石油开采钻井工程师岗位考试试卷及答案

石油开采钻井工程师岗位考试试卷及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分。每题仅有1个正确选项）1.井身结构中，用于封隔地表松散层和浅层水的套管是（）。A.表层套管B.技术套管C.油层套管D.尾管2.PDC钻头的主要破岩方式是（）。A.冲击压碎B.剪切破碎C.研磨破碎D.射流冲蚀3.钻井液的主要功能不包括（）。A.携带岩屑B.平衡地层压力C.冷却钻头D.提高机械钻速4.井斜角是指（）。A.井眼轴线与铅垂线的夹角B.井眼轴线与水平线的夹角C.井眼方位角的变化率D.井眼曲率的绝对值5.正常压力地层中，地层压力梯度约为（）。A.0.0098MPa/mB.0.0147MPa/mC.0.0196MPa/mD.0.0245MPa/m6.固井时，水泥浆的“失重”现象是指（）。A.水泥浆密度降低B.水泥浆柱压力随胶凝过程减小C.水泥浆体积收缩D.水泥浆流动性下降7.牙轮钻头的移轴值是指（）。A.牙轮轴线与钻头轴线的水平偏移量B.牙轮锥顶到钻头轴线的距离C.牙轮与钻头的接触点偏移量D.牙轮旋转中心与钻头旋转中心的垂直距离8.钻柱的中性点是指（）。A.钻柱受拉与受压的分界点B.钻柱弯矩为零的点C.钻柱扭矩最大的点D.钻柱振动频率最低的点9.欠平衡钻井的核心是（）。A.降低钻井液密度B.保持井底压力低于地层压力C.提高机械钻速D.减少储层伤害10.井漏的直接原因是（）。A.钻井液密度过高B.地层孔隙压力过低C.井底压力大于地层破裂压力D.钻井液粘度不足11.定向井中，造斜工具的造斜能力主要取决于（）。A.工具面角B.弯角大小C.钻压D.转速12.随钻测量（MWD）系统的主要功能是（）。A.实时监测井底温度B.实时传输井斜、方位数据C.控制钻头方向D.测量地层电阻率13.套管柱设计的最基本原则是（）。A.强度满足各工况要求B.成本最低C.便于下套管作业D.与钻头尺寸匹配14.喷射钻井中，提高射流冲击力的关键参数是（）。A.泵压B.排量C.喷嘴直径D.钻井液粘度15.卡钻事故中，最常见的类型是（）。A.泥饼粘附卡钻B.键槽卡钻C.垮塌卡钻D.砂桥卡钻二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。每题有24个正确选项，错选、漏选均不得分）1.影响机械钻速的主要因素包括（）。A.地层岩性B.钻压与转速C.钻井液性能D.钻头类型2.井壁稳定的影响因素有（）。A.地层应力B.钻井液滤液与地层的相互作用C.井眼尺寸D.钻井液密度3.固井质量的评价方法包括（）。A.声波变密度测井（VDL）B.井温测井C.放射性测井D.电测井4.井控的“三级控制”包括（）。A.一级井控（主控制）B.二级井控（关井控制）C.三级井控（压井控制）D.四级井控（抢险控制）5.钻井液固相控制设备包括（）。A.振动筛B.除砂器C.除泥器D.离心机6.定向井轨道设计的常用类型有（）。A.二维轨道B.三维轨道C.水平轨道D.垂直轨道7.钻柱的组成部分包括（）。A.钻头B.钻铤C.钻杆D.方钻杆8.地层压力检测的常用方法有（）。A.钻速法（d指数法）B.页岩密度法C.声波时差法D.电阻率法9.井漏的预防措施包括（）。A.控制钻井液密度B.优化井身结构C.提高钻井液粘度D.使用堵漏材料10.卡钻后的处理措施通常包括（）。A.活动钻具B.浸泡解卡液C.震击解卡D.套铣倒扣三、填空题（共10题，每空2分，共20分）1.API标准中，套管钢级常见的有H40、J55、K55、N80、L80、C90等，其中“N80”表示钢级最小屈服强度为______MPa。2.钻井液的流变参数主要包括______、塑性粘度和动切力。3.牙轮钻头的三种破岩作用是冲击压碎、滑动剪切和______。4.井斜控制的常用工具包括刚性满眼钻具组合、钟摆钻具组合和______。5.固井时，水泥浆的“候凝时间”是指水泥浆从注入到______所需的时间。6.欠平衡钻井中，常用的循环介质包括气体、雾化液、泡沫和______。7.随钻测井（LWD）与随钻测量（MWD）的主要区别是LWD可实时获取______数据。8.地层破裂压力试验（FIT）的目的是确定______的最大允许井底压力。9.钻柱的疲劳破坏主要由______载荷引起。10.井控设备的核心是______，其功能是在井喷时快速关闭井口。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述PDC钻头的工作原理及其适用地层。2.井控中“一级井控”的具体含义是什么？实现一级井控的关键措施有哪些？3.影响井壁稳定的力学因素有哪些？如何通过钻井液参数调整改善井壁稳定性？4.定向井轨道设计中，“造斜点”和“稳斜角”的定义是什么？二者对轨道设计的影响是什么？5.固井时，为什么需要在水泥浆中添加缓凝剂或早强剂？请分别说明其作用场景。五、应用题（共4题，共40分）1.（计算类，10分）某井钻进至3000m时，测得机械钻速为6m/h，钻头直径为215.9mm（8½英寸），钻井液排量为30L/s。计算该钻头的每转进尺（假设转速为60r/min）。2.（分析类，10分）某井钻进至2500m时，钻井液池体积突然增加3m³，出口流量由30L/s升至35L/s，泵压由20MPa降至18MPa。请判断可能发生的井下复杂情况，并列出至少3项验证方法及对应的处理措施。3.（设计类，10分）某探井需钻至4500m的目的层，已知地表至500m为松散砂砾层，5003500m为泥岩层（易垮塌），35004500m为砂岩储层（孔隙压力梯度1.05g/cm³）。请设计该井的井身结构（套管层次、下深及主要作用）。4.（综合类，10分）某井发生泥饼粘附卡钻（压差卡钻），钻具悬重为2000kN，卡点深度为2500m，钻杆外径127mm（5英寸），壁厚9.19mm。若采用柴油+原油（密度0.85g/cm³）浸泡解卡，需计算浸泡液柱在卡点处产生的压力降低值（假设原钻井液密度1.30g/cm³，忽略浸泡液与钻井液的混合）。答案及解析一、单项选择题1.A（表层套管用于封隔地表松散层和浅层水）2.B（PDC钻头通过切削齿剪切破碎岩石）3.D（提高机械钻速是间接效果，非主要功能）4.A（井斜角定义为井眼轴线与铅垂线的夹角）5.A（正常压力梯度约0.0098MPa/m，对应1.0g/cm³密度）6.B（水泥浆胶凝后，静液柱压力降低，称为失重）7.A（移轴值为牙轮轴线与钻头轴线的水平偏移量）8.A（中性点是钻柱受拉与受压的分界点）9.B（欠平衡核心是井底压力低于地层压力）10.C（井漏直接原因是井底压力超过地层破裂压力）11.B（造斜工具的弯角大小决定造斜能力）12.B（MWD主要传输井斜、方位等几何参数）13.A（套管柱设计首要满足强度要求）14.B（喷射钻井中，排量是影响射流冲击力的关键）15.A（泥饼粘附卡钻最常见，占卡钻事故的60%以上）二、多项选择题1.ABCD（机械钻速受岩性、钻压、转速、钻井液、钻头等综合影响）2.ABD（井壁稳定与应力、钻井液滤液、密度有关，井眼尺寸影响较小）3.AB（VDL和井温测井是固井质量评价的主要方法）4.ABC（井控三级控制：主控制、关井控制、压井控制）5.ABCD（振动筛、除砂器、除泥器、离心机均为固相控制设备）6.ABC（定向井轨道包括二维、三维、水平轨道）7.BCD（钻柱由钻铤、钻杆、方钻杆组成，钻头是工具）8.ABCD（d指数法、页岩密度法、声波时差法、电阻率法均为地层压力检测方法）9.AB（预防井漏需控制密度、优化井身结构；提高粘度和堵漏材料是处理措施）10.ABCD（卡钻处理包括活动钻具、浸泡解卡液、震击、套铣倒扣）三、填空题1.552（N80钢级最小屈服强度为80×6.895≈552MPa）2.表观粘度（钻井液流变三参数：表观粘度、塑性粘度、动切力）3.研磨（牙轮钻头破岩：冲击压碎、滑动剪切、研磨）4.斜向器（或导向钻具组合）5.完全凝固（候凝时间指水泥浆从注入到完全凝固的时间）6.欠平衡钻井液（或低密度钻井液）7.地层评价（LWD可测电阻率、伽马等地层参数）8.地层破裂压力（FIT确定地层能承受的最大井底压力）9.周期性交变（钻柱疲劳由周期性交变载荷引起）10.防喷器（BOP，井控核心设备）四、简答题1.PDC钻头工作原理：PDC钻头通过聚晶金刚石复合片切削齿与岩石接触，在钻压和扭矩作用下，切削齿对岩石产生剪切和犁削作用，实现连续破碎。适用地层：软到中硬的均质地层（如页岩、砂岩），不适用于高研磨性或硬脆地层（如燧石、玄武岩）。2.一级井控含义：通过合理设计钻井液密度，使井底压力略大于地层孔隙压力，防止地层流体侵入井内，实现主动控制。关键措施：准确检测地层压力，优化钻井液密度；实时监测钻井液性能（密度、粘度、失水）；控制起下钻速度，避免抽吸压力导致井底压力降低。3.力学因素：地应力（水平主应力差）、井眼方向与地应力的夹角、钻井液液柱压力。调整措施：提高钻井液密度以增加液柱压力，平衡地层应力；降低钻井液滤失量，减少滤液侵入地层引起的强度降低；使用防塌剂（如钾基聚合物）抑制泥岩水化膨胀。4.造斜点定义：定向井中开始造斜的井深位置；稳斜角定义：造斜完成后保持的井斜角度。影响：造斜点过浅可能导致表层套管下深不足，过深会增加造斜难度；稳斜角过小无法达到靶区，过大可能增加钻柱摩阻，影响钻进效率。5.缓凝剂作用：延长水泥浆稠化时间，适用于深井（如4000m以上）或大温差井，防止水泥浆在长候凝过程中提前凝固，导致环空封固不完整。早强剂作用：缩短水泥浆凝固时间，适用于浅层井（如1000m以内）或需要快速候凝的井（如探井需尽快测井），提高早期强度，避免因水泥浆胶凝时间过长导致环空气窜。五、应用题1.计算过程：机械钻速（v）=6m/h=0.1m/min，转速（n）=60r/min。每转进尺（h）=v/n=0.1/60≈0.00167m/r=1.67mm/r。答案：1.67mm/r（或约1.7mm/r）。2.判断：可能发生井涌（地层流体侵入）。验证方法及措施：停泵观察出口是否有持续溢流（验证方法）；若有，立即关井，读取关井立压和套压（处理措施）。测量钻井液密度（验证方法）；若密度降低，加重钻井液至平衡地层压力（处理措施）。检测气体含量（验证方法）；若烃类气体增加，启动井控程序，循环排气（处理措施）。3.井身结构设计：表层套管：下深500m，封隔松散砂砾层，安装井口装置。技术套管：下深3500m，封隔易垮塌泥岩层，防止井壁失稳。