石油工程钻井技术习题集

石油工程钻井技术习题集姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.石油工程钻井技术的基本原理是：

a.利用钻井液将岩屑带出井口

b.利用钻井泵将岩屑从井底提升到井口

c.利用钻井泵将钻井液从井口压入井底

d.利用钻井液在井壁形成泥饼保护井壁

2.钻井液的主要作用是：

a.带出岩屑

b.冷却钻头

c.防止井壁坍塌

d.以上都是

3.钻井液密度增加会导致：

a.钻井速度加快

b.钻井液循环量减少

c.井壁稳定性提高

d.钻井液粘度降低

4.钻井液粘度增加会导致：

a.钻井液循环量增加

b.钻井液携岩能力降低

c.钻井液稳定性提高

d.钻井液温度升高

5.钻井液滤失量过大，可能的原因有：

a.钻井液粘度过低

b.钻井液密度过高

c.钻井液稳定性差

d.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：d

解题思路：石油工程钻井技术的基本原理是通过钻井液在井壁形成泥饼保护井壁，同时利用钻井液将岩屑带出井口，并使用钻井泵将钻井液从井口压入井底。

2.答案：d

解题思路：钻井液的主要作用是多方面的，包括带出岩屑、冷却钻头和防止井壁坍塌，因此选d。

3.答案：c

解题思路：钻井液密度增加会提高井壁的稳定性，从而减少井壁坍塌的风险。

4.答案：b

解题思路：钻井液粘度增加会使得其流动性降低，循环量减少，而携岩能力会随之降低。

5.答案：d

解题思路：钻井液滤失量过大可能是由于粘度过低、密度过高或稳定性差等因素引起的，因此选d。二、填空题1.钻井液的密度与钻井液_________________有关。

答案：矿化度

解题思路：钻井液的密度主要取决于其中的固体颗粒和溶解盐的含量，即矿化度。矿化度越高，钻井液的密度越大。

2.钻井液的粘度与钻井液_________________有关。

答案：温度

解题思路：钻井液的粘度受温度影响较大，温度升高，钻井液的粘度通常会降低。这是因为温度升高使得钻井液中颗粒的运动速度加快，从而降低粘度。

3.钻井液的稳定性与钻井液_________________有关。

答案：抑制性

解题思路：钻井液的稳定性主要与其抑制性有关。抑制性好的钻井液能够有效抑制地层流体上窜，保持钻井液的稳定。

4.钻井液的携岩能力与钻井液_________________有关。

答案：粘度

解题思路：钻井液的携岩能力与其粘度密切相关。粘度越高，钻井液的携岩能力越强，因为高粘度的钻井液可以更好地将岩屑携带到地面。

5.钻井液在钻井过程中起到_________________的作用。

答案：冷却钻头、清洗井壁、平衡地层压力、稳定井壁

解题思路：钻井液在钻井过程中具有多种作用，包括冷却钻头以防止钻头过热、清洗井壁以清除岩屑、平衡地层压力以防止井壁坍塌以及稳定井壁以保持井壁的完整性。这些作用对于保证钻井过程的顺利进行。三、判断题1.钻井液密度越高，携岩能力越强。（）

2.钻井液粘度越高，携岩能力越强。（）

3.钻井液稳定性越好，携岩能力越强。（）

4.钻井液密度增加，可以防止井壁坍塌。（）

5.钻井液粘度增加，可以防止井壁坍塌。（）

答案及解题思路：

1.答案：√

解题思路：钻井液密度增加，可以增大其携岩能力，从而有效携带钻头切削下来的岩屑，防止其堆积在井底或井壁，提高钻井效率。

2.答案：×

解题思路：钻井液粘度虽然可以增加其携岩能力，但过高的粘度会导致钻井液循环困难，影响钻头切削效率，反而降低携岩能力。

3.答案：√

解题思路：钻井液稳定性越好，即钻井液的功能参数如粘度、密度、抑制性等相对稳定，有利于保持钻井液功能，提高携岩能力。

4.答案：√

解题思路：钻井液密度增加，可以提高其对井壁的稳定性，从而有效防止井壁坍塌，保证钻井作业的顺利进行。

5.答案：×

解题思路：钻井液粘度增加，虽然可以提高其对井壁的稳定性，但过高的粘度会降低钻井液的携岩能力，反而可能导致井壁坍塌。因此，提高粘度并不是防止井壁坍塌的最佳方法。四、简答题1.简述钻井液在钻井过程中的作用。

答案：

钻井液在钻井过程中扮演着多重关键角色，包括：

带出钻头切削下来的岩屑；

维持井壁稳定，防止坍塌；

为钻头提供冷却和润滑；

监测井下状况，包括温度、压力和流体性质等；

调节井眼大小和形状。

解题思路：

钻井液是钻井过程中的介质，它的多种作用是钻井技术稳定进行的基础。需要理解每个作用的原理和实际应用。

2.简述钻井液密度、粘度、稳定性对钻井过程的影响。

答案：

密度：影响钻井液的携岩能力、井壁稳定性及钻井液循环压力。

粘度：影响钻井液的携岩能力、润滑性及钻井速度。

稳定性：影响钻井液的长期使用效果，包括抗温性、抗盐性等。

解题思路：

分析密度、粘度和稳定性对钻井液功能的影响，进而推断它们如何影响钻井过程。

3.简述钻井液携岩能力的影响因素。

答案：

钻井液携岩能力的影响因素包括：

钻井液的密度和粘度；

钻井液的流变性；

钻头切削下来的岩屑大小和形状；

钻井液的循环系统效率。

解题思路：

识别影响携岩能力的各种因素，并理解它们如何相互作用。

4.简述钻井液在防止井壁坍塌中的作用。

答案：

钻井液通过以下方式防止井壁坍塌：

增加井壁的支撑力；

减少井壁与钻井液之间的摩擦力；

防止地下水和其他流体侵入井壁。

解题思路：

理解钻井液如何通过其物理和化学特性来维护井壁的稳定性。

5.简述钻井液在冷却钻头中的作用。

答案：

钻井液在冷却钻头中的作用包括：

带走钻头产生的热量；

减少钻头与井壁的摩擦；

预防钻头过热导致的磨损和失效。

解题思路：

认识到钻井液的热传导和对钻头磨损的保护作用。五、论述题1.论述钻井液密度、粘度、稳定性对钻井过程的影响。

钻井液密度、粘度和稳定性是钻井液的重要功能指标，它们对钻井过程有着直接的影响。

钻井液密度：钻井液密度决定了其对井壁的压力，过高或过低的密度都会对钻井过程产生不利影响。过高密度可能导致井壁坍塌，过低密度则可能引起井涌或井漏。

钻井液粘度：粘度影响钻井液的携岩能力和循环效率。粘度过高会增加泵送阻力，降低循环效率；粘度过低则可能导致携岩能力不足，影响钻井速度。

钻井液稳定性：稳定性是指钻井液在循环过程中的稳定功能，包括抗温变性、抗盐变性、抗酸碱性等。稳定性差的钻井液可能导致滤饼过厚，影响钻井效率。

2.论述钻井液携岩能力的影响因素及其对钻井过程的影响。

钻井液的携岩能力受到多种因素的影响，包括钻井液的性质、钻头类型、井眼直径等。

钻井液性质：钻井液的粘度、密度、滤失量等性质直接影响其携岩能力。

钻头类型：不同类型的钻头对携岩能力有不同的要求，如PDC钻头对携岩能力要求较高。

井眼直径：井眼直径越大，携岩能力越强。

携岩能力不足会导致岩屑堆积，影响钻井速度和井壁稳定性。

3.论述钻井液在防止井壁坍塌中的作用及其对钻井过程的影响。

钻井液在防止井壁坍塌中起着的作用。

钻井液密度：通过提供足够的压力，防止井壁坍塌。

钻井液滤饼：形成稳定的滤饼，保护井壁。

钻井液粘度：粘度高的钻井液有助于形成滤饼，防止井壁坍塌。

井壁坍塌会严重影响钻井速度，增加钻井成本，甚至导致钻井失败。

4.论述钻井液在冷却钻头中的作用及其对钻井过程的影响。

钻井液在冷却钻头中起到关键作用。

钻井液循环：带走钻头产生的热量，防止钻头过热。

钻井液性质：合适的钻井液性质有助于提高冷却效果。

钻头过热会导致钻头磨损加剧，降低钻井效率，甚至损坏钻头。

5.论述钻井液在提高钻井速度中的作用及其对钻井过程的影响。

钻井液通过以下方式提高钻井速度：

携岩能力：提高携岩能力，减少岩屑堆积，加快钻井速度。

冷却钻头：降低钻头温度，减少钻头磨损，提高钻井速度。

井壁稳定性：保持井壁稳定，减少因井壁坍塌导致的停工时间。

答案及解题思路：

答案：

1.钻井液密度、粘度、稳定性分别对钻井过程的影响包括：密度影响井壁稳定性，粘度影响携岩能力和循环效率，稳定性影响钻井液的长期使用功能。

2.影响钻井液携岩能力的因素包括钻井液性质、钻头类型和井眼直径。携岩能力不足会影响钻井速度和井壁稳定性。

3.钻井液在防止井壁坍塌中的作用包括提供压力、形成滤饼和保持粘度。井壁坍塌会严重影响钻井速度和成本。

4.钻井液在冷却钻头中的作用包括循环带走热量和调节钻井液性质。钻头过热会导致磨损加剧，降低钻井效率。

5.钻井液在提高钻井速度中的作用包括提高携岩能力、冷却钻头和保持井壁稳定。

解题思路：

解题时，首先明确每个论述题的核心概念，然后结合实际案例和知识点，分析每个因素对钻井过程的影响，最后总结出每个因素的作用和影响。解题过程应逻辑清晰，论述充分，保证答案的严谨性和准确性。六、计算题1.已知钻井液密度为1.2g/cm³，求其质量为多少？

解答：

设钻井液的体积为Vcm³。

钻井液的质量m=ρ×V，其中ρ为密度，V为体积。

代入已知密度ρ=1.2g/cm³，得m=1.2g/cm³×Vcm³。

答案：m=1.2Vg。

2.已知钻井液粘度为30mPa·s，求其动力粘度为多少？

解答：

动力粘度（η）是粘度的另一种表示方式，通常以Pa·s为单位。

已知粘度为30mPa·s，即30毫帕·秒。

动力粘度η=30mPa·s=30×10⁻³Pa·s。

答案：η=0.03Pa·s。

3.已知钻井液稳定性为80%，求其体积稳定性为多少？

解答：

稳定性通常指的是钻井液在静置条件下保持稳定的能力，以百分比表示。

体积稳定性是指钻井液在静置过程中体积的变化率。

若稳定性为80%，则体积稳定性VSt=100%稳定性。

答案：VSt=100%80%=20%。

4.已知钻井液携岩能力为0.5m³/h，求其体积携岩能力为多少？

解答：

携岩能力通常指单位时间内钻井液携带岩屑的能力。

已知携岩能力为0.5m³/h，即每小时携带0.5立方米岩屑。

体积携岩能力即为携岩能力，单位为m³/h。

答案：体积携岩能力=0.5m³/h。

5.已知钻井液在钻井过程中温度升高了10℃，求其粘度变化率为多少？

解答：

粘度变化率通常指温度变化引起的粘度变化百分比。

设初始粘度为η₀，温度升高后的粘度为η₁。

粘度变化率Δη/η₀=(η₁η₀)/η₀×100%。

需要具体粘度随温度变化的函数或数据来计算具体数值。

答案：Δη/η₀=(η₁η₀)/η₀×100%。

答案及解题思路：

1.答案：m=1.2Vg。

解题思路：利用密度公式计算质量。

2.答案：η=0.03Pa·s。

解题思路：将毫帕·秒转换为帕·秒。

3.答案：VSt=20%。

解题思路：稳定性与体积稳定性之间的关系。

4.答案：体积携岩能力=0.5m³/h。

解题思路：携岩能力的定义。

5.答案：Δη/η₀=(η₁η₀)/η₀×100%。

解题思路：粘度变化率的计算公式，需要具体粘度随温度变化的函数或数据。七、问答题1.如何提高钻井液的携岩能力？

答案：提高钻井液的携岩能力主要通过以下方法：

选择合适的钻井液基液和降滤失剂，增强钻井液的滤失稳定性；

调整钻井液的粘度和切力，以提供足够的携岩能力；

添加足量的携岩剂，如加重剂、悬浮剂等，以增加钻井液的密度和颗粒携带能力；

使用新型的携岩技术，如电化学携岩、超声波携岩等；

加强钻井液的搅拌和循环，以防止固体颗粒沉淀。

解题思路：首先明确提高携岩能力的目的和重要性，然后从钻井液性质、添加剂使用和工艺操作三个方面入手，分析并给出具体提高携岩能力的措施。

2.如何防止钻井液在钻井过程中发生沉淀？

答案：防止钻井液在钻井过程中发生沉淀的措施包括：

保持钻井液的稳定性，避免钻井液密度变化；

适当控制钻井液的粘度和切力，避免颗粒沉降；

定期检查钻井液中的固体颗粒，及时清除沉淀物；

使用高效滤失剂和分散剂，降低滤失和沉淀风险；

控制钻井液在井筒内的循环速度，减少沉积物沉积。

解题思路：从钻井液的稳定性和颗粒沉降两个方面分析，结合钻井液处理和循环的实际情况，提出防止沉淀的具体措施。

3.如何处理钻井液在钻井过程中发生泥浆漏失的情况？

答案：处理钻井液在钻井过程中发生泥浆漏失的方法有：

立即停止钻进，调整钻井液配方，增加钻井液的稳定性；

增加钻井液的密度和粘度，提高钻井液的携岩能力；

添加适量的加重剂，调整钻井液密度，减少漏失；

优化钻井液循环系统，加强循环搅拌，减少漏失；

使用堵漏材料，如水泥浆、纤维堵漏剂等，进行现场堵漏。

解题思路：首先识别泥浆漏失的原因，然后从钻井液处理、调整和现场处理三个方面出发，提出具体的解决方案。

4.如何提高钻井液的稳定性？

答案：提高钻井液的稳定性可以通过以下途径实现：

选用适合的钻井液基液和添加剂，如滤失剂、稳定剂等；

保持钻井液化学性质的稳定，避免发生水化、酸化等反应；

控制钻井液的pH值，使其保持在中