.综合分析题（15分）某油田在钻进至2500m时，出现以下现象：钻井液返出量减少30%，泵压下降5MPa，钻速突然加快。（1）判断可能发生的复杂情况类型；（2）分析其可能原因（至少3条）；（3）提出应急处理措施（至少4条）。钻井工程考试试题答案一、单项选择题1.C2.C3.A4.A5.B6.A7.C8.D9.B10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABD5.ABD三、填空题1.下深、尺寸2.牙轮钻头、刮刀钻头3.密度计、g/cm³（或kg/m³）4.防斜、测斜5.失水量、凝固时间6.随钻、完井后7.孔隙性、溶洞性8.抗拉强度、抗内压强度9.适应性强、保护储层四、简答题1.牙轮钻头的破岩机理牙轮钻头在井底工作时，通过以下三种方式破碎岩石：（1）冲击压碎作用：牙轮在钻压作用下滚动，牙齿对井底岩石产生周期性冲击和挤压，使岩石破碎；（2）滑动剪切作用：由于牙轮的超顶和移轴，牙齿在井底产生切向滑动，对岩石产生剪切破坏；（3）研磨作用：牙齿之间的间隙和井底岩石的凸凹不平，使钻头对岩石产生研磨，进一步破碎岩屑。2.钻井液流变参数的影响（1）塑性粘度（PV）：反映钻井液中固相颗粒间的内摩擦力。PV过高会增加循环压力，降低钻头水功率；PV过低会导致岩屑携带能力下降。（2）动切力（YP）：反映钻井液在流动时形成结构的能力。YP过高会增加泵压，可能引发井漏；YP过低会导致停泵后岩屑下沉，造成卡钻。3.钟摆钻具组合的原理与适用条件原理：在钻铤下部安装一个大直径稳定器，使下部钻铤在井眼中形成“钟摆”，利用钻铤自身重量产生的横向力（钟摆力）将井眼推向垂直方向，从而纠斜。适用条件：适用于井斜角较小（≤5°）、地层倾角较缓的直井段，且需控制钻压（避免钻压过大导致钻铤弯曲失效）。4.浮鞋/浮箍的作用（1）防止水泥浆在注替过程中倒流入套管内，避免套管内水泥塞过厚；（2）下套管时，浮鞋/浮箍的单流阀可减少钻井液进入套管的阻力，降低下套管难度；（3）固井后，浮鞋/浮箍作为套管柱的底部支撑，提高套管柱的稳定性。5.井喷的三级控制原则（1）一级控制：通过合理设计钻井液密度，平衡地层压力，防止地层流体侵入井眼；（2）二级控制：当发生溢流（地层流体侵入）时，及时关井，利用井控设备（防喷器）控制井口压力，通过压井作业恢复压力平衡；（3）三级控制：若二级控制失败（井喷），采取灭火、重钻井眼等措施重新建立压力平衡。五、应用题1.计算分析题（1）合理钻井液密度范围计算：地层孔隙压力：Pp=0.0105MPa/m×3000m=31.5MPa安全密度下限：ρmin=Pp/(0.0098×3000)×1.05=(31.5/29.4)×1.05≈1.125g/cm³地层破裂压力：Pf=0.018MPa/m×3000m=54MPa安全密度上限：ρmax=Pf/(0.0098×3000)×(1/1.05)≈(54/29.4)/1.05≈1.75g/cm³（注：破裂压力安全系数通常取1/1.05）因此，合理密度范围为1.125~1.75g/cm³。（2）实际密度1.15g/cm³在1.125~1.75范围内，无井喷或井漏风险（孔隙压力对应的密度下限为1.125，实际密度略高，可平衡地层压力；破裂压力对应的密度上限为1.75，实际密度远低于上限，不会压裂地层）。2.综合分析题（1）可能发生的复杂情况：井漏（漏失量30%）或地层流体侵入（但泵压下降更符合漏失特征）。结合钻速加快（可能钻遇裂缝或溶洞），综合判断为井漏。（2）可能原因：①钻遇裂缝性或溶洞性地层，钻井液沿裂缝漏失；②钻井液密度过高，超过地层破裂压力，压裂地层导致漏失；③井壁坍塌形成漏失通道（但返出量减少更直接指向漏失）