完井工程习题

1、一、 名词解释 （共8小题，每小题3分，共24分）1、 完井工程：完井工程是衔接钻井工程和采油工程而又相对独立的工程。是从钻开油层开始到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。2、 井身结构：主要包括套管层次、下入深度以及井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合。3、 井身结构设计中的“必封点”：在井身结构设计中，为保证下部地层安全钻进，地层中必须进行封隔的各种复杂地层称为井身结构设计中的必封点。4、 水泥浆顶替效率：水泥浆在环形空间顶替泥浆的程度。可能环空水泥浆的体积与环空体积之比来表示。5、 油气井注水泥窜槽；在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液全部替走，使

2、环空局部出现末被水泥封固的现象。6、 管内砾石充填完井：在下入套管并射孔的井中，在出砂段下筛管，在筛管和油层套管之间的环空中充填砾石，这种完井方式称为裸眼砾石充填完井。它是管内砾石充填完井，属二次完井。7、 射孔完井: 是将射孔枪下到油气层部位，在地面点火引爆射孔弹，将套管、水泥石和产层一并射穿，形成连结井眼和储集层的通道。8、 负压射孔: 采用低密度射孔液或是降低液柱高度使井筒内的液柱压力低于储集层压力时进行的射孔。二、 判断题 （每小题1分，共13分）1、 钻井尾管（衬管）既可以用作技术套管，也可以用作生产套管。（）2、 井身结构设计中，在确定表层套管下深的时候，一般都按照“预计发生井涌”

3、 的前提计算。（）3、 井身结构设计中，确定尾管下深时，一般不需要进行压差卡钻校核。（）4、 套管层次和各层套管下入深度确定之后，相应的套管尺寸和井眼直径也就确定了。（）5、 计算套管柱受到的外载荷时，为了安全起见，一般要考虑套管柱的浮力。（）6、 一般的，作用在套管柱上的外挤载荷在底部最大、井口处最小。（）7、 在套管柱双向应力椭圆第四象限中，套管柱受力为轴向拉力与内压力联合作用。（）8、 硅酸三钙是决定水泥初凝和稠化时间的主要因素。（）9、 一般的水泥浆的凝结时间要大于稠化时间。（）10、 正压射孔是指地层压力大于井底压力的射孔()11、 裸眼砾石充填完井是钻开生产层以后下筛管在环空填砾石

4、的完井。() 12、 人工井壁完井可用于防砂。()13、 射孔完井是使用最多的完井方式，也是最好的完井方法。()三、 填空题（共14小题，其中第1小题1分，其余每空0.5分，共15分）1、 型号为N80的套管，其最小屈服强度是 551.57 MPa（1MPa=145.04psi）；2、 在井身结构设计中，技术套管的主要功能主要表现为：隔离各类复杂地层，为下次顺利钻进提供保障；3、 在井身结构设计在，油层套管的下深主要取决于油气层的位置和完井方法 ；4、 API标准套管的连接螺纹有四种： 短圆螺纹(STC)、 长圆螺纹（LTC）、 梯形螺纹（BTC）、 直连型螺纹（XL）；5、 常见水泥外加剂有

5、缓凝剂、促凝剂、加重剂、减阻剂等。（答对任意3项即可）6、 井下套管柱所受到的外挤载荷主要有管外液柱压力、地层流体压力、蠕变岩石侧压力和生产时其他压力。（答对任意3项即可）7、 套管柱在受外挤作用时，其主要破坏形式是失稳破坏。8、 套管柱等安全系数设计方法的基本思路（要求）是：最危险截面上的安全系数不小于设计给定值 。9、 确定生产（油层）套管尺寸的主要依据是：油管尺寸。10、 油井水泥主要成分有：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。11、 孔隙性碳酸盐油气藏宜采用：套管或尾管射孔完井方式。12、 防砂完井类型有裸眼砾石充填完井、管内砾石充填完井、人工井壁完井。13、 短曲率半径的水平井

6、完井多采用裸眼或筛管完井方式。14、 油气井的井口装置主要由套管头、油管头和采油树组成。四、 简答题（6小题，共31分）1、 井身结构设计的原则。（4分）（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。2、 给出“套管柱强度等安全系数设计方法”的基本步骤。（3分）（1）先根据最大内压载荷初选套管，选择满足内压强度要求的套管，

7、对抗拉、抗外挤进行校核；（2）自下向上根据套管的外挤载荷进行套管柱强度设计，对抗拉、抗内压强度进行校核；（3）最后根据套管柱的轴向拉力设计、校核上部套管柱。3、 试述前置液的类型及功用。（7分）前置液包括冲洗液及隔离液，作用分别如下：（1分）冲洗液的作用：（3分）(1)稀释和分散钻井液，防止钻井液胶凝、絮凝；(2)有效冲洗井壁与套管，清洗残存钻井液及泥饼，提高水泥环与井壁、套管的胶结质量；(3)在水泥浆及钻井液间起缓冲作用；隔离液的作用：（任意答对3条即可，3分）(1)侧重于隔离钻井液与水泥浆，防止其直接接触，发生污染；(2)具有较高的浮力及拖曳力，悬浮固相颗粒，以加强顶替效果；(3)防塌，抑

8、制井漏；(4)平面推进型的顶替效果；(5)缓冲作用。4、 试述完井液的要求及类型。（7分）（1）钻井完井液必须满足以下要求：（任意答对4条即可，4分）a.保持钻井完井液的液相与地层相容性配伍；b.严格按照储层孔喉结构特点，控制钻井完井液中固相的含量及级配，以减少钻井完井液中固相粒子对储层的损害；c.注意防止完井液对钻具、套管的腐蚀作用；d.对环境无污染或污染可以消除；e.体系性能稳定，保证井下安全；f.成本低，应用工艺简单。（2）完井液有以下类型：（3分）a.气基类：空气、雾、泡沫、充气钻井液等；b.水基类：无固相清洁盐水钻井液，无粘土有固相钻井液和改性钻井液（屏蔽暂堵剂）c.油基类：油基钻井

9、液、油包水乳化钻井液等。5、 油气井完井方法选择的原则。（6分）完井原则：储集层不同、生产方式不同，完井方式不同。目的是保证井的稳产高产。（1分）1.最大限度地保护储集层，防止对储集层的伤害；2.减少油气流进入井筒时的流动阻力；3.能有效地封隔油气水层，防止各层之间的相互干扰；4.克服井塌或产层出砂，保障油气井长期稳产，延长井的使用寿命；5.可以实施注水、压裂、酸化等增产措施；6.工艺简单、成本低；（任意答对4条即可，4分）以实现井眼与储集层良好的连通，使井高产，同时保持井眼的长期稳定，使井能较长一段时间稳产。（1分）6、 简述”油气井注水泥的基本要求”。 （4分）（1）水泥浆返高、套管内水泥

10、塞高度必须符合设计要求；（2）注水泥段环空的泥浆应全部被水泥浆顶替干净，不窜槽；（3）水泥环与井壁、水泥环与套管有足够的连接强度和封固性能，不发生油气水窜，能经受住酸化压裂；（4）水泥石能抵抗油、气、水长期的侵蚀和破坏。五、 计算题（2小题，共17分）1、某直井用177.8mm，N80钢级，10.36mm的套管，其额定抗外挤强度pc48401kPa，管体屈服强度为Fs3007kN，线重为q0.4234kN/m，其危险截面以下悬挂的套管长L700m，钻井的密度为1.30g/cm3，钢材的密度7.8g/cm3，试计算该危险截面存在轴向拉应力时的抗外挤强度pcc。 （6分）解：浮力系数：（1分）（1分）（4分）2、某井井深2800m，地层压力为1.12 g/cm3，固井封固段长1800m。问： 水泥浆注替完毕时井底压力的当量密度； 假设水泥浆凝固后和地层胶结为一体，设水泥石所含流体当量密度为1.05 g/cm3，