钻井工程复习(除名词解释)

其次章 钻进工具拉和受压的分界点。什么叫复合钻柱？答：即承受不同尺寸〔上打下小〕、或不同壁厚〔上后下薄〕、不同钢号〔上高低低〕的钻杆组成的钻杆柱。评价钻头性能的指标有那几项？答：钻头进尺，钻头工作寿命，钻头平均机械钻速，钻头单位进尺本钱。简述刮刀钻头破岩原理。答：刮刀钻头刀翼在钻压W和扭转力T的作用下，一方面作向下的运动，一方面围绕钻头轴线旋转，刀翼以正螺旋面吃入并切削岩层，井底平面与水平面成Ø角。刮刀钻头主要以几种破岩方式主要要抑制岩石的抗剪强度得多。牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动？答：由于牙轮的超顶、移轴、复锥，使牙轮在滚动的同时在井底产生滑动。超顶和复锥引起沿切线方向滑动，这种作用除了冲击、压碎作用裂开岩石外，还可以剪切掉同一齿圈相邻牙齿裂开坑之间的岩脊；移轴产生轴向方向的滑动，可以剪切掉齿圈之间的岩脊。金刚石钻头有哪些突出优点？答：〔1〕是一体性钻头，没有构造薄弱的环节，因而可以使用较高的转速，可以承载较大的侧向载荷而不发生井下事故，〔2〕金刚石钻头在正确使用的状况下，耐磨且寿命长，适合于深井及研磨性地层。〔3〕在高温下，牙轮密封易失效，金刚石钻头则不会消灭此问题。〔4〕金刚石钻头不受空间尺寸的限制，适合于小井岩钻井。〔5〕在钻牙受限的状况下可以使用金刚石钻头。〔6〕构造设计制造比较敏捷，生产设备简洁，能满足非标的需要。〔7〕PDC钻头是一种切削型钻头，实践说明在适应地层可以取得很高的经济效益。〔8〕由于热稳定性的限制，必需保证充分的冲洗和冷却。〔9〕金刚石钻头抗载荷、抗冲击力量较差，使用时必需岩严格的规程。可以归纳以下几点：〔1〕在钻遇硬地层时，在钻压的作用下压入岩石，使接触岩石呈现极高的应力状态而使岩石呈现塑性。〔2〕在塑性地层，金刚石吃入地层并在钻头扭矩的作用下使前方的岩石内部发生在脆性较大的岩石中，在钻压和扭矩的作用下，岩石表现为脆性裂开，在这种状况下，金刚石钻头的破岩速度较高，岩石裂开的体积远大于金刚石吃入后位移的体积。牙轮钻头的工作原理牙轮钻头的工作原理①牙齿的公转和自转②钻头的纵向振动及对地层的冲击、压碎作用钻头的纵向振动及对地层的冲击、③牙齿对地层的剪切作用④牙轮钻头的自洗为什么钻柱下部使用钻铤而不使用钻杆？答：钻挺具有加大的中立和刚度，它在钻井工程中有加钻压、保证压缩条件下必要的强度；减轻钻头的振动、摇摆、跳动等，使钻头工作平稳；掌握井斜等作用不能由钻杆替代。钻柱在井下的运动形式可能有哪几种?答：自转、公转、自转和公转结合、无规章的旋转摇摆。井下钻柱受到哪些力的作用？最主要的作用力是什么?、轴向压力和拉力、在转盘钻井时，受到扭矩在钻压超过钻柱临界值时等状况下，将受到弯曲力距。当钻柱绕井眼轴线公转时，将产生离心力。钻杆测试时，钻杆将受到很大的外挤压力。钻进时会引起钻柱的纵向振动。在某一临界转速下钻头将消灭横向摆振。何谓钻柱的中性点？为什么要保证中性点落在钻铤上?伸的直线稳定状态。什么叫复合钻柱，使用复合钻柱有何优点?答：即承受不同尺寸〔上打下小、或不同壁厚〔上后下薄、不同钢号〔上高低低〕的钻杆深。第三章 钻井液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=μpvdv/dxг——切应力г0——动切应力μpv——塑形粘度说明静切力、动切力、表观粘度、塑性粘度的物理意义。怎样调整这些参数。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钻井液中网状构造强度的量度。调整方法与静切力一样。的方法。稀释。假设要提高体系的塑性粘度可参加高分子有机聚合物增粘剂。简述产生井塌〔井壁不稳定〕的缘由。防止泥、页岩的水化问题需实行哪几方面的措施？答：产生井壁不稳定的缘由有：地质因素：特别压力地层的压力释放，钻遇地质裂开带、断层、含有大量微裂缝地层及煤层。工程因素：钻井液排量过大，冲蚀井壁；起下钻太快，造成压力感动，压裂地层；钻井液液柱压力低于地层压力及钻井液浸泡时间过长等。泥、页岩的水化造成井壁不稳定：泥、页岩地层中的粘土矿物简洁吸水膨胀和分散，造成井壁岩石强度降低，引起井壁不稳定。防止泥、页岩的水化问题必需实行以下几方面的措施：钻井液中参加K+、NH4+等无机阳离子；参加高聚物；利用沥青类物质在井壁上起封堵作用。、AV用旋转粘度计测得钻井液的Φ600＝76，Φ300＝54，计算该钻井液的 、AV答：

PV、。AV=(1/2)Φ600=(1/2)×76=38(mPa.s)PV=Φ600-Φ300=76-54=22(mPa.s)。=0.511(Φ300- )=0.511(54-22)=16.35(Pa)PV第四章 试题及答案第五章 试题及答案一、简答题井眼轨迹的根本参数有哪些？为什么将它们称为根本参数？答：井眼轨迹根本参数包括：井深、井斜角、井斜方位角。这三个参数足够说明井眼中一个测点的具体位置。分析造成井斜的缘由，简述掌握井斜的根本方法和原理。答：造成井斜的缘由主要有：地质因素地层可钻性的各向异性，即地层可钻性在不同方向上的不均匀性。地层可钻性的纵向变化。C.地层可钻性的横向变化。钻具缘由的作用，迫使钻头进展侧向切削。井眼扩大井眼扩大,钻头可在井眼内左右移动，靠向一侧，也可使受压弯曲的钻柱挠度加大，于是钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。满眼钻具组合掌握井斜的原理是什么?它能使井斜角减小吗？答：满眼钻具组合承受在钻铤上适当安装扶正器〔近钻头扶正器、中扶正器、上扶正器、第四扶正器，承受扶正器组合的方法解决井斜问题。满眼钻具组合并不能减小井斜角，只能做到使井斜角的变化〔增斜或将斜〕很小或不变化。定向井如何分类？常规二维定向井包括哪些？答：依据轨道的不同，定向井可分为二维定向井和三维定向井两大类，依据井斜角的大小，15°～30°30°～60°的属中倾斜角定向井；井斜角超过60°的属大倾斜角定向井。常规二维定向井轨道有四种类型：三段式、多靶三段式、五段式和双增式。轨迹掌握的三个阶段的主要任务各是什么？〔1〕斜角尽可能小。把好定向井造斜关。假设定向造斜段的方位有偏差，则会给以后的轨迹掌握造成巨大困难。所以定向造斜是关键。跟踪掌握到靶点。从造斜段完毕，至钻完全井，都属于跟踪掌握阶段。这一阶段合，对井眼轨迹进展掌握，原则就是既要保证中靶，又要加快钻速。第六章 试题及答案在实际钻井中,如何处理平衡压力钻井与安全钻井的关系?压力系统平衡，有利于解放钻速，保护油气层，并能安全钻进。但是在一些井眼不稳定的井裂压力。欠平衡压力钻井的方式有哪些？简述欠平衡压力钻井的特点、适用性及局限性。答：欠平衡压力钻井的方式有：空气钻井雾化钻井泡沫钻井充气钻井边喷边钻欠平衡钻井具有一系列的优点，如削减地层损害，避开漏失；提高钻井速度；避开压差卡钻；削减完井及油层改造费用；可以对油气藏数据进展实时评价等。对像稠油油田、低压裂缝性油气田、低压低渗透油气田等具有储层孔隙压力低的特点，时因此无法钻达目的层。为此，常承受欠平衡压力钻井。过程中，并不能始终保证全为欠平衡压力状态，像接单根、起下钻过程易消灭过平衡械设备消灭故障也可以消灭过平衡。由于井眼缺少泥饼，过平衡下则会对油层造成损害。地层流体侵入的缘由及其预防。答：造成井底有效压力降低，进而导致地层流体进入井眼的缘由有多种，主要为：钻井液密度低；环空钻井液液柱降低；起钻抽汲；停顿循环。于地层压力当量密度与安全系数之和；保持钻井液液柱高度不降，起下钻要平稳等。简述地层流体侵入井眼的征兆。答：地层液体侵入井眼的征兆有：钻时加快；钻井液池液面增高；钻井液返出流量增加；返出钻井液温度增高；返出钻井液密度变低；返出钻井液电导率变化；返出钻井液粘度变化；循环压力下降；地面油气显示；大钩负荷〔HookLoad〕增大。10.某井井深为D=4000m；钻头尺寸为215.9mm；钻杆尺寸为114.3mm，24.72kg/m，壁厚8.6mm；钻井液密度ρd=1.50g/cm3；技术套管下至3000m，该处地层裂开压力梯度Gf=19.9kPa/m。依据溢流发生之前的记录，泵速30冲每分时，循环压力pci=12.00MPa；钻井泵类型为3NB-900，缸套直径120mm，泵速30冲每分时排量Q=15.56L/s，最大泵压为33.27MPa；发生井涌关井后10min，立管压力为4.67MPa，套压为6.65MPa；钻井4.5m3。利用司钻法及工程师法设计一压井施工单。答：依据以上数据，比较关井立压和套压，差值为1.98Mpa,而钻井液增加4.5m3，说明环形空间被侵染的不严峻，井涌觉察准时。地层压力pPpP=psp+0.00981ρdD=4.67+0.00981×1.50×4000=63.53(Mpa)压井所需钻井液密度ρd1 sp 1.50 sp 1.50 1.62(g/cm3)d1 d (0.00981D) (0.009814000)钻井时所需钻井液密度d2

： =0.055 =d2 d1

1.620.0551.675〔g/cm3〕如将整个井筒容积二倍的钻井液加重，依据阅历公式每一千米井筒容积=(井径英寸数224000m井筒容积为 4×(8.5)22

=144.5〔m3〕二倍为 144.5×2=289〔m3〕初始循环立管压力pTip =pTi sp

+p =4.67+12=16.67〔MPa〕ci这小于该钻井泵120mm钢套的最大泵压，所以120钢套是适用的。终了立管总压力pTf1.62p =pTf cf

=d1d

p 12.0012.96(MPa)ci 1.50〕重钻井液到达钻头所需的时间 t由钻井手册查得 114.3mm(41/2in)、24.72kg/m的钻柱每米长的内容积Vd=7.417L/m,则t VdD7.4174000

31.78(min)60Q 6015.56许可的最大关井套压pamax

(Gt

d

)D0c第七章 试题及答案简述套管的的种类及其功用。〔1〕表层套管，表层套管是开头下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作层和浅部简单地层，使淡水层不受钻井液污染。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简单地层。，并给油气从产层流到地面供给通道。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承受，即只要裸固井后套管头的负荷，同时又可节约大量套管和水泥，降低固井本钱。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别作业〔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。油井水泥的主要成分和性能是什么？答：油井水泥的主要要成分有：硅酸三钙3CaO•SiO2(简称C3S)是水泥的主要成分，一般的含量为40%～65%，C3S的含量可达60%～6540%～45%。硅酸二钙2CaO•SiO2(简称C2S)，其含量一般在24%～30%之间。C2S的水化反响影响水泥的初凝时间。铝酸三钙O〔简称C3A，是促进水泥快速水化的化合物，是打算水泥有较大影响。它对硫酸盐极为敏感，因此抗硫酸盐的水泥，应掌握其含量在3%以下，但对于有较高早期强度的水泥，其含量可达15%。铁铝酸四钙O2O•2O〔简称C仅次于C3A，早期强度增长较快，含量为8%～12%。除了以上四种主要成分之外，还有石膏、碱金属的氧化物等。第八章 试题及答案取心钻进的评价指标是什么？答：取心钻进一般以“岩心收获率”为评价指标，其计算方法为：岩心收获率实际取出岩心长度／本次取心钻进进尺×100%井下简单状况与处理？1》井喷失控及处理〔1〕〔2〕〔3〕〔〕起钻时的抽汲作用。处理方法：目前处理着火井喷的常用方法有两种，一是地面灭火，由原井口循环重钻井液压井；二是打定向救援井内向着火井输送重钻井液压井、灭火。《2》井漏及处理或开泵过猛以及下钻速度过快而造成井下压力感动等。井漏可能会发生在以下四种地层中：〔〕松散的或高渗透率的地层〔〕自然裂缝性地层；〔〕诱导的裂缝性地层〔〕井漏分为三大类。渗透性漏失。这种类型的井漏多发生在浅井段胶结疏松的砂、砾岩层中。由于这会阻挡或减弱其漏失的程度，因而渗透性漏失的漏速不大，一般在10m3/h裂缝性漏失。钻井中钻遇的各种类型的岩层均可能存在着自然裂缝，在自然裂缝下蹩跳、钻速加快等现象的消灭而发生井漏，其漏速一般为20～100m3/h溶洞性漏失。在某些石灰岩地层中，经地下水长期溶蚀而形成大溶洞。当钻遇大溶洞时，会消灭钻具放空，有时可达4～5m，随之循环失灵，钻井液只进不出。漏速一般100m3/h井漏的处理答：渗透性井漏的处理。稍微的漏失主要通过调整钻井液性能，降低井下压差及堵塞岩层空隙通道的方法，到达恢复正常钻井的目的，可降低钻井液密度，承受平衡钻井技术，切力的处理剂有CMC、烤胶、纯碱、水玻璃、芒硝等。假设提高粘度后处理效果不明显，则可在钻井液中参加细云母片、坚果壳粉等细颗粒桥堵剂循环，直至堵住为止。裂缝性漏失的处理。由于裂缝性漏失的具体条件不同，其漏速差异很大，在具体处理时要依据具体状况选择适宜的方法，目前国内常用的有以下三种方法：①注谷壳、锯末稠钻井液堵漏。谷壳和锯末要细，加量为10%～15%，粘度要适当高些，因锯末、谷壳易堵钻头水眼，可承受反循环注入。②在非油所层中发生裂缝性漏失时，可注入水泥或胶质水泥堵漏。胶质水泥的一种配方是：水泥5份，粘土1份，另加2%的氯化钙作为催凝剂。目前我国现场承受水泥堵漏的量留作水泥塞。③在油、气层中发生裂缝性漏失时，可承受注石灰乳钻井液对裂缝性油、气层进展临时性封堵，其配方为石灰