石油钻井工高级技师理论知识试题附带答案

石油钻井工高级技师理论知识试题附带答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在钻井液体系中，用来降低滤失量且不显著增粘的处理剂是（）A.纯碱  B.磺化褐煤  C.高粘CMC  D.膨润土答案：B2.某井使用φ215.9mm钻头钻至3500m，若起钻时井筒内钻井液密度为1.25g/cm³，则井底静液柱压力为（）MPa（g=9.81m/s²，结果保留两位小数）。A.42.88  B.43.01  C.42.95  D.43.12答案：C3.顶部驱动系统（TDS）与常规转盘钻井相比，在起下钻过程中最大的优势是（）A.降低扭矩  B.可连续旋转并循环钻井液  C.减少钻柱疲劳  D.降低摩阻答案：B4.钻井大绳的“10%报废标准”是指（）A.断丝数达总丝数10%  B.直径磨损达公称直径10%  C.长度伸长10%  D.破断拉力下降10%答案：B5.在碳酸盐岩地层钻进时，发生严重失返性漏失，优先选择的堵漏材料是（）A.核桃壳  B.膨胀石墨  C.酸溶性碳酸钙颗粒  D.锯末答案：C6.井下随钻测量（MWD）工具中，测量井斜角的传感器是（）A.磁通门  B.加速度计  C.陀螺仪  D.应变片答案：B7.钻井液固控设备中，可分离粒径最小的是（）A.振动筛  B.除砂器  C.除泥器  D.离心机答案：D8.某井设计最大关井套压为35MPa，BOP组合中应至少配备的闸板防喷器规格为（）A.35MPa  B.70MPa  C.105MPa  D.140MPa答案：B9.在钻柱疲劳分析中，影响最大的因素是（）A.钻压  B.转速  C.井眼狗腿度  D.钻井液密度答案：C10.钻井液塑性粘度（PV）主要反映（）A.固相含量与分散性  B.液相粘度  C.化学污染程度  D.滤失量答案：A11.当量循环密度（ECD）升高时，最容易引发（）A.井漏  B.井涌  C.缩径  D.钻杆刺漏答案：B12.采用“浮阀+投入式止回阀”双保险结构，其主要目的是防止（）A.井喷  B.井漏  C.抽汲诱喷  D.钻柱倒扣答案：C13.在深水钻井中，隔水管顶部张紧力不足会导致（）A.隔水管屈曲  B.节流管线爆裂  C.套管磨损  D.压井困难答案：A14.钻柱中性点位置上移，说明（）A.钻压减小  B.钻压增大  C.钻井液密度升高  D.井斜角减小答案：A15.某井使用PDC钻头，扭矩突然增大、钻时变慢、岩屑变细，最可能的原因是（）A.钻头泥包  B.牙轮掉齿  C.PDC齿崩损  D.井底掉块答案：C16.钻井液氯离子浓度突然升高，可初步判断为（）A.盐水侵  B.石膏侵  C.水泥侵  D.原油侵答案：A17.在硬岩定向井中，为减少工具面波动，优先选择的下部钻具组合是（）A.牙轮钻头+光钻铤  B.PDC+1.5°单弯螺杆+稳定器  C.牙轮+直螺杆  D.PDC+双稳定器钟摆答案：B18.钻井液润滑系数测定仪测得的摩阻系数大于0.25时，应优先加入（）A.极压润滑剂  B.乳化剂  C.降滤失剂  D.纯碱答案：A19.在起钻过程中，灌入钻井液体积小于起出钻具体积，首先应（）A.继续起钻  B.停止起钻并关井检查  C.降低钻井液密度  D.加快起钻速度答案：B20.某井段井斜角30°，方位角120°，测深2000m，垂深约为（）m（忽略磁偏角）。A.1732  B.1820  C.1667  D.1750答案：A21.钻井液高温高压滤失量测定条件为（）A.120℃、3.5MPa  B.150℃、3.5MPa  C.120℃、7.0MPa  D.150℃、7.0MPa答案：B22.在井控中，压井排量一般选择（）A.最大排量  B.正常钻进排量的1/3～1/2  C.最小排量  D.任意排量答案：B23.钻杆接头型号“NC50”中的数字“50”表示（）A.公称外径5in  B.母扣内螺纹节圆直径  C.扣型编号  D.抗扭强度级别答案：C24.在钻井液体系中，XC生物聚合物的功能是（）A.降滤失  B.提切力低浓度增粘  C.杀菌  D.除氧答案：B25.某井使用密度1.30g/cm³钻井液，井深3000m，若发生气侵，钻井液密度降至1.20g/cm³，则井底压力下降约（）MPa。A.2.94  B.3.01  C.2.85  D.3.10答案：A26.钻井大绳的滑移切割周期主要依据（）A.钻井进尺  B.大绳张力循环次数  C.井深  D.钻压答案：B27.在套管柱设计中，三轴应力设计法相比单轴法，最主要优点是（）A.节省钢材  B.考虑外挤、内压、轴向力耦合  C.计算简单  D.不考虑温度答案：B28.某井使用133/8″套管下深2500m，壁厚12.19mm，钢级J55，其抗外挤强度约为（）MPa（查API标准近似值）。A.15.5  B.18.2  C.21.4  D.24.0答案：B29.在钻井液体系中，加入0.5%SMT的主要作用是（）A.降粘降滤失抗污染  B.增粘  C.杀菌  D.发泡答案：A30.井下涡流工具（VortexTool）安放位置一般位于（）A.钻头上方  B.钻铤中部  C.钻杆中部  D.套管鞋附近答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于钻井液主要功能的是（）A.平衡地层压力  B.传递水力功率  C.封隔产层  D.冷却润滑钻头  E.提高钻速答案：ABD32.导致钻柱硫化物应力开裂（SSC）的必要条件包括（）A.拉应力  B.硫化氢  C.高温  D.水  E.氯离子答案：ABD33.下列措施可降低当量循环密度（ECD）的是（）A.降低钻井液密度  B.降低排量  C.提高转速  D.加入玻璃微珠  E.提高屈服值答案：ABD34.在井控压井作业中，属于常规压井方法的是（）A.司钻法  B.等待加重法  C.体积法  D.动态压井法  E.低节流法答案：AB35.下列属于随钻测井（LWD）参数的是（）A.电阻率  B.伽马  C.声波时差  D.井斜  E.环空压力答案：ABCD36.导致PDC钻头早期损坏的原因有（）A.高转速+高钻压  B.出井碰撞  C.泥包  D.井底有金属落物  E.钻井液含砂量高答案：BCDE37.下列属于钻井液固相控制设备二级净化的是（）A.振动筛  B.除砂器  C.除泥器  D.离心机  E.真空除气器答案：BC38.在套管柱强度设计中，需考虑的外部载荷包括（）A.外挤压力  B.内压力  C.轴向拉力  D.弯曲应力  E.温度应力答案：ABCDE39.下列属于钻井液润滑性评价指标的是（）A.摩阻系数  B.极压膜强度  C.四球磨斑直径  D.润滑系数降低率  E.屈服值答案：ABCD40.在深水钻井中，隔水管系统的主要风险有（）A.涡激振动  B.屈曲失稳  C.疲劳裂纹  D.压溃  E.节流阀冲蚀答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）41.在钻井液流变参数中，塑性粘度单位用________表示，屈服点单位用________表示。答案：mPa·s；Pa42.API标准规定，钻杆接头外螺纹台肩密封属于________密封，其密封面角度为________度。答案：金属对金属；1843.某井使用密度1.40g/cm³钻井液，井深4000m，则井底静液柱压力为________MPa（g=9.81）。答案：54.9444.在井控中，关井后记录立管压力为3MPa，套管压力为4MPa，若钻井液密度1.25g/cm³，则溢流物为________（气体/液体）。答案：气体45.套管柱三轴应力设计公式中，等效应力采用________强度理论计算。答案：VonMises46.在钻井液体系中，MBT值代表________，其单位是________。答案：亚甲基蓝容量；kg/m³47.钻柱疲劳裂纹最容易出现在________螺纹根部，因该处存在________应力集中。答案：外螺纹；拉伸弯曲复合48.在定向井轨迹设计中，若造斜率为5°/30m，则完成90°井斜需________m井段。答案：54049.钻井液氯离子浓度测定采用________滴定法，指示剂为________。答案：硝酸银；铬酸钾50.在压井曲线中，若立压始终高于理论值，说明________，应________节流阀开度。答案：井口回压过大；增大四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）51.PDC钻头适合在砾石层长段钻进。（）答案：×52.钻井液屈服点越高，携岩能力越强，但ECD也随之升高。（）答案：√53.在套管柱设计中，内压控制工况通常发生在固井候凝阶段。（）答案：√54.硫化氢浓度达到100ppm时，人吸入一次即可致命。（）答案：×55.隔水管张紧系统钢丝绳的滑移切割周期与钻井日费无关。（）答案：×56.在钻井液中加入NaCl可提高其抑制性。（）答案：√57.钻杆接头型号“XT39”属于无台肩双台肩复合密封结构。（）答案：√58.钻井液固含量越高，离心机处理效率越低。（）答案：√59.在井控中，体积法适用于气体溢流且无法循环的情况。（）答案：√60.钻井大绳的疲劳破坏属于低周疲劳。（）答案：×五、简答题（每题6分，共30分）61.简述钻井液静液柱压力与当量循环密度（ECD）的区别及联系。答案：静液柱压力仅由钻井液密度和垂深决定，公式P=ρgH；ECD则将循环压耗折算为附加密度，ECD=ρ+ΔP/(gH)。二者单位均为密度量纲，但ECD包含动态压耗，反映实际井底压力，用于判断井底是否过平衡或欠平衡。62.写出钻柱中性点定义，并说明如何通过指重表判断中性点位置。答案：中性点为钻柱轴向力由压力变为拉力的转换点，其以上钻具受拉、以下受压。指重表显示悬重W，若已知钻具总重G，则中性点位于G-W重量对应的井深处；当钻压增加，悬重减小，中性点上移。63.列举三种常见溢流显示，并说明其机理。答案：（1）出口流量>入口流量——井内流体入侵；（2）停泵后出口持续流——地层流体上窜；（3）循环罐液面上涨——井筒体积增加。机理均为井底压力低于地层压力，导致流体进入井筒。64.简述PDC钻头泥包的形成原因及预防措施。答案：原因：钻速快、排量不足、钻井液携岩差、泥页岩水化分散、固相含量高。措施：优化排量与喷嘴组合、加入抑制剂与包被剂、控制固含、定时短起下划眼、选用高扭矩马达提高转速冲刷。65.说明套管磨损对井控安全的影响，并给出两种检测方法。答案：套管磨损降低壁厚，抗内压、抗外挤强度下降，关井时易破裂失效。检测：电磁探伤测厚仪、超声多臂成像测井，可定量给出剩余壁厚及磨损位置。六、计算题（共30分）66.（10分）某井φ215.9mm井段，井深3500m，钻井液密度1.35g/cm³，钻柱结构：φ127mm钻杆2600m（线重29kg/m），φ158.75mm钻铤200m（线重135kg/m），φ215.9mm钻头1只（质量200kg）。求：（1）钻柱总质量；（2）井内钻井液对钻柱的浮力；（3）中性点位于钻铤内的最小钻压。答案：（1）m=2600×29+200×135+200=75400+27000+200=102600kg（2）F浮=ρgV=1.35×9.81×(π/4)(0.127²×2600+0.15875²×200)=1.35×9.81×(0.012668×2600+0.0198×200)=1.35×9.81×(32.94+3.96)=1.35×9.81×36.9≈489kN（3）中性点进入钻铤条件：钻压≥钻铤浮重。钻铤浮重=135×9.81×200−1.35×9.81×0.0198×200=264.9−52.4=212.5kN，故最小钻压212.5kN。67.（10分）某井发生气侵，关井后记录：立压3.2MPa，套压4.0MPa，钻井液密度1.30g/cm³，垂直井深3200m。求：（1）地层压力；（2）压井所需钻井液密度（附加0.10g/cm³）；（3）若采用等待加重法，初始循环立压应保持多少（已知低泵速泵压5.0MPa，对应排量8L/s，压井排量选4L/s）。答案：（1）P地层=1.30×9.81×3200+3.2=40.8+3.2=44.0MPa（2）ρk=(44.0/9.81/3200)+0.10=1.40+0.10=1.50g/cm³（3）低泵速压耗与排量平方成正比，4L/s时泵压=5.0×(4/8)²=1.25MPa，初始循环立压=1.25+3.2=4.45MPa68.（10分）某φ244.5mm套管下深3000m，壁厚11.99mm，钢级P110，查API抗外挤强度为24.8MPa。若井内钻井液密度1.60g/cm³，固井时环空水泥浆密度1.90g/cm³，水泥返高2000m。试校核套管在水泥候凝阶段的外挤安全系数（要求≥1.125）。答案：外挤最大发生在水泥面处，深度2000m。P外=1.90×9.81×2000=37.3MPa安全系数=24.8/37.3=0.665<1.125，不满足。需改用厚壁套管或降低水泥浆密度。七、综合应用题（共30分）69.（15分）背景：某水平井φ215.9mm井段，垂深2800m，水平段长1200m，使用钻井液密度1.45g/cm³，塑性粘度32mPa·s，屈服点12Pa。钻进至水平段中点，突然出口流量增大、钻井液池体积上涨1.5m³，关井立压2.8MPa，套压3.5MPa。任务：（1）判断溢流类型并计算地层压力；（2）给出压井钻井液密度（附加0.07g/cm³）；（3）若采用司钻法第一步循环，排量10L/s，低泵速泵压6.0MPa（10L/s），计算初始循环立压；（4）分析水平段压井与直井相比的难点，并提出两项技术措施。答案：（1）立压<套压，溢流为气体；P地层=1.45×9.81×2800+2.8=39.8+2.8=42.6MPa（2）ρk=42