钻井工程习题总结

四、计算题（本大题共3小题，共23分）1、某定向井身a点处井深800米，；b点处井深835米，。试求：（结果单位：度/30米）（6分）1)井斜变化率。（1分）2)方位变化率。（1分）3)全角变化量。（2分）4)全角变化率K。（2分）参考答案：1）2）3）4）2．某井用密度为l.23克／厘米3的泥浆钻至井深2975米发生天然气溢流。关井套压为2.5兆帕。关井立压力1.4兆帕。忽略气柱重量和高度对井内压力的影响。求关井条件下气柱上升到距井底1250米处时的井底压力和井口压力各为多少？（8分）参考答案：刚发生溢流时的井底天然气压力：由于关井，天然气在体积不膨胀的条件下上升，当天然气上升到1250m时，仍保持其在井底时的压力37.26MPa不变。此时，井底压力：井口套压：3、某井在某地层作钻速实验，其数据如下：实验点钻压（千牛）转速（转／分）钻时（秒／米）钻速（米／时）1150657502120501174312080840418080540518050750615065788试求该地层的门限钻压M和转速指数e各为多少？（9分）参考答案：（1）计算钻速：（2分）（2）求相对钻速误差，验证记录数据的可靠性（1分）表列数据可用于计算（3）（3分）（4）（3分）41、某井方位控制计算。已知：当前井底井斜角，方位角，造斜工具的造斜率，装置角，求钻进以后的井斜角，方位角。解：∵∴由公式得：∴由公式得：∵（相当于全力增方位）∴，，某井钻至井深L=3400m，井底地层压力37.32MPa，泥浆密度ρm=1.22g/cm3，平均上覆岩层密度ρo=2.6g/cm3，平均孔隙度为10%，地层流体密度为1.02g/cm3；求解：（1）地层压力的当量密度为多少？（2）钻进时井底压差为多少？（3）井深3400m处垂直地应力为多少？（4）使用同样泥浆钻进到3800m时发生井涌，打开节流阀时套管压力为0.9Mpa，测得立管压力为2.8Mpa，求压井所需的最小泥浆密度。答：（1）地层压力的当量密度=37.32×106/(9.8×3400)=1.12(g/cm3)（2）钻进时井底压差=1.22×103×9.8×3400-37.32×106＝3.34×106（Pa）（3）井深3400m处垂直地应力=[2.6×103（1-0.1）+1.02×103×0.1]×9.8×3400-37.32×106=37.25×106（Pa）（4）压井所需的最小泥浆密度=[2.8×106+1.22×103×9.8×3800]／(9.8×3800)=1.295(g/cm3)绘出平底圆柱压头压入脆性岩石、塑脆性岩石、塑性岩石时的典型变形曲线，并给出脆性岩石、塑脆性岩石的岩石硬度计算式。给出塑脆性岩石塑性系数的定义和计算式。答：岩石硬度计算式：N/mm2式中P——产生脆性破碎时压头上的载荷，N；S——压头的底面积，mm2。衡量岩石塑性的大小可以用岩石破碎前耗费的总功AF与弹性变形功AE的比值表示，这个比值称为岩石的塑性系数。因此，塑性系数K等于K=AF/AE1．某直井已知：钻井液的密度为＝1.2；钻柱钢材密度为＝7.85；最大钻压为＝180；钻铤安全系数为＝1.18；所选用钻铤的线重为＝1.35；所选用钻杆的线重为＝284.69；钻杆最小屈服强度为＝517.11；钻杆截面积为＝34.03；钻杆安全系数为＝1.3；设计系数为＝1.42；拉力余量为MOP＝200；试计算：（1）所需钻铤长度；（2）钻杆最大可下深度?(7分)解：①钻铤长度可根据下述公式求解：