钻井工程在线考试题及答案

钻井工程在线考试题及答案

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1.井斜方位角

某测点处的井眼方向线投影到水平面上称为井眼方位线，以正北方向线为始边，顺时针旋转至井眼方位线所转过的角度称为井斜方位角。

2.硬关井

是指在没打开放喷闸门防喷的情况下，直接关闭防喷器的关井。

3.欠平衡钻井

欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。

4.岩石的可钻性

是钻进时岩石抵抗机械破碎能力的量化指标。岩石可钻性是工程钻探中选择钻进方法、钻头结构类型、钻进工艺参数，衡量钻进速度和实行定额管理的主要依据。

二、简答题（每小题10分，共40分）

1.钟摆钻具组合的防斜原理

答：当钟摆摆过一定角度时，在钟摆上会产生一个向回摆的力，称作钟摆力。显然，钟摆摆过的角度越大，钟摆力就越大。

如果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。

2.钻井液的功用

答：（1）清除井底岩屑，并携带至地面。（2）冷却，润滑钻头和钻具，给地层以冲击力，加快破碎岩石速度。（3）悬浮岩屑。（4）平衡地层压力，防止井喷、井漏、井塌和卡钻等事故。（5）形成低渗透性泥饼巩固井壁。（6）涡轮钻具的井底动力液。（7）控制腐蚀。（8）承受部分钻柱和套管的重量。（9）帮助录井。（10）减少油气层伤害。

3. 射流清洁井底的机理

答：射流撞击井底后形成的井底冲击压力波和井底漫流是射流对井底清洗的两个主要作用形式。

（1）射流的冲击压力作用。射流撞击井底后形成的井底冲击压力波并不是作用在整个井底，而是作用在某些小圆面积上。就整个井底而言，射流作用的面积内压力较高，而射流作用的面积以外压力较低。在射流的冲击范围内，冲击压力也极不均匀，射流作用的中心压力最高，离开中心则压力急剧下降。另外，由于钻头的旋转，射流作用的小面积在迅速移动，本来不均匀的压力分布又在迅速变化。由于这两个原因，使作用在井底岩屑上的冲击压力极不均匀，极不均匀的冲击压力使岩屑产生一个翻转力矩，从而离开井底，这就是射流对井底岩屑的冲击翻转作用。

（2）漫流的横推作用，射流撞击井底后形成的漫流是一层很薄的高速液流层，它对井底岩屑产生一个横向推力，使起离开原来的位置，进入环空。

4. 钻柱的功用

答：（1）为钻井液由井口流向钻头提供通道；（2）给钻头施加适当的压力（钻压），使钻头的工作刃不断吃入岩石；（3）把地面动力（扭矩等）传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石；（4）起下钻头；（5）根据钻柱的长度计算井深；（6）通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等；（7）进行取心、挤水泥、打捞井下落物，处理井下事故等特殊作业；（8）对地层流体及压力状况进行测试与评价，及钻杆测试等。

三、课程设计（共40分）

设计任务：XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。

设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做）。

1.地质设计摘要（√）；

2.井身结构设计（√）；

3.固井工程设计：套管柱强度设计（√）；

4.钻柱组合和强度设计（√）；

5.钻机选择（√）；

6.钻进参数设计：

（1）机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻

头、选取钻压和转速）（√）；

（2）钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）（3）水力参数设计（√）；

（4）钻柱与下部防斜钻具结构（√）。

考核方式及成绩评定

（1）格式、规范：4分，评分依据：工程设计规范；评分标准：4＊符合程度％。

（2）设计的依据与原则准确性：12分，评分依据：工程设计依据与原则；评分标准：12＊符合程度％。

（3）过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性：12分，评分依据：参数符合工程实际，计算过程可靠；评分标准：12＊符合程度％。

（4）结果准确性：12分。

基础数据：

1.地质概况：见后附设计样例表A－1。

2.设计井深：H=3000 + 4×100 + 学号的后二位数字×3 （m）

3.地层压力和破裂压力剖面：根据图A－1，地层压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm3变为1.10g/cm3的井深按以下规律取值：

H=3000 + 4×100 + 学号的后二位数字×3 （m）

4.设计系数：见表A-2和表A-3，其他数据查《钻井手册》（甲方）和参考书。

5.水力参数设计数据见表A-4。

6.钻柱设计数据见参数书2。

7.完井方式：先期裸眼完井，Ø177.8mm(7”)生产套管。

附录

1.地质概况

2.井身结构设计

钻探目的层为J Q灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。油气套管下入

Q

J 层3－5m。

根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故

井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。

图A-1 地层压力和破裂压力

设计系数见表A-2。

表A-2 井深结构设计有关系数

3.水力参数设计

（1）泥浆泵型号与性能

表A-4 水力参数设计数据

（2）钻井液性能其它参数

地面泵压不超过20Mpa

Kg=1.07*103 Mpa S8.1L8.1

环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s

钻井液塑性粘度0.0047pa.S

1.地质设计摘要

1.1 地质概况

该井位于504和45地震测线交点，距XX省XX市东500m，所在的地质构造为XX凹陷，该井海拔较低，钻该井目的是通过打开J Q层来了解该层的油气情况，扩大该油区的勘探范围，增加油区的总体油气后备储量。

1.2 地质基本数据

1.2.1井号：A5

1.2.2 井别：生产井

1.2.3 井位：

（1）井位坐标：纵（X）4275165

横（Y）20416485

（2）地面海拔：50m

（3）地理位置：XX省XX市东500m

（4）构造位置：XX凹陷

（5）过井测线：504和45地震测线交点

1.2.4设计井深：H=3000 + 4×100 + 34×3=3502m （学号：933034）

1.2.5目的层：J Q层，底层深度3650m，分层厚度150m

1.2.6完钻层位：A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、F1、QJ

1.2.7完钻原则：先期裸眼完井

1.2.8钻探目的：了解XX构造J Q的油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源