名词解释
1、装置角：在井底平面上，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。
2、岩心收获率：在取心钻井过程中，实际取出岩心的长度与本次取心钻进
进尺的百分比。
3、拉力余量法：在钻柱设计过程中，考虑钻柱被卡时的上提解卡力，钻杆
柱的最大允许静拉力应小于其最大安全拉伸力的一定值（拉力余量）的设计方法。
4、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，造成钻头重复破碎而导致钻进效率下降的现象。
5、窜槽：指在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，使环形空间局部出现未被水泥浆封固的现象。
6、门限钻压：指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的钻压，其值的大小主要取决于
岩石的性质。
7、上覆岩层压力：指该层以上岩石基质和岩石孔隙内流体的总重力造成的
压力。
8、先期裸眼完井：钻至油气层上部下套管固井，然后钻开生产层的完井方法。
9、水泥稠化时间：指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值（API规定
水泥浆稠度达100BC）所用的时间。
10、钻柱中和点：指钻柱上轴向力为零的点。
11、岩屑运载比：岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空上返速度之比。
12、欠平衡压力钻井：指在钻井过程中保持井内钻井液柱压力小于地层压力的
钻井技术。
13、岩石可钻性：岩石被钻头破碎的难易性，反映了岩石的抗钻能力。
14、水锁效应：钻井液中的水侵入油层，封锁孔喉，使油流阻力增大的效应。
15、井漏：钻井过程中钻井液或水泥浆漏入地层中的现象。
16、气窜
17井斜角：指该点在井眼轴线上的切线与铅垂线之间的夹角。
18、牙齿磨损量：钻头牙齿磨损掉的高度与牙齿原始高度之比。
19、工具面：弯接头的轴线是一条折线，折线构成的平面称为弯接头的工具面。
20、地层破裂压力：在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力叫地层破裂压力。
21、表观粘度：在某一流速梯度下，剪切应力与相应流速梯度的比值。
22、卡钻：钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象。
23、岩石硬度：岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。
24、当量密度：对于某种压力用等高度或深度的钻井液液柱压力等效所需要的钻井液密度值称为当量密度。
25、定向钻井：沿着预先设计好的井眼轨道钻达目的层的钻进方法。
26、地层压力：岩石孔隙中流体所具有的压力。
27、等安全系数法：在套管柱强度设计过程中，使各个危险截面上的最小安
全系数等于或大于规定的安全系数的设计方法。
28、平衡压力钻井：指保持钻井液液柱压力与地层压力相平衡条件下的钻井
技术
29、固井：指在已打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥。
一、简答题
1、简述司钻法压井的生产过程。
司钻法压井又称为二次循环法压井。发现溢流关井后，第一周循环用原钻井液循环排出井内被污染的钻井液，等压井用的重钻井液配制好后，进行第二周的循环。
第一循环周：启动泥浆泵，调节节流阀使套压等于关井套压。增加泵速到压井泵速，调节节流阀使使循环立管总压力保持初始循环立管总压力不变，直到循环一周后关井，此时关井套压等于关井立管压力。
第二循环周：启动泥浆泵，调节节流阀使套压等于关井立管压力，直到达到压井泵速，压井过程中，循环立管总压力逐渐减小，当重钻井液到达钻头时，循
环立管总压力等于终了循环立管总压力，即P
Tf =P
Ti
；继续循环，当重钻井液从
井口返出时，完成第二周循环，此时套压为0。
压井结束，套压和立管压力均为0。
2、在倾斜层状地层中钻进时，井眼一般向什么方向倾斜？为什么？
3、简述异常高压地层形成的原因。
4、简述牙轮钻头在井底的运动形式及破岩机理。
答：牙轮钻头在井底产生的运动形式主要有：
（1）在钻柱的带动下产生的公转；
（2）由于牙轮安装在牙轮轴上，在公转的同时产生自转；
（3）单、双齿着地使得牙轮钻头的重心上下移动所形成的上下振动；
（4）牙轮钻头的三种特殊结构——超顶、移轴、复锥使得牙轮在滚动的同时产生滑动。
牙轮钻头的破岩机理：
（1）在钻压作用下形成的压碎作用；
（2）牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用；
（3）三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所造成的剪切破碎。
5、简述地层流体侵入井眼的主要检测方法。
答：（1）钻井液池液面检测方法
（2）翻出钻井液流量检测方法。
（3）声波气侵早起检测方法。
6、简述井斜的主要原因。
答：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。
7、简述钻井液的主要功用。
要点：（1）从井底清楚岩屑；（2）冷却和润滑钻头及钻柱（3）造壁性能；
（4）控制地层压力；；（5）循环停止时悬浮钻屑和家中材料，防止下沉（6）从所钻地层获得资料（7）传递水力功率
8、简述钻柱的功用。
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、打捞等）；
(8)钻杆测试,又称中途测试。
9、简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。
要点：（1）采用套管扶正器，改善套管居中条件；
（2）注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力；
（3）调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；
（4）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；
（5）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，形成有利的“漂浮”。
10、固井中常见的主要问题有哪些？提高固井质量的主要措施。
常见的问题：
2井口有冒油、气、水的现象。
②不能有效地封隔各种层位，开采时各种压力互窜，影响井的生产
③因固结质量不良在生产中引起套管变形，影响井的生产。
提高固井质量主要从两个方面入手，即提高顶替效率和防止窜槽。
（1）提高顶替效率的措施有：
①采用套管扶正器，改善套管居中条件；
②注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力；
③调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；
④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；
⑤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，形
成有利的“漂浮”。
（2）防止窜槽的措施有
①采用多级注水泥或两种凝速（上慢下快）的水泥；
②注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空加回压；
③使用膨胀性水泥，防止水泥收缩；
④使用刮泥器，清除井壁泥饼。
11、简述常见的卡钻有哪些类型？各有什么现象？
答：（1）沉砂卡钻开泵循环时，泵压很高或憋泵；钻具上提遇卡、下放遇阻，且上提下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。
（2）井塌卡钻大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；钻进中突然发生蹩钻，上提遇阻，泵压上升，憋泵甚至钻具不能转动等现象。
（3）压差卡钻（泥饼粘附卡钻）
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，由此而产生的卡钻称为压差卡钻，也称为粘附卡钻或泥饼卡钻。
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。
（4）键槽卡钻
钻进正常，泵压正常；钻杆接头偏磨严重；下钻不遇阻，但起钻到狗腿处常遇卡；能下放但不能上提，严重时可卡死。
（5）缩径卡钻
遇阻的位置固定；循环时泵压增大；上提困难，下放容易；起出的钻杆接头的上部经常有松软泥饼。
（6）落物卡钻
12、试解释钻柱中中性点及其重要意义。
钻柱上轴向力为零的点称为中性点。
意义：中性点是钻柱受拉与受压的分界点，在钻柱设计中，我们希望中性点始终落在刚度大，抗弯能力强的钻铤上而不是落在强度较弱的钻杆上，使钻杆一直处于受拉伸的直线稳定状态，以免钻杆受压弯曲和受交变应力的作用。
13、简述井斜的原因和主要的防斜方法及原理。
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。
主要的防斜方法：满眼钻具组合，钟摆钻具组合
原理：
14、PDC钻头是怎样破碎岩石的？适合钻什么样的地层？
要点：（1）剪切作用或切削作用；（2）软到中硬均质地层
主要是通过挤压，碰撞和剪切来破碎岩石。
其破碎过程大致可分为以下三个过程：一是刃前岩石破碎，切削刃前
进并碰撞刃前岩石，扭力逐渐减小；二是刃前岩石碰撞破碎后切削刃前进，
产生小剪切，扭力逐渐增大；三是扭力增大到极值后，刃前岩石产生大剪
切。（2分）
PDC钻头主要适合于软到中等硬度的均质地层。（2分）
15、满眼钻具的原理及使用特点。
答：在下部钻具适当位置上安装3～4个扶正器，增大下部钻具组合的
尺寸和刚度，近似“填满井眼”，防止钻柱弯曲和倾斜。（2分）使用特点如下：（1分/条）
(1).只能控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。不能纠斜。
(2).“以快保满，以满保直”。间隙对满眼钻具组合性能影响显著。当间
隙Δd达到或超过两倍的设计值时，应及时更换或修复扶正器。在井径扩大
井段不适用。要抢在井径扩大以前钻出新的井眼。
(3).不宜在井眼曲率大的井段使用,防止卡钻。
(4).在钻进软硬交错，或倾角较大的地层时，要注意适当减小钻压，勤
划眼，以便消除可能出现的“狗腿”。
16、钟摆钻具的原理及使用特点。
原理：在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，该扶正器支撑在井壁上，使下部钻柱悬空，则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，也要产生一个钟摆力。
此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。
特点：(1).钟摆钻具组合多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜。
(2).钟摆钻具组合的性能对钻压特别敏感。
(3).在井斜角较小的，要求较严的直井中使用吊打。
(4).扶正器与井眼间的间隙对钟摆钻具组合性能的影响特别明显。
(5)使用钟摆钻具组合要进行较复杂的设计和计算。
17、简述钻井和固井过程中保护油气层的主要技术措施。
答：(1).采用平衡或近平衡压力钻井和固井技术。
(2).减小钻井液或水泥浆的失水量。
(3).钻井液或水泥浆绿叶性能与地层流体配伍，防止产生沉淀。
(4).尽可能缩短浸泡时间
(5).采用屏蔽暂堵技术。
18、简述对油气井注水泥的基本要求。
（1）水泥浆返高和套管内水泥浆高度必须符合设计要求。
（2）注水泥井段环形空间内的钻井液全部被水泥浆替走，不存在残留现象（3）水泥石与套管及井壁岩石有足够的胶结强度，能够经受住酸化压裂及下管柱的冲击。
（4）水泥凝固后管外不冒油、气、水，环空内各种压力体系不能互窜。
（5）水泥石能经受油、气、水的长期侵蚀。
19、简述钻头的主要类型及破岩原理。
牙轮钻头，刮刀钻头，金刚石材料钻头。
···
20、简述沉积型异常高压的成因。
地层在沉积压实过程中，能否保持压实平衡主要取决于四个因素：（1）上覆岩层沉积速度的大小，（2）地层渗透率的大小，（3）地层孔隙减小的速度，（4）排出孔隙流体的能力。
在地层的沉积过程中，如果沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。由于上覆岩层继续沉积，岩层压力增加，而下面的基岩的支撑能力并没有增加，孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭，就造成了地层的欠压实，从而导致了异常高压的形成。
21、钻柱受压弯曲会将对钻井工作造成哪两方面的影响？
（1）导致井斜。下部钻柱弯曲，使钻头前进方向偏移井眼方向，一方面侧向切削井壁；另一方面，钻压的横向分力把钻头推向井壁一侧，从而导致井斜。
（2）家具钻柱的损坏。弯曲钻柱自转时，受交变应力的作用，容易产生疲劳破坏；弯曲钻柱公转时，偏磨严重。
22、简述钻井泵的两种工作状态，并简要说明怎样才能充分发挥泵的能力？
额定功率工作状态和额定泵压工作状态。
当泵排量Q小于额定功率排量时，泵压受到缸套允许压力的限制，最大只能等于额定泵压。此时泵功率要小于额定功率，泵的这种工作状态称为额定泵压工作状态。
当Q大于额定排量时，泵功率受到泵的额定功率的限制，最大只能等额定功率，此时泵压P要小于额定泵压。泵的这种工作状态称为额定功率工作状态。
只有Q等于额定排量时，钻井泵才有可能同时达到额定功率和额定泵压，因此在选择缸套时，应尽量选用额定排量与实用排量Q相等或者相近的
缸套，这样才能充分发挥泵的能力。
23、简述溢流的原因。
答：（1）地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低。
（2）地层流体侵入井内，使钻井液密度降低
（3）起钻时未按规定灌满泥浆，或发生井漏，使井筒液面降低
（4）起钻抽汲作用，使井底压力降低。
24、司钻法压井与工程师法压井的主要区别是什么？
（1）在司钻法压井中，循环排出井内受污染的钻井液和泵入压井钻井液重建压力平衡分为两个循环周期完成；而工程师法压井是在一次循环内同时完成排出受污染钻井液和泵入压井钻井液建立压力平衡两个过程
（2）司钻法压井关井等待时间短，但压井作业周期长；工程师法压井的关井等待时间长，而压井周期短。
25、试分析水平井及大斜度井固井比直井固井难度大的原因。
（1）套管与井壁的摩擦阻力大，难以下达预定井深。
（2）弯曲套管受力较大，套管的丝扣密封容易失效。
（3）套管在斜井段和水平井段严重偏心，水泥浆顶替效率低。
（4）水平井段岩屑极难清除，容易形成岩屑床，使水泥难以将套管和井壁岩石牢固地胶结在一起
26、井斜的原因及控制技术。
27、造斜工具装置角对井眼斜度和方位变化的影响。
28、油气层损害的主要原因及保护措施。
（1）外来流体中的固体颗粒对储层的损害
（2）储层背部威力运移造成的损害
（3）储层内粘土水化膨胀，引起孔隙堵塞
（4）流体的不配伍性对储层的损害
（5）水锁效应
措施：
29、简述利用DC指数法检测地层压力的方法。
30、简述压卡卡钻的原因及处理方法。
答：压差卡钻的原因主要是钻井液性能不好，密度过高造成井内压差太大，失水量大，泥饼厚，粘滞系数大。一旦停止循环，不活动钻具，钻具有一部分就会贴到井壁上与泥饼接触，时间增加则会使接触的面积和深度增大，泥饼对钻具的粘滞里增大，导致钻具无法上下活动和转动。
压差卡钻的预防措施主要是调节好钻井液性能，尽可能降低钻井液的密度，提高钻井液的润滑性能，降低泥饼的粘滞系数，并要加强活动钻具或采用加扶正器的方法使钻具居中。
31、随着埋深的增加，岩石的强度和塑性都呈增大的趋势，这种说法对不对？为什么？
要点：正确。因为：（1）围压越大，岩石强度越大；（2）围压越大，破坏前变形量越大。
32、简述裸眼完井法的优点。
（1）排除了上部地层的干扰，为选用符合打开生产层特点的洗净液提供了最充足的条件，可以在受污染最小的情况下打开储集层。
（2）在打开储集层的阶段如遇到复杂情况，可及时提起钻具到套管内进行
处理，避免事故进一步复杂化。
（3）缩短了储集层在洗井液中的浸泡时间，减少了储集层的受伤害程度
（4）由于是在产层以上固井，消除了高压油气对风骨地层的影响，提高了
固井质量。储集层段无固井中的污染。
33、简述井深结构设计的主要指导思想和依据。
井身结构设计的指导思想是：
（1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受损害；
（2）避免漏、喷、塌、卡等复杂情况的产生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。
（3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力，不致压裂上层套管鞋处最薄弱的裸露地层；
（4）下套管过程中，井内钻井液柱压力与地层压力之间的压差，不致产生压差卡套管现象。
井身结构设计的依据是：地层压力剖面、地层破裂压力剖面以及必封
点位置。
34、司钻法压井的方法和步骤。
司钻法压井又称为二次循环法压井。发现溢流关井后，第一周循环用原钻井液循环排出井内被污染的钻井液，等压井用的重钻井液配制好后，进行第二周的循环。
第一循环周：启动泥浆泵，调节节流阀使套压等于关井套压。增加泵速到压井泵速，调节节流阀使使循环立管总压力保持初始循环立管总压力不变，直到循环一周后关井，此时关井套压等于关井立管压力。
第二循环周：启动泥浆泵，调节节流阀使套压等于关井立管压力，直到达到压井泵速，压井过程中，循环立管总压力逐渐减小，当重钻井液到达钻头时，循环立管总压力
等于终了循环立管总压力，即P
Tf =P
Ti
；继续循环，当重钻井液从井口返出时，完成第二
周循环，此时套压为0。
压井结束，套压和立管压力均为0。
钻井工程理论与技术复习题 1. 静液压力由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。 2. 静液压力梯度的大小与液体中溶解的矿物或气体的浓度有关。 3.液柱的静液压力随液柱垂直高度的增加而增加 4．上覆岩层压力地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。 5.上覆岩层压力随深度增加而增大。 6.地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，亦称地层孔隙压力。 7.异常高压超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。 异常低压低于正常地层静液压力的地层压力(Pp 第一阶段在线作业 单项选择题 第1题目前对地层压力等级的划分尚未有统一的明确的标准。应用我国石油工业的习惯用语，一般将地层压力分为四个级别。超高压地层压力PP为 A、0.90≤PP＜1.20 B、1.20≤PP＜1.40 C、1.40≤PP＜1.80 D、PP＞1.80 A、某一深度 B、套管鞋深度 C、单位井深 D、单位垂直深度 A、钻柱长度 B、测量井深 C、垂直井深 D、设计井深 A、地层破裂压力 B、循环压力 C、地层压力 D、回压 第5题井深2800m，钻井液密度1.24g/cm3，下钻时存在一个1.76MPa的激动压力作用于井底，计算井底压力当量钻井液密度( )g/cm3。 A、1.3 B、1.24 C、1.18 D、0.064 第6题地层压力是确定钻井液（）的依据。 A、密度 B、粘度 C、失水 D、切力 第7题正常压力地层中随着井深的增加，地层压力梯度（）。 A、增大 B、不变 C、减小 D、不确定 第8题上覆岩层压力是指某深度以上的( )所形成的压力。 A、岩石的重力 B、孔隙流体 C、岩石骨架应力 D、岩石基质和孔隙内流体的总质量 第9题当孔隙压力等于上覆岩层压力时，骨架应力( )。 A、大于零 B、等于零 C、小于零 D、不确定 第10题地层破裂压力一般随着井深的增加而( )。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 第11题地层破裂压力是确定( )的重要依据之一。 A、地层压力 B、抽吸压力 C、坍塌压力 D、最大允许关井套压 第12题地层坍塌压力指的是液柱压力由大向小到一定程度时井壁岩石发生剪切破坏造成井眼坍塌时的（）。 A、地层压力 B、基岩应力 C、液柱压力 D、地面压力 第13题地层漏失压力是指某一深度的地层产生（）时的压力。 A、地层破裂 B、钻井液漏失 C、岩石变形 D、地层坍塌 第14题对于正常压力的高渗透性砂岩，往往地层漏失压力比（）小得多。 A、地层坍塌压力 B、地层压力 C、地层破裂压力 D、实际允许关井套压 第15题对钻井来说，（）检测关系到快速、安全、低成本的作业甚至钻井的成败。 A、地层温度 B、地层压力 C、地层倾角 D、地层水密度 第16题只有掌握地层压力、地层破裂压力和（）等参数，才能正确合理地选择钻井液密度，设计合理的井身结构和井控设备。 A、岩石应力 一、名词解释 1、岩心收获率：在取心钻井过程中，实际取出岩心的长度与本次取心钻进 进尺的百分比。 2、装置角：在井底平面上，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。 3、拉力余量法：在钻柱设计过程中，考虑钻柱被卡时的上提解卡力，钻杆 柱的最大允许静拉力应小于其最大安全拉伸力的一定值（拉力余量）的设计方法。 4、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，造成钻头重复破碎而导致钻进效率下降的现象。 5、窜槽：指在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，使环形空间局部出现未被水泥浆封固的现象。 6、门限钻压：指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的钻压，其值的大小主要取决于 岩石的性质。 7、上覆岩层压力：指该层以上岩石基质和岩石孔隙内流体的总重力造成的 压力。 8、先期裸眼完井：钻至油气层上部下套管固井，然后钻开生产层的完井方法。 9、水泥稠化时间：指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值（API规定 水泥浆稠度达100BC）所用的时间。 10、钻柱中和点：指钻柱上轴向力为零的点。 11、岩屑运载比：岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空上返速度之比。 12、欠平衡压力钻井：指在钻井过程中保持井内钻井液柱压力小于地层压力的 钻井技术。 13、岩石可钻性：岩石被钻头破碎的难易性，反映了岩石的抗钻能力。 14、水锁效应：钻井液中的水侵入油层，封锁孔喉，使油流阻力增大的效应。 15、井漏：钻井过程中钻井液或水泥浆漏入地层中的现象。 16、气窜 17井斜角：指该点在井眼轴线上的切线与铅垂线之间的夹角。 18、牙齿磨损量：钻头牙齿磨损掉的高度与牙齿原始高度之比。 19、工具面：弯接头的轴线是一条折线，折线构成的平面称为弯接头的工具面。 20、地层破裂压力：在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力叫地层破裂压力。 21、表观粘度：在某一流速梯度下，剪切应力与相应流速梯度的比值。 22、卡钻：钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象。 23、岩石硬度：岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。 24、当量密度：对于某种压力用等高度或深度的钻井液液柱压力等效所需要的钻井液密度值称为当量密度。 25、定向钻井：沿着预先设计好的井眼轨道钻达目的层的钻进方法。 专业班级 姓名 考试日期 2008年 1 月 3 日 一、判断题（对的打“√”，错的打“ ”，每题1分，共20分） 1．在计量井深时，一般以转盘面作为基准面。（）2．对泥砂岩剖面，用dc指数监测地层压力时，砂岩段的dc指数不作为计算点。（）3．在三轴应力条件下岩石的塑性会减小，强度会增大。（）4．PDC钻头一般适用于高转速、低钻压下工作。（）5．中和点处的轴向力为零，因此钻具一般不会在此处发生破坏。（）6．门限钻压的大小与水力因素有关，因此门限钻压可以为负值。（）7．在钻速方程中，转速指数λ的值一般大于1。（）8．压井过程过立管压力的大小是通过调节节流阀的开启度来实现的。（）9．钻井泵在额定功率工作方式下，最优排量即为泵的额定排量，泵压为额定泵压。（）10．满眼钻具组合就是采用大尺寸钻铤填满井眼，防止井斜。（）11．所谓井深结构实际上就是指各层套管的下深。（）12．发现井涌时，可采用循环观察方法确定井内情况后再进行关井。（）13．钻井过程中发生了井漏，说明地层已被压破。（）14．发生键槽卡钻后，可大力上提和下放的方法活动钻具，以求解卡。( ) 15．弯接头属于转盘造斜工具。（） 二、填空题（每空1分，共20分） 1．沉积岩可分为沉积和沉积两大类。 2．当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，一般会出现机械钻速，dc指数的现象。3．在套管强度设计时，下部套管一般按设计，上部一般按。 4．牙轮钻头的移轴会产生滑动；超顶会产生滑动。 5．目前常用的全面钻进钻头类型有、和。 6．常用的固相控制设备包括、、和。7．在第一临界井深前，最优喷嘴直径随井深的增大而，在第一和第二临界井深间，最优喷嘴直径随井深的增大而。 8．在确定井眼轨迹时，可直接测量的参数有、和。 钻井工程试题（选择）一、选择题(每题4个选项，其中只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内) 35、在正常压力地层，随着井深的增加，地层孔隙度减小，地震波传播速度（），当地震波到达油气层时，传播速度（）。 A、加快、变慢 B、变慢、加快 C、加快、加快 36、当地层软硬交错或地层倾角较大时易发生( )。 A、井喷 B、井斜 C、井漏 D、井径缩小 37、影响井斜的地质因素中起主要作用的是( )。 A、地层倾角 B、岩石的层状构造 C、岩石的软硬变化 D、岩石的各向异性38、地层倾角在( )之间时， 井眼轴线偏离不定。 A、10°～20° B、30°～40° C、45°～60° D、60°～70° 39、地层倾角小于( )时，井 眼轴线向地层上倾方向偏 斜。 A、60° B、70° C、45° D、10° 40、地层倾角大于( )时，井 眼轴线向地层下倾方向偏 斜。 A、40° B、60° C、80° D、90° 61、正常压力地层中随着井深的增加，地层压力梯度（）。A、增大B、不变 C、减小 D、不确定 62、地层破裂压力是确定（） 的最重要依据之一。 A、地层压力 B、抽吸压力 C、坍塌压力 D、最大允许关井套压 63、地层破裂压力与地层( )之比称为地层破裂梯度。 A、压力 B、温度 C、深度 D、温差 64、地层破裂压力一般随着井深的增加而（）。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 70、所有作用在环形空间的压力总合，就是（）。 A、井底压力 B、环空静液压力 C、环空流动阻力。71、井底压力( )地层压力是导致溢流发生的根本原因。 A、小于 B、等于 C、大于 D、近似于 77、关井后，气柱自2500m的井底滑脱上升，气柱上升到( )处，井底压力最大。 A、2000m B、1500m C、1000m D、井口 78、井底压差越大，对油气层损害( )。 A、越轻 B、越不明显 C、越严重 D、越稳定 79、增大井底压差，会使机械钻速( )。 A、不变 B、减小 C、增大 D、增加很小 80、抽吸压力发生在井内（）时，其结果是降低有效的井底压力。 A、起钻 B、下钻 C、循环 D、空井 81、起钻速度越快，抽汲压力（）。 A、越小 B、越大 C、不变 D、不一定 82、在( )过程中不及时向井 钻井技术试题 一、选择题(每题4个选项，只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内) 1.当地层软硬交错或地层倾角较大时易发生( B )。 (A)井喷(B)井斜(C)井漏(D)井径缩小 2.“钻时”通常用( C )来表示。 (A)m／min (B)s／m (C)min／m (D)h/m 3.钻井液密度的作用是对井底和井壁产生( A )。 (A)压力(B)摩擦力(C)润滑作用(D)润湿作用 4.井壁形成滤饼能( C )和阻止进一步滤失。 (A)保护钻具(B)提高钻速(C)巩固井壁(D)保护钻头 5.氢氧化钠是强碱，主要用来调节钻井液的( A )。 (A)pH值(B)密度(C)粘度(D)失水 6.钻井中要求钻井液含砂量( A )。 (A)越小越好(B)越大越好(C)适当高些(D)适当低点 7.钻井液密度升高，钻速将( B )。 (A)升高(B)下降(C)不变(D)加快 8.钻井液粘度的大小对钻井液携带岩屑的能力( A )。 (A)影响很大(B)影响很小(C)无影响(D)略有影响 9.通常在保证携带岩屑的前提下，粘度应尽量( B )。 (A)高(B)低(C)保持不变(D)提高 10.表示岩石渗透性大小的量，称为岩石的( C )。 (A)硬度(B)渗透量(C)渗透率(D)刚度 11.为降低钻井液对油气层的损害，浸泡时间( B )越好。 (A)越长(B)越短(C)越来(D)越大 12. 井身轴线的切线与( C )之间的夹角叫井斜角。 (A)井身轴线(B)正北(C)铅垂线(D)正南 13.填井打水泥塞的长度一般为( B )m。 (A)20～50 (B)100～150 (C)300～350 (D)200～300 14.填井打水泥塞，在打完水泥顶替水泥浆时，钻杆内水泥浆液面必须( C )钻杆外水泥浆液面。 (A)略低于(B)远低于(C)略高于(D)等于 15.钟摆段钻铤单位长度越重及井斜角越大，钟摆力( A )。 (A)越大(B)越小(C)越稳定(D)越不稳定 16.影响岩心收获率的因素一般有：①操作技术和取心工具：②长筒取心时外筒的稳定性；③( C )；④井下复杂情况。 (A)岩心爪(B)钻具(C)地层(D)井眼 17.取心钻进中，( A )不均匀，使岩心柱忽粗忽细，过细处断开，横卡内筒，造成“磨心”“卡心”。. (A)送钻(B)井径(C)井深(D)含砂 18.评价钻头的选型是否合理，最重要的衡量指标是( C )。 (A)钻进效果(B)进尺(C)钻井成本(D)磨损情况 19.键槽遇卡的主要现象是：能下放而不能上提；能循环而泵压( B )。 (A)升高或憋泵(B)正常(C)略有下降(D)略有升高 20.浴井解卡法是把( B )泵入井内，使其返到卡点部位浸泡，减小滤饼摩阻系数，边泡边活动钻具而解卡的一种方法。 (A)重钻井液(B)解卡剂(C)稠钻井液(D)隔离液 钻探工程考试重点 1.试叙述钻探方法的种类。 A 根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心(无岩心、无心、全面)钻探。 B 根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应类型。 C 根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。 D 根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、海)钻探、地下坑道钻探。 E 根据钻孔布置方法分类——丛状钻探、多井筒钻探、多孔底钻探 F 根据破岩形式分类 (1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压（200~250MP ａ）破岩；②用超声波和低声波破岩； ③用爆破、高压水射流等方法破岩。 (2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石等。 (3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图1.5所示 G 根据钻进使用的冲洗液分类 ◆ 清水钻进； ◆ 乳化液钻进； ◆ 泥浆钻进(含加重泥浆)； ◆ 饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)； ◆ 空气钻进； ◆ 泡沫钻进； ◆ 雾化钻进； ◆ 充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失) 2.为何大直径灌注桩需使用反循环成孔？（10分） 反循环：泥浆由孔口进入，利用泵吸、气举等措施抽吸泥浆，泥浆携带钻渣由钻杆上升进入泥浆池 反循环本身所具有的特点，给提高成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。 3.试比较液动冲击钻进与风动冲击钻进的特点？ 液动冲击器与气动冲击器的比较 冲击钻进 手动冲击钻进 机械冲击钻进 冲击器钻进 钻机钻进 液动冲击器钻进 风动冲击器钻进 回转钻进 手动回转钻进 机械回转钻进 深井回转钻进 硬质合金钻进 钻粒钻进 金刚石钻进 螺旋钻进 震动钻进 转盘钻进 井底发动机钻进 涡轮钻进 螺杆钻进 电钻进 其它 冲击回转钻进 图1.5 机械破碎岩石的钻探方法分类 2006-2007 学年第二学期 《钻井工程》课程考试试卷（A卷）参考答案 一、名词解释（共20分，每题2分） 1、地层破裂压力（2分） 在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。 2、岩石硬度（2分） 岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力 3、TSP钻头（2分） 热稳定性聚晶金刚石钻头 4、水平投影长度（2分） 井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影长度。 5、井斜方位角（2分） 在水平投影图上，以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度。 6、中性点（2分） 钻柱上轴向力等于零的点。 7、钻井液的定义（2分） 钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液。 8、工程师法压井（2分） 关井等候配置压井重钻井液，然后开启节流阀并开泵注入压井液；在一个循环周内将原来的钻井液替出，恢复地层－井眼系统的压力平衡。 9、平衡压力钻井（2分） 在有效地控制地层压力和维持井壁稳定的前提下，尽可能降低钻井液密度，使钻井液液柱压力刚好平衡或略大于地层压力，达到解放钻速和保护油气层的目的。这种钻井方法称为平衡压力钻井。 10、岩石可钻性（2分） 岩石抗破碎的能力 二、填空题（共15分，每空1分） 1、岩石强度的大小取决于(岩石的)内聚力、(岩石颗粒间的)内摩擦力。 2、射流对井底清洗主要作用形式有两种：一是射流的冲击压力作用（或冲击翻转），二是漫流的横推作用（或漫流横推）。 3、关井的方式有硬关井、软关井、半软关井三种。 4、钻柱在井眼内的旋转运动可能的形式有自转、公转、公转与自转的结合、无规则的旋转运动四类。 5、随着围压的增大，岩石表现出从脆性向塑性的转变。 6、钻井时从普通喷嘴喷出的射流属于淹没非自由连续射流（或淹没非自由射流）。 7、用井下动力钻具钻井时，钻柱上部所受扭矩小于钻柱下部所受的扭矩。 三、是非题（共15分，每题1.5分） 1、地层孔隙压力越高，则岩石基岩应力越小。是（√），否（） 2、由于气侵发生溢流关井，压力稳定后，立管压力小于关井套压。是（√），否（） 3、对于塑性岩石，塑性系数等于1。是（），否（√） 4、一般说来，垂直地层层面方向可钻性高，平行层面方向可钻性低。是（√），否（） 5、滤饼的渗透性是影响钻井液滤失量的主要因素。是（√），否（） 6、使用满眼钻具组合能够控制井斜角的大小。是（），否（√） 7、地层流体侵入井眼后，钻井液的电导率必然降低。是（），否（√） 8、牙轮的超顶和复锥会引起轴向滑动，剪切掉齿圈之间的岩石。是（），否（√） 9、井眼轨迹是指一口井钻完之后的井眼轴线形状。是（√），否（） 10、在钻柱下放时，可使井底液柱压力减小。是（），否（√） 四、简答题（共20分，每题4分） 1、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理 在沉积过程中，建立正常静液压力环境的条件受到影响，如沉积速度过快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒间的压力。随着上覆岩层继续沉积，负荷增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应由岩石颗粒来支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致异常高压。（2分） 异常压力的形成，还需要一个密封结构。最常见的密封结构是一个低渗透的岩层，该封闭结构降低了正常流体的散逸，从而导致欠压实和异常的流体压力。（2分） 2、简述国产三牙轮钻头有哪几个系列？试解释215.9MPB4的含义 第三章钻井液 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 1．说明瞬时滤失、动滤失、静滤失各自的涵义。 答： 钻头刚破碎井底岩石形成井眼的一瞬间，钻井液便迅速向地层孔隙渗透。在滤饼尚未形成的一段时间内的滤失称为瞬时滤失。 钻井液在井内循环流动时的滤失过程称为动滤失。 钻井液在静止循环时的滤失称为静滤失。 四、简答题 2．钻井液与钻井工程关系如何？钻井液有哪些功用？ 答：钻井液与钻井工程关系密切。钻井液在钻进时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行。 钻井液具有以下功用： （1）从井底清除岩屑； （2）冷却和润滑钻头及钻柱 （3）造壁性能 （4）控制地层压力 （5）从所钻地层获得资料 3．说明钻井液的一般组成及钻井液的分类。 答： 钻井液的一般组成： （1）液相：是钻井液的连续相，可以是油或水。 （2）活性固相：包括人为加入的商业膨润土、地层进入的造浆粘土 和有机膨润土。 （3）惰性固相：包括钻屑和加重材料。 （4）各种钻井液添加剂：可以利用不同类型的添加剂配制性能各异 的钻井液，并对钻井液性能进行调整。 钻井液的分类： （1）不分散体系。包括开钻钻井液、天然钻井液及轻度处理的钻井液。 （2）分散体系。在可能出现难题的深井条件下，钻井液常被分散，特别使用铁铬木 质素磺酸盐或其他类似产品，这些类似产品属于有效的反絮凝剂和降失水剂。 另外，常加入特殊化学剂以维护特殊的钻井液性能。 （3）钙处理体系。双价离子如钙、镁等常被加入钻井液中以抑制地层中粘土和页岩的膨胀和分散。 （4）聚合物体系。在絮凝钻井液中，一般使用长链、高分子量化学剂能够有效的增加粘度，降低失水和稳定性能。 （5）低固相体系。属于此类体系的钻井液中，其所含固相的类型和数量都加以控制，这样可以明显的提高机械钻速。 （6）饱和盐水体系。 （7）完井修井液体系。用来最大限度的降低地层损害。它与酸有相容性，并可用作压裂液（酸溶），具有抑制粘土膨胀保护储层的作用。此体系由经高度处理的 钻井液（封隔液）和混合盐或清洁盐水组成。 （8）油基钻井液体系。常用于高温井、深井及易出现卡钻和井眼稳定性差的井以及许多特种地区。 （9）空气、雾、泡沫和气体体系。 4．大多数钻井液属什么流体类型，写出其流变方程。 答： 大多数钻井液属于塑形流型，其流变方程为： г-г0=μpv dv/dx г——切应力 г0——动切应力 μpv——塑形粘度 5．说明静切力、动切力、表观粘度、塑性粘度的物理意义。怎样调整这些参数。 答： 静切力是使钻井液开始流动所需的最低切应力，它是钻井液静止时单位面积上所形成的连续空间网架结构强度的量度。调整钻井液中粘土的含量及分散度，加无机电解质调整粘土颗粒间的静电斥力和水化膜斥力，加降粘剂等措施可调整钻井液静切应力。 动切力是延长流变曲线直线段与切应力轴相交得的假像值，反映钻井液处于层流状态时钻井液中网状结构强度的量度。调整方法与静切力相同。 表观粘度又称视粘度或有效粘度，它是在某一流速梯度下剪切应力与相应流速梯度的比值。钻井液在不同流速下的表观粘度是不同的。表观粘度的调整采用调节动切力和塑形粘度的办法。 塑性粘度是塑性流体流变曲线段斜率的倒数。它不随剪切力而变化，相当于体系中结构拆散速度等于恢复速度时的粘度。塑性粘度由钻井液中的固相含量、固相颗粒的形状和分散程度、表面润滑性及液相本身的粘度等因素决定。体系中塑性粘度太高需要降低时，一般使用固控设备降低固相含量，增加体系的抑制性，降低活性固相的分散度；如急需降 第七章固井与完井 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 1．何谓双向应力椭圆？ 答： 在轴向上套管承受有下部套管的拉应力，在径向上存在有套管内的压力或管外液体的外挤力，套管处于双向应力的作用中。根据第四强度理论，列套管破坏的强度条件方程： 2 2 2 (T z+b t - (T t (T z= d s 改写为：( T z/ d s) -( d z d t )/ T s +( T t / T s) =1 得一椭圆方程。 用d z/ d s的百分比为横坐标，用 d t/ d s的百分比为纵坐标，绘出的应力图，称为双向应力 椭圆。 2．何谓前置液体系？ 答：前置液是注水泥过程中所用的各种前置液体的总称。前置液体系是用于在注水泥之前，向井中注入的各种专门液体。 四、简答题 1．简述套管的的种类及其功用。 答： (1)表层套管，表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染。 (2)中间套管，亦称技术套管。介于表层套管和生产套管之间的套管都称中间套管，中间套管的作用是隔离不同地层孔隙压力的层系戒易塌易漏等复杂地层。 (3)生产套管。生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流到地面提供通道。 (4)钻井衬管，亦称钻井尾管。钻井衬管常在已下入一层中间套管后采用，即只要裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。采用钻井衬管可以减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷，同时又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。 2．井身结构设计的原则是什么？ 答： 进行井身结构设计所遵循的原则主要有： （1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。 （2）应避免漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。 （3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管外最薄弱的裸露地层。 （4）下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。 3．套管柱设计包括哪些内容？设计原则是什么？答：套管柱设计包括套管的强度计算；有效外在计算；及套管柱强度设计。 套管柱设计原则： （ 1）应能满足钻井作业、油气层开发和产层改造的需要； （ 2）在承受外载时应有一定的储备能力； （ 3）经济性要好。 4．套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？答：套管柱在井下可能受到的力包括：（ 1）轴向拉力：套管本身自重产生的轴向拉力、套管弯曲引起的附加应力、套管内注入水泥引起的套管柱附加应力及动载和泵压变化等引起的附加应力。 （ 2）外挤压力：主要有套管外液柱的压力，地层中流体的压力、高塑性岩石的侧向挤压力及其他作业时产生的压力。 （ 3）内压力：主要来自地层流体（油、气、水）进入套管产生的压力及生产中特殊作业（压裂、酸化、注水）时的外来压力。 主要受：轴向拉力、外挤压力及内压力。 5．目前主要有几种套管柱的设计方法？各有何特点？ 答： （ 1）等安全系数法：它的设计思路是使各个危险截面上的最小安全系数等于或大于规定的安全系数。 （ 2）边界载荷法：它的优点是套管柱各段的边界载荷相等，使套管在受拉时，各段的拉力余量是相等的，这样可避免套管浪费。 （ 3）最大载荷法：其设计方法是先按内压力筛选套管，再按有效外挤力及拉应力进行强度设计。该方法对外载荷考虑细致，设计精确。 （4） AMOCO设计方法：该方法在抗挤设计中考虑拉力影响，按双轴应力设计，在计算外载时考虑到接箍处的受力，在计算内压力时也考虑拉应力的影响。 《钻井工程》期末复习题 一、判断题。 1.随着岩石围压的增大，岩石表现为由塑性向脆性转变。 ( ) 2.对塑性岩石，塑性系数等于１。 ( ) 3.金刚石材料钻头抗冲击性能好。 ( ) 4.方钻杆上端与水龙头连接部位的丝扣为正扣。 ( ) 5.钻井液密度不能过高，也不能过低。为提高钻速，在地层许可的情况下，应尽可能使用低密度钻井液。 ( ) 6.滤饼渗透性是影响钻井液静滤失量的主要因素。 ( ) 7.转速提高，钻头工作刃与岩石接触时间缩短，每次接触时的岩石破碎深度增加。 ( ) 8.目前在油田使用的磁性测斜仪以地球的地理北极为基准。 ( ) 9.一般来说，垂直地层层面方向可钻性高，平行于层面方向可钻性低。 ( ) 10.气侵关井后，关井套压不一定大于关井立压。 ( ) 11.井斜角越小方位越不稳定。 ( ) 12.所谓井眼轨道就是指实钻井眼轴线形状。 ( ) 13.地层的埋藏深度越深，岩石的密度越大，孔隙度越小，上覆岩层压力越小。 ( ) 14.钻井液密度的确定要根据地层压力并考虑井眼的稳定附加一定的安全值。( ) 15.泵压是克服循环系统中摩擦损失所需的压力。 ( ) 16.抽吸压力使井底压力减小。 ( ) 17.静液压力的大小与井眼的尺寸有关。 ( ) 18.声波测井是较普遍用于评价地层压力的一种电阻率测井方法。 ( ) 19.在钻井泵克服这个流动阻力推动钻井液向上流动时，井壁和井底也承受了该流动阻力，因此，井底压力增加。 ( ) 20.钻井液在环空中上返速度越大、井越深、井眼越不规则、环空间隙越小，且钻井液密度、切力越高，则环空流动阻力越大；反之，则环空流动阻力越小。 ( ) 21.若能尽早地发现溢流，则硬关井产生的“水击效应”就较弱，也可以使用硬关井。( ) 22.欠平衡钻井不仅能解决复杂的勘探开发问题，而且能及时发现和有效地保护油气层，是解决高压、高渗、高产能油气资源的一种有效的技术，也是提高产量，降低成本，提高勘探开发综合效益的技术。 ( ) 23.起钻不按规定及时灌注钻井液是造成井喷的直接原因之一。 ( ) 24.多分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼（一级井眼），不能再从一级井眼中钻出子井眼的钻井方式。（）25.小井眼井可以定义为为了降低钻井成本，钻井时90%以上的井段用小于Φ177.8钻头钻成所形成的比常规井径更小的井眼。（） 钻井事故与复杂问题复习题 1．发现井壁坍塌，为什么不能用钻头通井？ 因为井壁坍塌，一般在上部松软地层，如用钻头通井，很容易钻出新眼，失去老眼，导致前功尽弃。因此，如在松软地层发现井塌，应用领眼工具通井。因领眼工具不会钻切井壁，它永远不会钻出新眼。 2．如发现井塌，尚未卡钻，如何防止卡钻？ 如发生井塌必然是泵压上升，井口排量减少或不返。此时首先应禁止无限制地憋入钻井液，一般地要求不超过5方，因为憋入的钻井液越多，起出钻具的可能性越小。此时，只要钻具未卡，虽然阻力很大，而且反喷很厉害，只要能够上起，就应在安全限度以内，尽一切可能上起。而且中途不准试开泵，这样，钻具基本可以起完。即使起不完，所剩无多，也好处理。如果中途试开泵，十有八九会起不出钻具。不可存侥幸心理。 3．对付盐岩层的主要措施是什么？ 因为盐岩层有蠕变性能，其蠕变力各向相同，和上覆岩层压力和盐层温度有直接关系，即井越深、温度越高，蠕变力越大。所以，钻遇盐层时，应根据盐层的深度和温度采取如下措施：（1）设计合理的井身结构，盐层以上的漏层（相对于高密度钻井液而言）全部封掉；（2）提高钻井液密度，和盐层蠕变应力相抗衡；（3）采用饱和盐水钻井液，防止盐岩层溶解；（4）盐岩层固井时，其套管抗挤强度按蠕变压力计算。这样才能保证安全。 4．键槽卡钻如何处理？ 根据不同情况采取不同措施：（1）如发现键槽，起不出钻具来，但并未卡钻。如键槽在井眼上部，已起出一半以上钻具，此时可在井口接键槽破坏器，下钻至键槽上部，向下划眼，破坏键槽，然后起钻。（2）如发现键槽，起不出钻具来，而键槽在井眼下部，此时可以适当力量将钻具提死，将钻具从键槽以上倒开，下入带防掉接头的套铣筒套铣，破坏键槽后，即可将全部钻具起出。或者下入对扣接头带下击器和键槽破坏器，对扣后，下击，将被卡钻具震开，然后向下划眼，破坏键槽，再起出全部钻具。（3）发现是键槽卡钻，如钻柱上带有下击器，应立即启动下击器下击。如果钻柱上未带下击器，应从键槽上部倒开，接入下击器，对扣后进行下击。（4）解卡后，必须下入专用工具，破坏键槽。 5．液压震击器的工作原理是怎样的？ 参看图1-53,?上缸体、中缸体和两端的密封件组成一个空腔,?中间充满了耐磨液压 油,?心轴、震击垫、活塞浸泡 在油缸中,?活塞本身就是一个 不太密封的单流阀。 (1)?如图1-53(a),活塞下 行复位时,?活塞环被迫靠向环 槽上部,?但它堵不住旁通孔, 活塞环不起密封作用,液压油 从下油腔经活塞环槽、旁通孔 而至上油腔,?形成无阻流动,? 活塞仅克服摩擦力即可下行, 完成复位动作。 (2)?如图1-53(b),当心轴 受拉力时,活塞上行,活塞环被 压向环槽下面,?同时和缸体的 内壁紧紧贴住,?形成一个有效 第一章 4 ?岩石的硬度也就是岩石的抗压强度（ f ）。 1?一般岩石的弹性常数随围压的增加而增大。（f ） 2 ?在动载作用下岩石呈现出的强度比静载作用下要大的多。（f ） 1 ?什么是井底压差？ 答：井内液柱压力与地层孔隙压力之差。 3. d e指数法预报异常地层压力的原理 答：d e指数法预报异常地层压力的原理是根据机械钻速在正常、异常地层压力的差别，通过计算取得。叙述主要公式及公式中d e指数与机械钻速之间的关系。 5 .岩石的硬度与抗压强度有何区别？ 答：硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。硬度只是固体表面的局部对另一物体压人或侵入时的阻力，而抗压强度则是固体抵抗固体整体破坏时的阻力。 6 ?什么是各向压缩效应？ 答：在三轴应力试验中，如果岩石是干的或者不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或 者气体时，增大围压则一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作 用统称为“各向压缩效应”。 第二章7 3 ?牙轮钻头是以（a）作用为主破岩的钻头。 a.冲击 b. 切削e. 研磨 4. 已知钻具在泥浆中的总重量为100吨，钻进时需给钻头加压 20吨，钻进时大钩负荷应该是80 吨。 4.某井井深2000米，地层压力27.5Mpa,井内钻井液密度为1.18 g/cm3 ,井底压差为-4.35 Mpa。 1 ?阐述牙轮钻头的工作原理。 1）牙轮钻头依靠牙齿破碎演示，固定在牙轮上的牙齿随钻头一起绕钻头轴线作顺时针方向的旋转运动，成为公转。（3分） 2）同时，牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向的旋转成为自转。钻头在井底的纵向振动，与静载 压入力一起形成了钻头对地层演示的冲击、压碎作用。（2分） 3）剪切作用由牙轮钻头的超顶、复锥和移轴三种结构特点引起。（2分） 1. 某直井钻至井深L=1600m井底地层压力16.4MPa,泥浆密度p n=1.1g/cm 3，钻进钻压为 W=65kN钻柱组成为5”钻杆（外径为d op=127mm内径为d ip=110mm长L p=1500m） + 7” 钻铤 （外径为d oc=177.8mm内径为d ie = 75mm长L c=100m）组成，已知钻柱的密度为p 3 =7.85g/em 求解： 1）计算钻柱轴向力零点井深。（4分） 2）画出钻柱轴向力分布示意图。（2分） 3）钻进时井底压差为多少？（2分） 解： 1）计算钻柱轴向力零点井深 计算钻铤浮重： Le=S nWmax/qcKbco na p92 钻井工程 绪论 第一节钻井概述 一、钻井的概念 钻井：利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大孔眼（井眼）的过程。 二、钻井的分类 （一）按目的分类 1.探井：为探明地下地质情况、获取地下油气资源分布及相应性质等方面资料而钻的井。 （1）区域探井：为了解地层年代、地层时序、岩性、厚度、生储盖组合，并为物探解释提供参数而钻的探井。 （2）预探井：在确定含油气有利构造的基础上，以发现油气藏为目的而钻的探井。 （3）详探井：在已发现油气构造上，为探明含油气的面积和储量，了解油气层产能为目的而钻的探井。 2.开发井：以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道所钻的井，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井。 （1）生产井：为完成产能任务和生产油、气所钻的井。 （2）注入井：为提高油、气井生产能力所钻的井。（用于注水所钻的井为注水井，用于注气所钻的井为注气井。） （二）按几何形状不同分类 1.直井：井口与井底在同一条铅垂线上。 2.定向井：井口与井底不在同一条铅垂线上。 （1）普通定向井：一个井场内仅钻1口最大井斜角小于60°的定向井。 （2）大斜度井：最大井斜角在60°～80°范围内的定向井。 （3）水平井：最大井斜角大于或等于86°，并保持这种井斜角钻完一定长度井段的井。 （4）大位移井：水平位移/垂深>=2的定向井或水平井（或测深/垂深>= 2的定向井或水平井）。 （5）丛式井：在一个井场（海洋平台）上有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含1口直井。 （6）多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 （三）按井深不同分类 1.浅井：H<2500m。 2.中深井：2500 一、判断题 1.异常高压层段泥岩的声波时差值小于同深度正常压力层段泥岩的声波时差值。（） 2.井深2000m处的地层压力为25MPa，该地层为异常高压地层。（） 3.一般地讲，岩石的抗拉强度小于其抗压强度，大于其抗剪强度。（） 4.泥岩、砂岩和碳酸盐岩都属于碎屑岩。（） 5.牙轮的移轴布置是为了产生径向滑动剪切作用。（） 6.PDC钻头的切削齿向后倾斜一定角度，是为了更有效地破碎岩石。（） 7.深井钻杆柱由下而上，强度逐段增大。（） 8.粘土水化膨胀的强弱顺序为：蒙脱土﹥伊利地﹥高岭土。（） 9.转速越高，钻进速度越快，每米成本越低。（） 10.钻井泵的工作压力等于循环系统压耗和钻头压降之和。（） 11.定向井垂直剖面图上的纵坐标是垂深，横坐标是水平位移。（） 12.满眼钻具结合的主要功能是控制井眼曲率。（） 13.井内钻井液柱的压力对井底岩石的强度没有影响。（） 14.由井底钻头水眼喷出的射流是淹没自由射流。（） 15.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。（） 16.发现溢流后，在节流阀未打开的情况下关闭防喷器称为软关井。（） 17.采用司钻法压井时，在第一循环周应保持总立管压力不变。（） 18.套管柱在承受轴向拉应力时，其抗内压强度降低。（） ） 三、简答题（每题5分，共20分） 1.PDC钻头是怎样破碎岩石的？适合钻什么样的地层？ 2.简述钟摆钻具的纠斜原理信使用特点。 3.简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。 4.简述钻井液在钻井工程中的作用。 四、计算题（四道题，共50分） 1.某井“二开”拟采用121/4”钻头钻进，并用塔式钻具防斜，井斜角控制在3o以内。设计钻压160KN，钻井液密度为1.2 g/cm3。现在已选用钻铤：9”（q c1=2860N/m）27m，7”钻铤（q c1=1632N/m）54米，还需多长的61/4”钻铤（q c3=1362N/m）。（安全系数取1.20，钻铤钢材密度取7.8 g/cm3）。（12分） 2.某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时泵压为18MPa，所用排量为30L/s，钻井液密度为1.3。此时循环系统的循环压耗系数KL=0.0223MPa（L/ s）1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大？（12分） 3.某井钻至2600m井深时，测得井斜角35o，井斜方位角75o。现打算利用造作率为3.6o/30m 的弯外壳马达继续钻进某一深度后使井斜角达到40o，井斜方位角达到50o。求造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？扭方位的井段长度为多少？（13分） 第一章 试题及答案 一、名词解释 1. 岩石的塑性系数是怎样定义的？ 答： 岩石的塑性系数是用来定量表征岩石塑性及脆性大小的参数。塑性系数为岩石破碎前耗费的总功与岩石破碎前弹性变形功的比值。 2. 什么是岩石的可钻性？ 答： 岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。即一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。 3. 什么叫有效应力、有效上覆岩层压力、各向压缩效应？ 答： 在“各向压缩效应”试验中，如果岩石孔隙中含有流体且具有一定的孔隙压力，这种孔隙压力的作用降低了岩石的各向压缩效应，这样，把岩石所受外压与内压之差称为有效应力。 上覆岩层压力和岩石内孔隙流体压力的差称为有效上覆岩层压力。 在三轴应力试验中，如果岩石是干的或者不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或者气体时，增大围压则一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作用统称为“各向压缩效应”。 4. 简述地下各种压力的基本概念 答： 地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。 二、简答题 1． 简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层孔隙压力和基岩应力三者之间的关 系。 答： 地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。 上覆岩层的重力是由岩石基质（基岩）和岩石孔隙中的流体共同承担的，即上覆岩层压 井控检查试卷 试卷类型：A 考试时间：40分钟 单位：岗位：姓名：成绩：一、判断题：（每小题1分，共35分） （）1、井控就是采用一定的方法平衡地层孔隙压力，即油气井的压力控制技术。 （）2、井喷失控是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故，。 （）3、地层的埋藏深度越深，岩石的密度越大，孔隙度越小，上覆岩层压力越小。 （）4、地层漏失压力试验是指当钻至套管鞋以下第一个砂岩层时（或出套管鞋3～5m），用水泥车进行试验。 （）5、井底压力是不随钻井作业工况而变化的。 （）6、油水井的钻井液静液压力安全附加值为：1.5～3.5MPa。 （）7、无论是在国内钻井还是在国外钻井，是在海上还是在陆上，是在热带丛林还是在严寒地区钻井，都要遵守中国的有关规定。 （）8、合理的钻井液密度应该略大于（平衡）地层压力，大于漏失压力，而小于坍塌压力、破裂压力。 （）9、起钻过程中井筒内钻井液液面下降最大不允许超过50m。 （）10、硬关井的主要特点是地层流体进入井筒的体积多，即溢流量大。 （）11、下尾管时发生溢流，如果尾管已快接近井底，应尽力强行下到预定的位置。（）12、关井后要及时组织压井，如果是天然气溢流，可允许长时间关井而不作处理。（）13、压井时，为了实现井底压力与地层压力的的平衡，可以通过调节节流阀来控制立管压力。 （）14、压井时可以利用正常钻进时排量快速循环排除溢流。 （）15、压井钻井液密度的大小与关井立管压力有直接的关系。 （）16、每次开井后必须检查环形防喷器是否全开，以防挂坏胶芯。 （）17、打开闸板防喷器前，必须先逆时针旋转闸板防喷器锁紧轴两侧操纵手轮到位解锁。（）18、手动平板阀可以当节流阀使用。 （）19、H2S防护演习应保证至少两人在一起工作，禁止任何人单独出入H2S污染区。 （）20、钻具浮阀在正常钻井情况下，钻井液冲开阀盖进行循环。当井下发生溢流或井喷时，阀盖关闭达到防喷的目的。 （）21、球形胶芯环形防喷器，当井内有钻具时不能用切割胶芯的办法进行更换胶芯。（）22、若井喷与漏失发生在同一裸眼井段中，应先压井，后处理井漏。 （）23、一般情况下，井底通常是裸眼井段最薄弱的部分。 （）24、SY/T 5053.1《防喷器及控制装置防喷器》中规定我国液压防喷器的公称通径共分为9种。 （）25、5″半封闸板对5″钻具才能实现封井，否则不能有效密封。 （）26、地层破裂压力是指某一深度地层发生破裂和裂缝时所能承受的压力。 （）27、地层漏失压力试验时，如果压力保持不变，则试验结束。 （）28、地面压力的变化会影响井底压力的变化。 （）29、按规定，井口装置的额定工作压力要与地层压力相匹配。 （）30．从天然气侵入井内的方式来看，当井底压力大于地层压力时，天然气不会侵入井内。 二、单项选择题：（每小题1分，共35分） 1、地层流体无控制地涌入井筒，喷出转盘面（）米以上的现象称为井喷。 A、0.5 B、1 C、1.5 D、2 2、压力梯度是指( )压力的增加值。 A、某一深度 B、套管鞋深度 C、单位井深 D、单位垂直深度中石油钻井工程相关试题
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