钻井习题
钻井工程理论与技术
第一章
1．简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层空隙压力和基岩应力三者之间的关系
静液压力——自身的重力所引起的压力. 其大小与液体的密度与液柱的垂直高度成正比。h=0.00981ρH
上覆岩层压力—地层某处的上覆岩层压力是该处以上地层（包括岩石基质和岩石孔隙中流体）总重力所产生的压力。
地层压力—指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙压力，用pp 表示。
基岩应力—由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力，称为基岩应力，亦称有效上覆岩层压力、骨架应力或颗粒间压力，用σ表示
上覆岩层压力由岩石骨架和孔隙中的流体共同承担，因此上覆岩层压力、地层压力和基岩应力之间存在以下关系：Po =σ+Pp。po一定时，σ减小，pp增大，σ→0，pp → po。所以，地层的孔隙压力增大，基岩应力必然减小
2．简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理
在地层被不渗透的围栅包围，流体被圈闭在地层的孔隙空间内不能自由流通（称之为水力学封闭系统）的条件下，随着地层的不断沉积，上覆岩层压力逐渐增大，而圈闭在地层孔隙内的流体排不出去，必然承受部分上覆岩层重力。结果是地层流体压力升高，地层得不到正常压实，孔隙度相对增大，岩石密度相对减小，基岩应力相对降低。这种作用称为欠压实作用
3．简述在正常压实的地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规律。
4．解释地层破裂压力的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力。
某深度处地层破裂时所能承受的液体压力称为该处地层的破裂压力，用Pf表示。它取决于井眼周围岩石的应力状态和岩石强度。
5．某井井深2000m，地层压力25MPa，求地层压力当量密度。
6．某井垂深2500m，井内钻井液密度为1.18g/cm3，若地层压力为27.5MPa，求井底压差。
7．某井井深3200m，产层压力为23.1MPa，求产层的地层压力梯度。
8．某井钻至2500m，钻进时所用的钻头直径为215mm，钻压160kN，钻速110r/min，机械钻速7.3m/h，钻井液密度1.28g/cm3，正常条件下钻井液密度为1.07g/cm3，求d和dc指数。
9．岩石的硬度与抗压强度有何区别？
硬度与抗压强度区别：硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能力。 10．岩石的塑性系数是怎样定义的？简述脆性、塑脆性和塑性岩石在压入破碎时的特征。
塑性系数：表征岩石塑性和脆性大小的参数。
11．岩石在平行层理和垂直层理方向上的强度有何不同？岩石的这种性质叫什么？
各向异性：如果物体的某一性质随方向的不同而不同，则称物体具有各向异性
12．岩石受围压作用时，其强度和塑脆性是怎样变化的？
岩石在三轴应力条件下的强度明显增加。随着围压的增大，岩石强度增大。随着围压的增大，岩石由脆性向塑性转变，且围压越大，岩石破坏前呈现的也塑性越大
13．影响岩石强度的因素有哪些？
14．什么是岩石的可钻性？我国石油部门采用什么方法评价岩石的可钻性？将地层按可钻性分为几级？
（1）概念岩石可钻性可理解为岩石破碎的难易性，它反映了是岩石抵抗钻头破碎的能力。
（2）评价方法在钻压889.7N（200磅）、转速55r/min的固定条件下，用直径31.75mm
（1-1/4in）的微型钻头在岩心上钻孔，以钻进2.4mm孔深所需要的时间td
作为岩石可钻性指标，由此把岩石分为易钻的和难钻的。为应用方便，常用 Kd=Log2td 作为可钻性指标，称为可钻性级值。
15．井底和井眼周围地层岩石受哪些力？
16．水平地应力是怎样产生的？它与上覆岩层压力的关系是怎样的？
17．什么叫有效应力、有效上覆岩层压力、各向压缩效应？
第二章钻进工具
1．评价钻头性能的指标有那几项钻头进尺（米）
钻头工作寿命（小时）
机械钻速（米/小时）
单位进尺成本（元/米）
：
2．石油钻井钻头可分为哪几类？哪类钻头用量最大？
3．简述刮刀钻头破岩原理。
刮刀钻头主要以切削作用破碎地层。
1.破碎塑性岩石过程：在钻压W作用下，刀翼容易吃入地层；刃前岩石在扭转力T 的作用
下不断产生塑性流动。这和车刀切削软金属的过程类似。
2.破碎脆性岩石过程：
刮刀钻头破碎脆性岩石的过程为：碰撞→压碎及小剪切→大剪切。
（1）碰撞：刃前岩石发生剪切破碎后，刀刃在旋转扭矩作用下向前推进，碰撞刃前岩石。
（2）压碎及小剪切：扭转力增大，压碎刃前岩石，产生小剪切破坏。
（3）大剪切：扭转力继续增大到某一极限值，刃前岩石沿剪切面破碎，而后扭转力突然减小
4．刮刀钻头其刀翼结构角有哪几个？有什么影响？如何取值？
刃尖角β—刀翼尖端前后刃之间的夹角。它反映了刀翼的尖锐程度。β越小，刃部越尖锐，越容易吃入地层，但强度越低。一般: 软地层β=8 ～ 10°；硬地层β=12°～ 15°
切削角α—刀翼前刃和水平面之间的夹角。在相同钻压下，α越大，刀刃越容易吃入地层，但旋转扭矩大，剪切刃前岩石困难。一般: 松软地层α＝70°软地层α＝70～80°；中硬地层α＝80～85°。刃后角ψ＝α-β：刃后角必须大于井底角θ。
刃前角φ：φ＝90°－α。
5．铣齿牙轮钻头和镶齿牙轮钻头有哪些不同？
铣齿——在牙轮锥面上直接铣出，楔形。
硬质合金镶齿——镶装在牙轮锥面上，有多种齿形适应不同地层
6．牙轮钻头有哪几副轴承？按结构不同可分为几类？滑动轴承有什么特点？
牙轮钻头轴承有大、中、小和止推四副。根据轴承的密封与否，可分为密封和非密封两类。根据轴承副的结构，可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承结构：滚柱—滚珠—滚柱—止推滚柱—滚珠—滑动一止推
滑动轴承结构：滑动—滚珠—滑动—止推滑动—滑动（卡簧）—滑动—止推
7．牙轮钻头的储油润滑密封系统包括几部分？其作用是什么？
储油润滑补偿系统
密封系统：橡胶密封圈、金属密封圈
工作原理：储油压力补偿系统（传压孔、压力补偿膜、油杯等）保持轴承腔内的油压与井内钻井液柱压力相平衡。当轴承腔内油压降低，储油杯中的润滑油在钻井液柱压力作用下补充到轴承腔内；当轴承腔内的油压升高，则流入储油杯。其中，有效密封是关键。
8．牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动？
①超顶和复锥引起切向（周向）滑动②移轴引起径向（轴向）滑动
9．牙轮的布置方案有哪几种？
牙轮布置方案：
（1）非自洗无滑动布置：各牙轮牙齿齿圈不嵌合，单锥、不超顶，不移轴，用于硬地层；
（2）自洗不移轴布置：各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，不移轴，用于中硬地层；
（3）自洗移轴布置：各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，移轴，用于软地层；
10．牙轮钻头在井底工作时有哪几种运动形式？
1．牙轮钻头在井底的运动
?公转：牙轮随钻头一起旋转。
?自转：牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向旋转称自转。
?滑动：牙轮齿相对于井底的滑移，包括径向（轴向）和切向（周向）滑动。
引起滑动的原因：①超顶和复锥引起切向（周向）滑动②移轴引起径向（轴向）滑动?纵向振动：牙轮在滚动过程，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。
引起纵向振动的原因：①单、双齿交替接触井底，使牙轮中心上下波动；②井底凹凸不平
11．简述牙轮钻头破岩原理
牙轮钻头的破岩作用
（1）冲击、压碎作用：纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。
（2）滑动剪切作用：牙轮牙齿的径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎齿间岩石。
（3）射流的冲蚀作用：由喷嘴喷出的高速射流对井底岩石产生冲蚀作用，辅助破碎岩12．国产三牙轮钻头有哪几个系列？试解释 HP5的含义。
国产牙轮钻头分类方法
（1）按结构分类：Y，P，MP，MPB，HP，HPB，XMP，XH共8个系列
（2）按地层分类：JR，R，ZR，Z，ZY，Y，JY
1 ，
2 ，
3 ， 4， 5 ， 6， 7
13．IADC钻头编码的三位数各代表什么？解释"221”、“635"、的含义。
系列代号—用数字1~8表示钻头牙齿特征及适钻地层； 1-3为铣齿，5-8为镶齿。
地层等级代号—用数字1~4表示所钻地层再分为4个等级；
钻头结构特征代号—用数字1~9表示钻头结构特征，其中1~7表示钻头轴承及保径特征；
附加结构特征代号—用英文字母表示钻头附加特征。
祥见书P66-67.
例如：341S——表示适用于中等研磨性或研磨性4级硬地层非密封
滚动轴承的标准铣齿钻头。
537C——表示适用于底抗压强度的软到中硬的3级地层滑动
密封轴承保径带中心喷嘴钻头。
14．与牙轮钻头相比，金刚石材料钻头有哪些突出优点？
15．按切削齿材料可将金刚石钻头分为几种类型？
16．天然金刚石钻头及TSP钻头常用的水力结构有哪几种？各有何优点？
17．天然金刚石钻头是怎样破碎岩石的？适用钻什么样的地层？
金刚石钻头的破岩机理
概括地讲，金刚石钻头以磨削（研磨）方式破碎岩石，类似于砂轮磨削金属的过程。
1在钻进某些硬地层时，在钻压作用下压入岩石，使与金刚石接触的岩石处于极高的应力状态而使岩石呈现塑性；
2在塑性地层(或岩石在应力作用下呈塑性的地层)，使前方的岩石内部发生破碎或塑性流动，脱离岩石基体，形成岩屑，称作犁削。
3在脆性较大的岩石中，在钻压和扭矩作用下所产生的应力使岩石表现为脆性破碎，即属于以剪力和张力形式破碎岩石。
4在坚硬岩石(如隧石、硅质白云岩、硅质石灰岩等)中，是要靠金刚石的棱角实现微切削、刻划等方式来破碎岩石。
【1. 适用于硬、研磨性地层，涡轮钻井，深井钻井，
取心作业。寿命长，进尺高。
【2. 钻头下井前，井底打捞干净，确保没有金属落物。
【3. 先用小钻压、低转速跑合，然后用合适钻压和高
转速钻进。
【4. 采用低钻压（30-50kN）、高转速、大排量钻进。
18．“PDC”的含义是什么？有哪些特点？
切削元件—聚晶金刚石复合片（PDC）
PDC既具有金刚石的硬度和耐磨性。弱点是热稳定性差，350℃以上加速磨损。抗冲击能力较差
19．PDC钻头的切削齿布置有哪几种方式？有何特点？
切削齿布置
刮刀式布齿方式：特点是整体强度高、抗冲击能力强、易于清洗和冷却、排屑好、抗泥包能力强。适用于粘性或软地层。
单齿式布齿方式：布齿区域大、布齿密度高，可以提高钻头的使用寿命，但水力清洗能力低，容易在粘性地层泥包。适用于硬地层。
组合式切削齿的布置，具有较好的清洗、冷却和排屑能力，布齿密度较高。这种布齿方式的钻头多用于中等硬度地层。
布齿原则：等切削体积，等磨损，等功率
20．PDC钻头切削刃的后倾角和侧倾角各起什么作用？
切削齿工作角
1后倾角（负前角）α：起到保护切削齿，延长寿命的作用。取值0°- 20°，软地层小一些，硬地层大一些。
2侧倾角（旁锋刀面角）β：钻头旋转时，切削刃面对切屑产生向外侧的推力，有利于向外排除岩屑。β=15°左右。
21．PDC钻头是怎样破碎岩石的？适用于什么样的地层？
PDC钻头破岩机理
PDC钻头主要以切削方式破碎岩石。
切削刃在钻压作用下吃入地层，刃前岩石在旋转力作用下
发生剪切破坏。
切削塑性岩石和脆性岩石的过程类似于刮刀钻头。由于多个
切削齿同时工作，井底岩石自由面多，因此破岩效率高。
金刚石切削刃耐磨性高，钻头寿命长，单只钻头进尺高。
PDC钻头的正确使用
1.PDC钻头适用于软到中硬的大段均质地层，不适合钻软硬交错
地层和砾石层。
2. 与牙轮钻头相比，PDC钻头宜采用低钻压、高转速钻进。
3. 钻头下井前，井底要清洁，无金属落物。新钻头钻进时，
先用小钻压和低转速磨合井底。
4. PDC钻头属于整体式钻头，无任何活动部件，适合高转速的涡轮钻井。
22．TSP钻头与PDC钻头相比有什么优点？
23．钻柱主要由哪几部分组成？其主要功用有哪些？
钻柱(Drilling String)是钻头以上，水龙头以下部分的钢管柱的总称. 它包括方钻杆(Square Kelly)、钻杆(Drill Pipe)、钻挺(Drill Collar)、各种接头(Joint)及稳定器(Stabilizer)等井下工具
钻柱的作用
(1)提供钻井液流动通道；
(2)给钻头提供钻压；
(3)传递扭距；
(4)起下钻头；
(5)计量井深。
(6)观察和了解井下情况（钻头工作情况、井眼状况、地层情况）；
(7)进行其它特殊作业（取芯、挤水泥、打捞等）；
(8)钻杆测试 ( Drill-Stem Testing),又称中途测试
24．钻杆的API钢级有哪几种？
25．为什么钻柱下部使用钻挺而不使用钻杆？
26．内平、贯眼和正规三种接头的主要区别是什么？
丝扣连接条件：尺寸相等，丝扣类型相同，公母扣相匹配。
1.钻杆接头特点：壁厚较大，外径较大，强度较高。
2.钻杆接头类型：内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）； NC系列
（1.内平式：主要用于外加厚钻
杆。其特点是钻杆通体内径相同，
钻井液流动阻力小；但外径较大，
容易磨损。
（2.贯眼式：主要用于内加厚钻
杆。其特点是钻杆有两个内径，
钻井液流动阻力大于内平式，但
其外径小于内平式。
（3.正规式：主要用于内加厚钻
杆及钻头、打捞工具。其特点是
接头内径<加厚处内径<管体内径，
钻井液流动阻力大，但外径最小，
强度较大。
三种类型接头均采用V型螺纹，但扣型、扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。
27．钻柱在井下的运动形式可能有哪几种？
钻柱的旋转运动形式：
（1）自转—钻柱象一根柔性轴，围绕自身轴线旋转。均匀磨损，易发生疲劳破坏。
（2）公转—钻柱象一个刚体，围绕着井眼轴线旋转并沿着井壁滑动。产生偏磨。
（3）公转与自转的结合弯曲钻柱围绕井眼轴线旋转，同时围绕自身轴线转动
（4）纵向振动—钻头振动引起，产生交变应力。
（5）扭转振动—由井底对钻头旋转阻力的变化引起，产生交变扭剪应力。
（6）横向摆振—达到某一临界转速，可能产生无规则摆动，产生交变弯曲应力。
一般认为弯曲钻柱旋转的主要形式是自转，但也可能产生公转或两种运动形式的结合。由于在转动过程中受到阻力的作用，钻具的转动是不平稳的。
28．井下钻柱受到哪些力的作用？最主要的作用力是什么？
（1）自重产生的拉力
（2）钻压产生的压力
（3）钻井液的浮力
（4）摩擦阻力
（5）循环压降产生的附加拉力
（7）起下钻时产生的动载荷
（8）扭距
（9）弯曲应力
（10）离心力
（11）外挤力
（12）振动产生的交变应力
钻柱受力最严重的部位：
1）井口断面—拉力最大，扭距最大；
2）下部受压弯曲部分—交变轴向应力、弯曲应力、扭剪应力
3）中性点—拉压交变载荷。
29．何谓钻柱的中性点？为什么要保证中性点落在钻挺上？中性点钻柱上轴向力等于零的点(Ｎ点)，(亦称中和点，Neutral Point )。
垂直井眼中钻柱的中性点高度：
?
式中：LN —中性点距井底的高度，m。
重要意义：
1）设计钻柱时要确保中性点始终落在钻铤上？
2）指导松扣、造扣等特殊作业。
3）中性点附近钻柱受交变应力作用，易疲劳破坏
30．钻柱的哪些部位受力最严重？都受到什么载荷的作用？钻柱受力最严重的部位：
1）井口断面—拉力最大，扭距最大；
2）下部受压弯曲部分—交变轴向应力、弯曲应力、扭剪应力
3）中性点—拉压交变载荷
31．钻柱设计应满足哪些要求？
设计原则：
（1）满足强度（抗拉、抗挤强度等）要求，保证钻柱安全工作；
（2）尽量减轻整个钻柱的重力，以便在现有的抗负荷能力下钻更深的井
32．在条件允许的情况下，为什么要尽可能选用大尺寸钻柱？选择的基本原则:
1.方钻杆由于受到扭矩和拉力最大，在供应可能的情况下，应尽
量选用大尺寸方钻杆。
2.在钻机提升能力允许的情况下，选择大尺寸钻杆是有利的。
3.钻铤尺寸一般选用与钻杆接头外径相等或相近的尺寸，有时根据
防斜措施来选择钻铤的直径。
使用大直径钻铤具有下列优点：
（1）可用较少的钻铤满足所需钻压的要求，可减少钻铤，从而减少起下钻时连接钻铤的时间；
（2）提高了钻头附近钻柱的刚度，有利于改善钻头工况；
（3）钻铤和井壁的间隙较小，可减少连接部分的疲劳破坏；
（4）有利于防斜。
33．什么叫复合钻柱，使用复合钻柱有何优点？
复合钻杆柱设计（深井）
思路：由下而上，所受拉伸载荷逐渐增大，强度应逐渐增大。故由钻铤上面第一段钻杆开始，先选择强度较低的钻杆，确定其许用长度；再逐段向上选择强度更高的钻杆进行设计。这样设计出来的钻杆柱，由下而上强度逐级增大以满足抗拉强度的要求
34．钻杆柱设计主要考虑哪种力的作用？强度条件是什么？
钻杆柱强度设计
1.强度条件
Ft ≤Fa
式中：Ft —钻杆柱任一截面上的静拉伸载荷，kN；
Fa—钻杆柱的最大安全静拉力，kN。
（1）钻杆在屈服强度下的抗拉载荷：
钻杆材料的屈服强度所允许的最大抗拉载荷。
?
式中：—钻杆钢材的最小屈服强度，MPa；
—钻杆的横截面积，cm2；
—最小屈服强度下的抗拉载荷，kN。
可以计算,也可以从表2－14中查出
2）钻杆的最大允许拉伸力Fp：
式中：—钻杆的最大允许拉伸载荷，kN。
（3）钻杆的最大安全静拉力Fa：
①安全系数法（考虑起下钻时的动载及摩擦力）
式中：—安全系数，一般取1.30。
②设计系数法（考虑卡瓦挤压）
③拉力余量法
式中：MOP—拉力余量，一般取200～500KN。
35．什么叫最大安全静拉载荷？如何确定钻柱的最大安全静拉载荷？
36．某井用241mm钻头,178mm钻铤(线重1632N/m)和127mm钻杆(线重284.78N/m)，设计钻压为180kN,钻井液密度为1.28g/cm3,试计算所需钻挺长度。
37．已知井深1500m，钻压W=14t,钻井液密度为1.389/cm,，钻具结构为：216mm钻头+165mm钻铤200m(线重136.24kg/m)+127mm钻杆1300m(线重29.04kg/m).求中性点所在井深。
38．试计算由114mm内外加厚，壁厚为10.92mm的E级钻杆和138mm内外加厚，壁厚为10.54mm的E级钻杆组成的复合钻柱在密度为1.2g,/cm3的钻并液中的可下深度。若将138mm钻杆换成114mm内外加厚，壁厚为10.92mm的95(X)级钻杆，可下深度又是多少？
39．某井用318mm钻头钻至3500m,试根据以下条件进行钻柱设计：
钻井液密度为1.25g/em3；钻压:W=200kN;拉力余量：MOP=450kN；安全系数:St=1.30；卡瓦长度Ls=406.4mm,正常润滑；井针角为6°；库存钻具：钻挺：229mm钻艇（线重2860N/m）27m,7in钻挺（线重1632N/m）81m，165mm钻挺(线重1362.4N/m)供应充足。钻杆:E级127mm 钻杆(线重284.78N/m)900m，95(X)}及105(G)级127mm钻杆(线重284.78N/m)供应充足。
第三章钻井液
1．钻井液与钻井工程关系如何？钻井液有哪些功用？
1．携岩 2．冷却和润滑钻头及钻柱 3．造壁，维持井壁稳定 4．控制地层压力 5. 悬浮钻屑和加重材料，防止下沉 6. 获得地层和油气资料 7. 传递水功率
2．说明钻井液的一般组成及钻井液的分类
钻井液的组成
（1）液相：液相是钻井液的连续相，水或油。
（2）活性固相：包括人为加入的商业膨润土（般土）、有机膨润土(油基钻井液用)和地层进入的造浆粘土。
（3）惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。
（4）各种钻井液添加剂: 增粘、稀释、浆失水、PH值、防塌等。
钻井液的分类
API和IADC分类：
（1）不分散体系——膨润土+清水；天然钻井液（自然造浆而成），浅层钻进。
（2）分散体系——水+膨润土+分散剂（铁络木质素黄酸盐等），深井或复杂井。
（3）钙处理体系——水基钻井液+钙盐（石灰、石膏、氯化钙），抑制粘土膨胀。
（4）聚合物体系——水基钻井液+高聚物（聚丙烯酰胺PAM、PHP），絮凝劣质土，抑制粘土分散。(5）低固相体系——总固相含量6% ~10%的水基钻井液.其中，膨润土含量小于3%，钻屑与膨润土的比值小于2∶1。
特点：提高钻速，减少对产层的伤害。
（6）饱和盐水体系——氯离子含量达189g/L的水基钻井液。
特点：抗盐侵，抑制粘土水化。海上钻井、钻盐岩层和泥页盐层。
（7）修井完井液体系——水+盐+聚合物等；油基钻井液。
特点：低密度、无固相、抑制粘土膨胀、低滤失，保护油气层
（8）油基钻井液体系—油包水乳化钻井液：油+水+乳化剂
油基钻井液：柴油+氧化沥青、有机酸、碱
特点：耐高温、保护油气层、防止水敏性地层吸水膨胀。
摩阻小，用于大位移水平井，或特出复杂层段。
（9）空气、雾、泡沫和气体体系——欠平衡压力钻井。
特点：提高钻速，保护油气层。
适用于低压油气层、易漏的裂缝性油气层、低渗透油气层等。
井壁应比较稳定的地层。
3．大多数钻井液属什么流体类型，写出其流变方程。
4．说明静切力、动切力、表观粘度、塑性拈度的物理意义。怎样调整这些参数？
静切力（静切应力）：使钻井液开始流动所需的最低切应力，它是钻井液静止时单位面积上所形成的连续空间网架结构强度的量度。它反映了钻井液触变性的好坏。
调整方法：无机盐（改变粘土颗粒间静电力）、降粘剂或增粘剂
动切应力（屈服值）：流变曲线直线段的延长线与切应力轴交点的应力大小。
反映在层流状态下粘土颗粒之间及高聚物分子之间的相互作用力（形成空间网状结构之力）的大小。
调整方法：同静切力
塑性粘度是塑性流体流变曲线直线段斜率的倒数，即：。
它是钻井液流动时固相颗粒之间、固相颗粒与周围液相间以及液相分子间的内摩擦作用的总反映。它反映了液体粘滞力的大小。
调整方法：降低固相含量、加稀释剂降粘；加高聚物增粘剂等提粘
表观粘度（视粘度或有效粘度）它是在某一流速梯度下剪切应力与相应流速梯度的比值，即：表观粘度等于塑性粘度与结构粘度之和，它反映两者的总的粘滞作用，是“总粘度”的意思。
5．令有一种液体在管中作层流流动，管长L=15cm的管段两端压差△P＝3kPa，求半径R=3cm处的液层所受的剪切应力是多少？
6．钻井液的流态对钻井作业影响如何？
7．今用旋转粘度计测得钻井液的Φ600=76，Φ300=5连，计算该钻井液的、、。
8．说明瞬时滤失、动滤失、静滤失各自的涵义。
瞬时滤失：在钻头破碎岩石形成新的井眼而滤饼尚未形成的一段时间内，钻井液迅速向地层渗滤，此时的滤失称为瞬时滤失。瞬时滤失量有利于提高钻速，但严重损害油气层。
动滤失：在已形成的井眼内，随着钻井液的渗滤，在井壁上形成一层滤饼，并不断增厚、密实。同时，形成的滤饼又受到钻井液的冲刷和钻柱的碰撞、刮挤而遭到破坏。最终，滤饼形成速度等于破坏速度而达到平衡，此时滤饼厚度不变，滤失速率也保持不变。这种钻井液在井内循环流动时的滤失过程称为动滤失。静滤失：钻井液在停止循环时的滤失过程称为静滤失。随着滤失过程的进行，滤饼逐渐增厚，滤失阻力逐渐增大，滤失速率逐渐减小。
影响滤失量的因素：滤失时间、压差、温度、固相含量及类型、滤饼渗透率
9．从静滤失方程分析影响静滤失量的因素。
10．降滤失剂是如何起降滤失作用的？
降滤失剂作用机理：
1．护胶作用：一方面能吸附在粘土颗粒表面形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变粗；另一方面能把在钻井液循环搅拌作用下所拆散的细颗粒吸附在分子链上，不再粘结成大颗粒，而形成薄而韧的泥饼，称之为降滤失剂的护胶作用。
2．增加钻井液中粘土颗粒的水化膜厚度，降低滤失量：降滤失剂吸附于钻井液中的粘土颗粒上，使粘土颗粒周围的水化膜增厚，形成的滤饼在压差作用下容易变形，滤饼的渗透率降低。
3．提高滤液粘度，降低滤失量：滤失量与滤液粘度的二分之一次方成正比。
4．降滤失剂分子本身的堵孔作用
11．引起井壁不稳定的因素有哪些
（1）地质因素：常高压的释放，钻遇破碎带、断层、微裂缝发育地层、煤层、高构造应力地层、膏盐层等。
（2）工程因素：大排量钻井液冲刷井壁，起下钻引起的压力激，钻井液液柱压力低于井壁坍塌压力，钻井液侵泡时间长等。
（3）泥页岩的水化膨胀：泥页岩中的粘土矿物容易吸水膨胀和分散，造成井壁岩石强度降低，引起井壁不稳定。井壁不稳定主要是泥页岩的水化问题。
12．从钻井液角度出发，为了防止井塌应采取什么措施？
1．钻井液中加入K+、NH+4等无机阳离子
（1）K+的固定作用
K+进入晶层之间并嵌入到相邻两层硅氧四面体氧原子组成的六角环中，把带负电荷的粘土晶片紧紧联结在一起，阻止水化膨胀
（2）K+的水化较弱，抑制粘土水化膨胀。
K+离子的未水化直径（0.266nm）比Na+离子未水化直径（0.19nm）大，而K+离子水化半径比Na+离子水化半径小，因而K+离子水化能(322 J／mol)比Na+离子的水化能(406 J／mol)低，水化膜薄。当它进入粘土的层间，既减少粘土的水化，又增加粘土层间的吸引力。
（3）使粘土颗粒的扩散双电层变薄，利于有机处理剂分子在粘土上的吸附
K+等电解质的加入，使粘土颗粒的ξ电位降低，扩散双电层变薄，有利于各种有机处理剂分子的吸附（非极性容易吸附非极性），提高处理剂的使用效果
2高聚物
（1）高聚物在井壁上形成多点吸附，巩固井壁
高聚物三种吸附方式：单点吸附、环—轨—尾吸附、多点吸附;
常用的高聚物：聚丙烯酰胺(PAM)、部分水解聚丙烯酰胺(PHP)、阳离子聚丙烯酰胺、各种阳离子聚合物、两性离子聚合物FA367等。
（2）高聚物分子的护胶和堵孔作用
3．利用沥青类物质在井壁上起封堵作用
沥青类物质亲水性弱，亲油性强，可有效地涂敷在井壁上上形成一层油膜。
（1）减轻钻具与井壁的摩擦和钻具对井壁的冲击；
（2）防止滤液向地层渗透。
常用的封堵类防塌剂：磺化沥青、氧化沥青、植物渣油、磺化妥尔油沥青
13．说明钻井液固相对钻速的影响。
固相对钻井的影响
1．固相含量升高，钻速降低；
2．固相含量高，形成的滤饼厚，容易引起压差卡钻。
3. 固相含量高，对油气层损害严重
14．固相控制设备有几种，各自的使用范围如何？
振动筛：清除0.5mm以上固相颗粒。
旋流分离器：除砂器> 74μm、除泥器10 ~ 74 μm；
超级分离器： 5 ~ 10 μm;
离心机：清除2～5μm以上的颗粒和回收重晶石。
15．引起油气储层损害的主要原因是什么？怎样预防。
储层损害的主要原因及防止措施
1．外来流体中的固体颗粒对储层的损害：在压差的作用下，外来流体中粒径极小的固体颗粒(粘土、岩屑、加重材料等)在滤饼形成前会侵入储层，造成储层油气流通道堵塞，储层渗透性降低。
防止措施：
（1）实施屏蔽暂堵技术：选择与储层孔喉直径相匹配的架桥粒子（如酸溶性超细碳酸钙、油溶树脂
等，直径为储层平均孔径的1/2～2/3，加入量一般大于3％。），再配用充填粒子（如磺化沥青、
氧化沥青、石蜡、树脂等）封堵孔喉。
（2）使用无固相清洁盐水做完井液
2．储层内部微粒运移造成的损害：流体在油气层孔隙通道流动时，带动地层中的微粒移动，大于孔喉直径的微粒便被捕集而沉积下来，对孔喉造成堵塞，也可能几个微粒同时聚集在孔喉处形成桥堵。
防止微粒运移的方法：
（1）控制流体在地层内流速低于临界流速；
（2）加入粘土微粒防运移剂，阳离子型聚合物和非离子型聚合物，通过静电引力或者化学键合力，将微粒桥接到地层表面，增强对粘土微粒的束缚力。
3．储层内粘土水化膨胀引起孔喉堵塞
预防措施:
（1）减少入井流体的滤夫量，提高滤液的矿化度（提高滤液的抑制性）
（2）粘土防膨剂，防膨机理分为三大类：
减小粘土表面负电性：盐（KCl、NH4Cl）、阳离子聚合物、阳离子型表面活性剂；
使粘土表面羟基化：变粘土表面为亲油性和增强晶层间联结。羟基氯代硅烷等。
转变粘土矿物类型：如硅酸钾、氢氧化钾等可将蒙脱石转化为非膨胀型钾硅铝酸盐。
4. 流体的不配伍性对储层的损害：流体的不配伍是指不同流体相遇后会产生沉淀物，这些沉淀物会堵塞
储层孔隙喉道，造成储层损害。
（1）入井流体彼此不配伍，如钻井液与水泥浆常不配伍，生成钙盐沉淀；
（2）入井流体与地层水不配伍，如Ca2+与CO32－相遇，生成白色碳酸钙沉淀；
（3）入井流体造成储层原油乳化，生成油包水乳状液，粘度增大，引起渗透率降低。
5. 水锁效应：油流中的水滴在通过狭窄的孔隙喉道时，孔喉两侧须有一定的压差水滴才能通过，否则孔喉就被水滴堵塞。油流中的水珠（柱）通过孔喉时产生附加油流阻力，称为水锁效应，也称为贾敏效应。
16．哪些完井液适用于钻油气储层？
1．无固相清洁盐水完井液：水+可溶性盐类（调节密度）+ 聚合物（调节粘度）+缓蚀剂
适合于要求无固相堵塞特别高（低渗）、或者要求完井液的抑制性特别强的油气层。
2．水包油完井液：水（盐水）+油（原油或柴油）+乳化剂+增粘剂
此完井液特别适用于技术套管下到油气层顶部的低压、裂缝发育、易发生漏失的油气层。3．低膨润土聚合物完井液：水+少量膨润土+ 聚合物（调节粘度）+暂堵剂+碳酸钙（重晶石）适用范围比较广，加入不同的聚合物及不同的加量来调节完井液的流变性和滤失性。成本高，固相控制设备特别齐全。
4．改性完井液
改性途径为：降低钻井液中膨润土及无用固相的含量，根据储层物性调整钻井液配方，选用与储层孔喉相匹配的桥堵剂，降低高温高压滤失量等。
适合于对完井液性能要求的不是特别高的油气层。成本低。
5．油基完井液：油（原油或柴油）（分散相）+膨润土+乳化剂+增粘剂等
适用于易塌、低压的油气层，高温井段。
6．气体类完井液：气体类完井液包括空气、雾、泡沫流体和充气完井液四种。
适用于实现欠平衡钻井
集团公司井控检查-钻井监督试题及标准答案
年集团公司井控检查-钻井监督试题及答案
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2018年集团公司井控检查试题-监督1 姓名_____________单位_________________________________岗位_______________得分______ 一、单选题(第1题～第15题。选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题2.0分，满分30.0分。) 1. 当钻井液中含有气体时，可先后分别经过( )脱掉气侵钻井液中的气泡。 A、液气分离器、真空除气器 B、真空除气器、液气分离器 C、液气分离器、远程点火装置 D、真空除气器、离心机 2. 按习惯，一般按照（）将地层压力分为正常地层压力和异常地层压力。 A、压力梯度 B、井底压力 C、地层流体类型 D、钻井液密度 3. 控制装置投入工作时，应( )检查远程控制台气泵油杯油面一次。 A、每班 B、每天 C、每周 D、半月 4. 井控培训合格证持证者，每( )年培训考核一次，考核不合格者，应吊销井控培训合格证。 A、一 B、二 C、三 D、四 5. 调节( )的开启度，就可以控制关井套压、立压的变化。 A、平板阀 B、节流阀 C、单流阀 D、液动放喷阀 6. 按照SY/T5087-2005《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》规定，硫化氢监测仪的第二级报警值应设置在( )，达到此浓度时，现场作业人员应佩带正压式空气呼吸器，并采取相应的措施。 A、10ppm B、20ppm C、100ppm D、50ppm 7. 为防止发生井下气侵而形成气柱，应尽可能减少( )时间。 A、钻进 B、循环钻井液 C、停止循环时间 D、划眼 8. 井口装置在现场安装好后，需做( )MPa 的低压试压。 A、0.7～1 B、1.4～2.1 C、2.4～3.1 D、5～10.5 9. 顶驱钻机起下钻铤过程关井程序中：发信号，停止起下钻铤作业，后一步动作是( )。 A、开放喷阀（HCR） B、关防喷器 C、抢接防喷立柱或防喷单根 D、抢接顶驱 10. 下钻时，进入油气层前( )米要控制下钻速度，避免因压力激动造成井漏。 A、50 B、100 C、300 D、200 11. 一般情况下关井，最大允许关井套压不得超过井口装置额定工作压力、套管抗内压强度的80%和薄弱地层的（）所允许的关井套压值三者中最小值。 A、地层坍塌压力 B、上覆岩层压力 C、地层压力 D、地层破裂压力 12. 非特殊情况，不能用环形防喷器封闭( )。 A、钻杆 B、钻铤 C、套管 D、空井 13. 液压防喷器的公称通径应与套管头下( )的尺寸相匹配。 A、套管 B、钻杆 C、方钻杆 D、钻铤 14. 在待命工况下，半封闸板防喷器的三位四通换向阀处于( )位，旁通阀处于( )位。 A、中、开 B、关、关 C、开、关 D、关、开 15. 对不同尺寸的钻具，只需更换闸板防喷器的密封胶芯和闸板压块，其余零件可通用互换的闸板是( )闸板。 A、单面 B、双面 C、组合 D、多功能 二、多选题(第16题～第25题。选择一个或多个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题2.0分，满分 20.0分。)
钻井工程理论与技术复习题3
钻井工程理论与技术复习题 1. 静液压力由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。 2. 静液压力梯度的大小与液体中溶解的矿物或气体的浓度有关。 3.液柱的静液压力随液柱垂直高度的增加而增加 4．上覆岩层压力地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。 5.上覆岩层压力随深度增加而增大。 6.地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，亦称地层孔隙压力。 7.异常高压超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。 异常低压低于正常地层静液压力的地层压力(Pp 编号：AQ-ST-00987 ( 安全试题) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 钻井工考试安全试题 Safety test questions for driller examination 钻井工考试安全试题 安全试题的作用：“安全员是经过培训及考核取得上岗资格的安全管理人员。根据安全发的规定，具有一定规模的企业必须配备专职安全员，重点工序必须有安全员进行检查监督” 一、填空题： 1、钻机所有机械运转部位必须设置安全罩 。 2、当上下两节井壁的法兰盘接缝进入泥浆面1 米深时，门式起重机应停止钩头的下放工作，安排专人对焊接处检查，无漏水现象后方可继续下沉。 3、泥浆平衡池及井口设置安全警示牌、安全绳 ，闲杂人等不得靠近。 4、在配制防水防腐涂料时，防水防腐的材料应涂抹均匀 ，宽度符合要求。 5、吊运井壁时各起吊点要受力均匀，严禁急停急落 。 6、井壁堆放后，技术人员和专职安全员应定期检查 井壁有无下沉或倾斜偏大等情况，如有应及时汇报并采取措施及时处理。 7、岩石钻进应选用大 钻压、高 转数、大 冲洗量。 8、每次吊具使用完毕后，必须检查油缸 、柔性吊带 、卸扣 、及承力构件 的安全情况。 9、在用安全阀的检验周期是1年 。 10、在吊运过程中，严禁操作人员站在被吊运井壁上 跟随门吊一起行走。 二、单项选择题 1、钻头下放时，将两半封口平车打开，打开距离至少大于钻头直径（C）米。 A.0.2 B.0.3 C.0.5 2、钻机开动过程中，仔细观察倾听钻机的运转情况，发现异常立即(C) A.汇报 B.减速 C.停机检查 3、起钻时，钻机提升速度不得大于（C）米/分钟 A.6 B.9 C.4 4、当吊具与井壁吊环连接好后，将井壁吊离地面（A）高度观察有无溜车，必要时可反复起升几次。 A.200mm B.500mm C.800mm 5、吊运井壁起落过程中必须采用（B）操作，严禁急停急落。 A.高速档 B.低速档 C.中速档 6、滑车组两滑车的最小距离应是(A)。 A．不小于轮径的5倍B．不小于轮径的3倍C．不小于轮径的10倍 钻井监督考核试卷一 （闭卷考试，总分100分，答卷时间90分钟）姓名监督部分数 一、名词解释（每题5分，共20分） 1. 地层压力：地层岩石孔隙内流体的压力。 2. 井斜角:井眼方向线与铅垂线之间的夹角。 3. 垂深：是指井眼轨迹上某点至井口所在水平面的距离。 4、定向井：沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口垂线一定距离，钻达目标的井 二、填空题（每空1分，共20分） 1、有井漏的井要填写（井漏深度）、（层位）、（漏失量）、堵漏天数、 （打水泥次数）等。 3、防喷器控制系统安装在面对井架左侧，距井口不少于（25 ) m，并在周围留有不少于（ 2 ）m的人行通道，周围（10 ）m内不得堆放易燃、易爆、腐蚀物品。 4、所有作用在环形空间的压力总和，就是（井底压力。） 5、钻井工程质量:主要是指（井身质量）、（取芯质量）和（固井质量）。 6、油井常规井中靶半径≤（30m）。 7、中石油钻井队持（中石油单位）颁发的有效井控培训合格证；中石化及民营钻井队持（长庆油田公司）颁发的有效井控培训合格证。 9、钻井队要建立坐岗记录并有（专人坐岗），记录数据要真实有效，一般在 （15 ）分钟记录一次。 10、法兰连接螺栓未上紧螺栓未上全扣（3000 ）元。 11、消防器材应配备推车式（MFT35）型干粉灭火器4具、MFZ型8kg干粉灭火器10具、5kgCO2 灭火器7具、消防斧2把、消防锹6把、消防桶8只消防毡10条、消防沙不少于（4m3）、消防专用泵1台、（Φ19mm）直流水枪2只、消防水龙带100m。 三、选择题（每题2分，共20分） 1 、防喷器在现场试压时，应稳压（C ）分钟，且不刺不漏，否则为不合格。 A 、3 B、5 C、10-15 2、溢流关井后，一般情况下关井套压（C ）关井立压。 A、等于 B、小于 C、大于 3、关井程序中的“四、七”动作中，关防喷器的信号是（B ）。 A、一声长笛 B、两声短笛 C、三声短笛 4、单井平均取心收获率 C ，视为取心质量合格。 A、85% B、90% C、95% D、97% 5、固井质量合格率100％，声幅相对值 D 为合格。 A、≤15％ B、≤30％ C、≤35％ D、≤40％ 6、钻遇高压油层发生井喷的先期预兆是 B 。 A、粘度增加 B、钻时加快 C、密度下降 D、槽面有油花 7、油井当量钻井液密度的附加范围是：油井（A）g/cm3或控制井底压差( C )MPA； A、0.05～0.10 B、0.07～0.15； C、1.5～3.5 D、3.0～5.0 钻井工程试题（选择）一、选择题(每题4个选项，其中只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内) 35、在正常压力地层，随着井深的增加，地层孔隙度减小，地震波传播速度（），当地震波到达油气层时，传播速度（）。 A、加快、变慢 B、变慢、加快 C、加快、加快 36、当地层软硬交错或地层倾角较大时易发生( )。 A、井喷 B、井斜 C、井漏 D、井径缩小 37、影响井斜的地质因素中起主要作用的是( )。 A、地层倾角 B、岩石的层状构造 C、岩石的软硬变化 D、岩石的各向异性38、地层倾角在( )之间时， 井眼轴线偏离不定。 A、10°～20° B、30°～40° C、45°～60° D、60°～70° 39、地层倾角小于( )时，井 眼轴线向地层上倾方向偏 斜。 A、60° B、70° C、45° D、10° 40、地层倾角大于( )时，井 眼轴线向地层下倾方向偏 斜。 A、40° B、60° C、80° D、90° 61、正常压力地层中随着井深的增加，地层压力梯度（）。A、增大B、不变 C、减小 D、不确定 62、地层破裂压力是确定（） 的最重要依据之一。 A、地层压力 B、抽吸压力 C、坍塌压力 D、最大允许关井套压 63、地层破裂压力与地层( )之比称为地层破裂梯度。 A、压力 B、温度 C、深度 D、温差 64、地层破裂压力一般随着井深的增加而（）。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 70、所有作用在环形空间的压力总合，就是（）。 A、井底压力 B、环空静液压力 C、环空流动阻力。71、井底压力( )地层压力是导致溢流发生的根本原因。 A、小于 B、等于 C、大于 D、近似于 77、关井后，气柱自2500m的井底滑脱上升，气柱上升到( )处，井底压力最大。 A、2000m B、1500m C、1000m D、井口 78、井底压差越大，对油气层损害( )。 A、越轻 B、越不明显 C、越严重 D、越稳定 79、增大井底压差，会使机械钻速( )。 A、不变 B、减小 C、增大 D、增加很小 80、抽吸压力发生在井内（）时，其结果是降低有效的井底压力。 A、起钻 B、下钻 C、循环 D、空井 81、起钻速度越快，抽汲压力（）。 A、越小 B、越大 C、不变 D、不一定 82、在( )过程中不及时向井 石油工程课后习题 第二章岩石与钻头 1)岩石抗压强度和硬度有何区别？ 2)试述岩石抗拉伸强度的实验方法及原理。 3)什么叫岩石的研磨性和可钻性？如何测试？ 4)圆柱压头作用下岩石破碎的机理是什么？ 5)试述三轴应力条件下岩石机械性能的变化特点。 6)岩石的硬度、塑性系数如何测试？ 7)刮刀钻头的破岩原理是什么？ 8)试述刮刀钻头刀翼几何形状与地层的适应关系。 9)试述牙轮钻头的运动学规律及破岩原理。 10)牙轮钻头牙轮及牙齿的布置原则有哪些? 11)PDC钻头的破岩原理是什么？ 12)PDC钻头的胎体及切削齿如何选择？ 13)三轴应力条件下岩石的破碎特点及强度如何确定？ 第三章井眼轨道设计与控制 1)油气井分哪几类？ 2)设计井眼轨道的原则是什么？ 3)什么情况下要进行绕障或防碰设计？ 4)常用钻井工具有哪些？ 5)下部钻具有哪几种？ 6)钻柱受哪些力的作用？ 7)怎样判断钻柱是否屈曲？ 8)井眼轨道控制理论包括哪两大部分？ 9)在实际钻进时，如何控制井眼轨道？ 10)短曲率半径水平井和径向水平井有哪些特点和用途？ 第四章钻井液 1)试比较常见粘土矿物的组成及特点。 2)用扩散双电层理论解释电解质对钻井液稳定性的影响。 3)钻井液有哪些功用？其中最基本的功用是什么？ 4)钻井液密度对钻井工程有什么影响？如何选择加重材料？ 5)钻井工程对流变性有哪些要求？如何调整钻井液的流变参数？ 6)影响滤失量的因素有哪些？降低滤失量可采取哪些措施？ 7)离子交换吸附有哪些特点？ 8)什么是阳离子交换容量？其影响因素有哪些？ 9)钻井液选择的基本原则是什么？ 10)如何根据井的类别、地层情况选择钻井液？ 11)高温对钻井液性能有何影响？ 12)试述常用钻井液的组成、特点、适用范围及维护方法。 第五章优选参数钻井 1)试述射流对井底的净化作用机理? 2)试述射流水力参数与钻头水力参数的关系。 3)影响钻进速度的主要因素有哪些？其影响规律如何？ 4)循环系统总压力损失受哪些因素限制？ 5)泥浆泵为何有两种工作状态？ 6)试推导并论述喷射钻井的工作方式及其临界井深、最优排量。 7)在实际钻井中为什么不能始终用理论给出的最优排量和最优喷嘴直径？ 8)某油田2800m井段的地层研磨系数A f=3.22×10-3，用φ251mm钻头钻进，钻压20×104N，转速110r/min，试求10h后的齿高磨损量（有关系数：D2=6.44，D1=1.433×10-5，Q1=1.5，Q2=0.653×10-4，C1=5）。 9)某井用φ220mm的21型牙轮钻头钻进，钻压、转速分别始终为25×104N和60r/min。钻头工作15小时后起钻，按磨损分级标准，该钻头牙齿磨损为T2级（相应齿高磨损量为1/4），轴承磨损为B6级（相应轴承磨损量为3/4）。试求该钻头的轴承工作系数。 40)某井段的地层可钻性系数为2.3×10-6，研磨性系数为2.28×10-3，门限钻压1.0×104N，转速指数为0.68，拟用φ251mm的21型钻头钻进（D2=6.44，D1=1.433×10-5，Q1=1.5，Q2=6.53×10-5，C1=5，C2=3.68，C H=1，C p=1）。钻头成本为900元，钻机作业费用为250元/h，起下钻时间为5.75h，试求转速为50r/min，h f=1.0时的最优钻压、钻头寿命和钻进成本。 41)试求题10中钻压为22×104N，且牙齿全部磨损（h f=1）时的最优转速及其相应的钻头寿命和钻进成本。 第六章油气井压力预测与控制 12)假设：井深为3048m，井眼直径为0.20m，钻杆直径为0.1143m，表层套管深度609.60m，609.60m 处破裂压力梯度为17.542×10-3MP a/m（有问题？？？），钻井液密度为1150.33kg/m3.钻柱下至井 1、外包监督主要职责包括组织外部钻井队施工作业井各次开工验收，并签署（B ）。 A、作业许可 B、开工指令 C、动火许可 2、外包监督对作业过程中存在违章指挥、违章作业行为的队伍和人员有（C ）。 A、建议权 B、整改权 C、处罚权 3、工程技术分公司在外包监督管理方面负责组织外包监督培训、（A ）和管理。 A、考核 B、考察 C、审核 4、企业在外包监督管理方面负责本企业外包监督的（B ）、业务培训、考核及管理。 A、选拔 B、选派 C、培养 5、外包监督必须具有（A）以上钻井队工作经历。 A、2年 B、3年 C、4年 6、外包监督应掌握钻井专业基础理论和专业技术，熟悉钻完井新技术、新工艺、有关（C ）、规范和规定，了解地质、测录井、机械等相关专业知识。 A、行业标准 B、规章制度 C、技术标准 7、钻井队施工业务外包监督证书有效期为（B）。 A、1年 B、2年 C、3年 8、监督工作内容包括检查所监督的钻井队生产技术管理情况、（B），检查现场安全、井控管理措施落实情况等。 A、人员情况 B、分析总结邻井事故复杂情况 C、应急预案情况 9、监督工作中执行的文件。包括井控和安全岗位操作规程、（A）、健康安全环境（HSE）“两书一表”、特殊作业应急计划等。 A、井控和安全指令 B、监督工作所需的表格 C、作业计划 10、施工结束后，外包监督工作总结应包括以下主要内容：监督工作概述，任务目标完成情况评价，（ C ），发现的问题及改进意见和建议等。 A、作业应急计划 B、监督记录式样 C、经验与体会 11、外包监督的培训内容包括安全生产的法律、法规、技术标准和健康安全环境（HSE）管理及（C）等 A、人员持证 B、消防管理 C、应急预案 12、外包监督应忠于职守，精通业务，敢于管理，勇于负责，具有严谨的工作态度和（B）精神。 A、勤俭节约 B、艰苦奋斗 C、任劳任怨 1、二级外包监督可承担总承包监督管理、巡井和住井监督工作。（×） 2、工程技术分公司在外包监督管理方面不负责外包监督管理体系建设。（×） 3、外包监督主要职责是检查生产进度，不需要参与施工相关方协调管理。（×） 4、外包监督在发现重大事故隐患或问题时，有要求钻井队停工整改权。（√） 5、外包监督实行分级管理，分为四级、三级、二级和一级。（×） 6、外包监督应具有组织、协调现场作业施工和较强的安全、井控管理能力。（√） 第三章钻井液 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 1．说明瞬时滤失、动滤失、静滤失各自的涵义。 答： 钻头刚破碎井底岩石形成井眼的一瞬间，钻井液便迅速向地层孔隙渗透。在滤饼尚未形成的一段时间内的滤失称为瞬时滤失。 钻井液在井内循环流动时的滤失过程称为动滤失。 钻井液在静止循环时的滤失称为静滤失。 四、简答题 2．钻井液与钻井工程关系如何？钻井液有哪些功用？ 答：钻井液与钻井工程关系密切。钻井液在钻进时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行。 钻井液具有以下功用： （1）从井底清除岩屑； （2）冷却和润滑钻头及钻柱 （3）造壁性能 （4）控制地层压力 （5）从所钻地层获得资料 3．说明钻井液的一般组成及钻井液的分类。 答： 钻井液的一般组成： （1）液相：是钻井液的连续相，可以是油或水。 （2）活性固相：包括人为加入的商业膨润土、地层进入的造浆粘土 和有机膨润土。 （3）惰性固相：包括钻屑和加重材料。 （4）各种钻井液添加剂：可以利用不同类型的添加剂配制性能各异 的钻井液，并对钻井液性能进行调整。 钻井液的分类： （1）不分散体系。包括开钻钻井液、天然钻井液及轻度处理的钻井液。 （2）分散体系。在可能出现难题的深井条件下，钻井液常被分散，特别使用铁铬木 质素磺酸盐或其他类似产品，这些类似产品属于有效的反絮凝剂和降失水剂。 另外，常加入特殊化学剂以维护特殊的钻井液性能。 （3）钙处理体系。双价离子如钙、镁等常被加入钻井液中以抑制地层中粘土和页岩的膨胀和分散。 （4）聚合物体系。在絮凝钻井液中，一般使用长链、高分子量化学剂能够有效的增加粘度，降低失水和稳定性能。 （5）低固相体系。属于此类体系的钻井液中，其所含固相的类型和数量都加以控制，这样可以明显的提高机械钻速。 （6）饱和盐水体系。 （7）完井修井液体系。用来最大限度的降低地层损害。它与酸有相容性，并可用作压裂液（酸溶），具有抑制粘土膨胀保护储层的作用。此体系由经高度处理的 钻井液（封隔液）和混合盐或清洁盐水组成。 （8）油基钻井液体系。常用于高温井、深井及易出现卡钻和井眼稳定性差的井以及许多特种地区。 （9）空气、雾、泡沫和气体体系。 4．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=μpv dv/dx г——切应力 г0——动切应力 μpv——塑形粘度 5．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。 答： 静切力是使钻井液开始流动所需的最低切应力，它是钻井液静止时单位面积上所形成的连续空间网架结构强度的量度。调整钻井液中粘土的含量及分散度，加无机电解质调整粘土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，反映钻井液处于层流状态时钻井液中网状结构强度的量度。调整方法与静切力相同。 表观粘度又称视粘度或有效粘度，它是在某一流速梯度下剪切应力与相应流速梯度的比值。钻井液在不同流速下的表观粘度是不同的。表观粘度的调整采用调节动切力和塑形粘度的办法。 塑性粘度是塑性流体流变曲线段斜率的倒数。它不随剪切力而变化，相当于体系中结构拆散速度等于恢复速度时的粘度。塑性粘度由钻井液中的固相含量、固相颗粒的形状和分散程度、表面润滑性及液相本身的粘度等因素决定。体系中塑性粘度太高需要降低时，一般使用固控设备降低固相含量，增加体系的抑制性，降低活性固相的分散度；如急需降 钻探工程考试重点 1.试叙述钻探方法的种类。 A 根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心(无岩心、无心、全面)钻探。 B 根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应类型。 C 根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。 D 根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、海)钻探、地下坑道钻探。 E 根据钻孔布置方法分类——丛状钻探、多井筒钻探、多孔底钻探 F 根据破岩形式分类 (1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压（200~250MP ａ）破岩；②用超声波和低声波破岩； ③用爆破、高压水射流等方法破岩。 (2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石等。 (3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图1.5所示 G 根据钻进使用的冲洗液分类 ◆ 清水钻进； ◆ 乳化液钻进； ◆ 泥浆钻进(含加重泥浆)； ◆ 饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)； ◆ 空气钻进； ◆ 泡沫钻进； ◆ 雾化钻进； ◆ 充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失) 2.为何大直径灌注桩需使用反循环成孔？（10分） 反循环：泥浆由孔口进入，利用泵吸、气举等措施抽吸泥浆，泥浆携带钻渣由钻杆上升进入泥浆池 反循环本身所具有的特点，给提高成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。 3.试比较液动冲击钻进与风动冲击钻进的特点？ 液动冲击器与气动冲击器的比较 冲击钻进 手动冲击钻进 机械冲击钻进 冲击器钻进 钻机钻进 液动冲击器钻进 风动冲击器钻进 回转钻进 手动回转钻进 机械回转钻进 深井回转钻进 硬质合金钻进 钻粒钻进 金刚石钻进 螺旋钻进 震动钻进 转盘钻进 井底发动机钻进 涡轮钻进 螺杆钻进 电钻进 其它 冲击回转钻进 图1.5 机械破碎岩石的钻探方法分类 《钻井工程》期末复习题 一、判断题。 1.随着岩石围压的增大，岩石表现为由塑性向脆性转变。 ( ) 2.对塑性岩石，塑性系数等于１。 ( ) 3.金刚石材料钻头抗冲击性能好。 ( ) 4.方钻杆上端与水龙头连接部位的丝扣为正扣。 ( ) 5.钻井液密度不能过高，也不能过低。为提高钻速，在地层许可的情况下，应尽可能使用低密度钻井液。 ( ) 6.滤饼渗透性是影响钻井液静滤失量的主要因素。 ( ) 7.转速提高，钻头工作刃与岩石接触时间缩短，每次接触时的岩石破碎深度增加。 ( ) 8.目前在油田使用的磁性测斜仪以地球的地理北极为基准。 ( ) 9.一般来说，垂直地层层面方向可钻性高，平行于层面方向可钻性低。 ( ) 10.气侵关井后，关井套压不一定大于关井立压。 ( ) 11.井斜角越小方位越不稳定。 ( ) 12.所谓井眼轨道就是指实钻井眼轴线形状。 ( ) 13.地层的埋藏深度越深，岩石的密度越大，孔隙度越小，上覆岩层压力越小。 ( ) 14.钻井液密度的确定要根据地层压力并考虑井眼的稳定附加一定的安全值。( ) 15.泵压是克服循环系统中摩擦损失所需的压力。 ( ) 16.抽吸压力使井底压力减小。 ( ) 17.静液压力的大小与井眼的尺寸有关。 ( ) 18.声波测井是较普遍用于评价地层压力的一种电阻率测井方法。 ( ) 19.在钻井泵克服这个流动阻力推动钻井液向上流动时，井壁和井底也承受了该流动阻力，因此，井底压力增加。 ( ) 20.钻井液在环空中上返速度越大、井越深、井眼越不规则、环空间隙越小，且钻井液密度、切力越高，则环空流动阻力越大；反之，则环空流动阻力越小。 ( ) 21.若能尽早地发现溢流，则硬关井产生的“水击效应”就较弱，也可以使用硬关井。( ) 22.欠平衡钻井不仅能解决复杂的勘探开发问题，而且能及时发现和有效地保护油气层，是解决高压、高渗、高产能油气资源的一种有效的技术，也是提高产量，降低成本，提高勘探开发综合效益的技术。 ( ) 23.起钻不按规定及时灌注钻井液是造成井喷的直接原因之一。 ( ) 24.多分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼（一级井眼），不能再从一级井眼中钻出子井眼的钻井方式。（）25.小井眼井可以定义为为了降低钻井成本，钻井时90%以上的井段用小于Φ177.8钻头钻成所形成的比常规井径更小的井眼。（） 一、填空题 1、在钻进中遇到溶洞，钻具突发放空，此时应警惕（井漏）、（溢流）、（卡钻）等复杂情况的发生。 2、为了保证安全钻进，钻井液环空流变参数选择应考虑的因素是（携带岩屑）和（稳定井壁）。 3、典型的完井方法有裸眼和射孔两大类，油层套管串中应接有（短套管），便于用磁定位测井校正射孔深度。 4、按固井技术要求，测固井质量的声幅值在（10%）以下为优质，（30%）以下为合格。 5、套管头的主要功能是支撑（套管）重量，并为安装（采油树）提供过度连接。 6、处理卡电缆事故的最有效办法是（穿心打捞）。 7、钻进过程中，钻井液密度逐渐下降，出口液量增加，粘度上升，氯根含量增加，可能是钻遇（盐水层）。 8、下钻到底，开泵困难，经多次转动和上下活动钻具后，泵压逐渐恢复正常，主要是（井下沉沙）造成的。 9、般土是钻井液中常用的处理剂之一，它的主要作用是（提粘切）和（降滤失）。 10、钻头选型应主要考虑所钻地层的（岩性）和（地层可钻性）。 11、下表层套管口袋不大于（1）米。 12、指重表上直接反映的参数：（悬重）和（钻压）。 13、钻进参数主要包括（钻压）、（转速）、（流量）、（泵压）及其它水力参数。 14、排量通常以（升/秒）为单位。 15、在钻进过程中，方钻杆在转盘补心面以下的长度称为（方入）；在补心面以上的方钻杆有效长度称为（方余）。 16、将井下的钻柱从井眼内起出来称为（起钻）。将钻具下到井眼内称为（下钻），整个过程称为（起下钻）。 17、常用5″钻杆的扣型：（411/410） 18、地质年代：S和C分别代表哪个系：S：（志留）系，C：（石炭）系。 二、选择题 1、近平衡压力钻井的概念是钻井液静液柱压力（ C ）地层孔隙压力。 A、稍小于 B、等于 C、稍大于 2、影响定向井井眼轨迹的最主要因素是（ C ）。 A、地层倾角 B、下钻钻具组合 C、钻井参数 3、水力参数的临界设计是以（ A ）为依据的。 A、泵的额定泵压 B、泵的额定排量 C、泵的缸套大小 4、在大段砾岩、砂砾岩地层钻进时，应选用（ C ）钻头。 A、PDC B、钢齿钻头 C、研磨型镶齿钻头 5、在含硫化氢井上，电器开关距井口的最小允许距离是 2012年华北石油局职工培训中心 井控培训试题(A类) 考试须知: 考试时间120分钟。 除题目有特殊要求以外，所有题目只有一个正确答案。 当考生做完试题或发现问题时，请举手示意监考人员以寻求必要的帮助。 考生单位：学员姓名：考试成绩：考试时间: 一、井控装备(每题1分共计50分，请将正确的选项号填入括号内) 1. 手动操作杆与防喷器手动锁紧轴中心线的偏斜应不大于（）。 A、450 B、300 C、600 2. 14.剪切闸板由钻井队（）操作。 A. 副司钻 B、司钻 C、值班平台经理 3.防喷器组合的通径必须一致，其大小取决于井身结构设计中的所联（）尺寸。 A、套管； B、钻杆； C、钻头 4. 远程控制台储能器应充氮气压力（）。 A、21MPa±0．7MPa B、7MPa±0．7MPa C、10MPa±0．7MPa 5.当井内压力不断升高时，可以打开环形防喷器泄压。( ) A、错； B、对 6. 井控设备是指实施油气井( )所需的一整套装臵、仪器、仪表和专用工具。 A.压力控制 B.油气控制 C.地层控制 7.可利用环形防喷器进行强行下钻作业。( ) A、错； B、对 8.在环形防喷器中，井压助封。（） A、错； B、对 9.以下哪几种存放方法对胶芯最好（）(3个答案) A、靠近有腐蚀性的物品； B、室温状态； C、接近高压带电设备； D、在光线较暗又干燥的室内； E、单个平放 10. 液压防喷器的公称通径指液压防喷器能通过的（）的外径。 A.最小钻具 B.最大钻具 C.合适尺寸钻具 11.密封圈失效后压注二次密封脂不可过量，以观察孔不再泄漏为准。( ) A、对； B、错 12. 液压防喷器的特点是:动作迅速、操作方便、（ )、现场维修方便等特点。 A.省力 B.安全可靠 C.成本低廉 第七章固井与完井 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 1．何谓双向应力椭圆？ 答： 在轴向上套管承受有下部套管的拉应力，在径向上存在有套管内的压力或管外液体的外挤力，套管处于双向应力的作用中。根据第四强度理论，列套管破坏的强度条件方程： 2 2 2 (T z+b t - (T t (T z= d s 改写为：( T z/ d s) -( d z d t )/ T s +( T t / T s) =1 得一椭圆方程。 用d z/ d s的百分比为横坐标，用 d t/ d s的百分比为纵坐标，绘出的应力图，称为双向应力 椭圆。 2．何谓前置液体系？ 答：前置液是注水泥过程中所用的各种前置液体的总称。前置液体系是用于在注水泥之前，向井中注入的各种专门液体。 四、简答题 1．简述套管的的种类及其功用。 答： (1)表层套管，表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染。 (2)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复杂地层。 (3)生产套管。生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流到地面提供通道。 (4)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采用，即只要裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。采用钻井衬管可以减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷，同时又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。 2．井身结构设计的原则是什么？ 答： 进行井身结构设计所遵循的原则主要有： （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。 3．套管柱设计包括哪些内容？设计原则是什么？答：套管柱设计包括套管的强度计算；有效外在计算；及套管柱强度设计。 套管柱设计原则： （ 1）应能满足钻井作业、油气层开发和产层改造的需要； （ 2）在承受外载时应有一定的储备能力； （ 3）经济性要好。 4．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殊作业（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。 5．目前主要有几种套管柱的设计方法？各有何特点？ 答： （ 1）等安全系数法：它的设计思路是使各个危险截面上的最小安全系数等于或大于规定的安全系数。 （ 2）边界载荷法：它的优点是套管柱各段的边界载荷相等，使套管在受拉时，各段的拉力余量是相等的，这样可避免套管浪费。 （ 3）最大载荷法：其设计方法是先按内压力筛选套管，再按有效外挤力及拉应力进行强度设计。该方法对外载荷考虑细致，设计精确。 （4） AMOCO设计方法：该方法在抗挤设计中考虑拉力影响，按双轴应力设计，在计算外载时考虑到接箍处的受力，在计算内压力时也考虑拉应力的影响。 2019年司钻作业（钻井作业）安全生产模拟考试题库 及答案（三） 第1题、【判断题】为保证钻井泵有效地工作,在现场使用时钻井液池或循环罐应尽量远离钻井泵。 A、正确 B、错误 正确答案：B 第2题、【判断题】为提高固井质量,顶替水泥浆应采用紊流。 A、正确 B、错误 正确答案：A 第3题、【判断题】为节省资源,外来人员用电可以与井队使用同一闸刀用电。 A、正确 B、错误 正确答案：B 第4题、【判断题】为避免水龙头脱钩,在挂水龙头时,一定要检查大钩与水龙头的挂合情况是否牢靠,把大钩锁销锁牢。 A、正确 B、错误 正确答案：A 第5题、【判断题】为预防大绳打扭,冬季钻进时,快速启动转盘,用低速挡活动好水龙头。 A、正确 B、错误 正确答案：B 第6题、【判断题】为预防砂桥卡钻发生,井筒的井径扩大率应控制在10%~15%以内。 A、正确 B、错误 正确答案：A 第7题、【判断题】为预防粘吸卡钻,使用水基钻井液(一般为阴离子钻井液)时,一般要求钻柱静止时间不允许超过8~10min。 A、正确 B、错误 正确答案：B 第8题、【判断题】为预防缩颈,在蠕变地层钻进可使用偏心PDC钻头,把井眼钻大,或在钻头以上的适当部位接牙辊扩大器,以修整缩小的井眼。 A、正确 B、错误 正确答案：A 第9题、【判断题】为预防顶天车事故发生,如遇高低速放气失灵,应立即摘开总车离合器,合上气刹车开关或踏下防碰天车,紧急制动。 A、正确 B、错误 正确答案：A 第10题、【判断题】为预防顿钻事故发生,起下钻铤时一定要按规定卡好安全卡瓦。 A、正确 B、错误 正确答案：A 第11题、【判断题】事故处理“四不放过”原则,即事故原因没有查清不放过;事故责任者没有严肃处理不放过;广大职工没有受到教育不放过;防范措施没有落实不放过。 第一章 4 ?岩石的硬度也就是岩石的抗压强度（ f ）。 1?一般岩石的弹性常数随围压的增加而增大。（f ） 2 ?在动载作用下岩石呈现出的强度比静载作用下要大的多。（f ） 1 ?什么是井底压差？ 答：井内液柱压力与地层孔隙压力之差。 3. d e指数法预报异常地层压力的原理 答：d e指数法预报异常地层压力的原理是根据机械钻速在正常、异常地层压力的差别，通过计算取得。叙述主要公式及公式中d e指数与机械钻速之间的关系。 5 .岩石的硬度与抗压强度有何区别？ 答：硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。硬度只是固体表面的局部对另一物体压人或侵入时的阻力，而抗压强度则是固体抵抗固体整体破坏时的阻力。 6 ?什么是各向压缩效应？ 答：在三轴应力试验中，如果岩石是干的或者不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或 者气体时，增大围压则一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作 用统称为“各向压缩效应”。 第二章7 3 ?牙轮钻头是以（a）作用为主破岩的钻头。 a.冲击 b. 切削e. 研磨 4. 已知钻具在泥浆中的总重量为100吨，钻进时需给钻头加压 20吨，钻进时大钩负荷应该是80 吨。 4.某井井深2000米，地层压力27.5Mpa,井内钻井液密度为1.18 g/cm3 ,井底压差为-4.35 Mpa。 1 ?阐述牙轮钻头的工作原理。 1）牙轮钻头依靠牙齿破碎演示，固定在牙轮上的牙齿随钻头一起绕钻头轴线作顺时针方向的旋转运动，成为公转。（3分） 2）同时，牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向的旋转成为自转。钻头在井底的纵向振动，与静载 压入力一起形成了钻头对地层演示的冲击、压碎作用。（2分） 3）剪切作用由牙轮钻头的超顶、复锥和移轴三种结构特点引起。（2分） 1. 某直井钻至井深L=1600m井底地层压力16.4MPa,泥浆密度p n=1.1g/cm 3，钻进钻压为 W=65kN钻柱组成为5”钻杆（外径为d op=127mm内径为d ip=110mm长L p=1500m） + 7” 钻铤 （外径为d oc=177.8mm内径为d ie = 75mm长L c=100m）组成，已知钻柱的密度为p 3 =7.85g/em 求解： 1）计算钻柱轴向力零点井深。（4分） 2）画出钻柱轴向力分布示意图。（2分） 3）钻进时井底压差为多少？（2分） 解： 1）计算钻柱轴向力零点井深 计算钻铤浮重： Le=S nWmax/qcKbco na p92 第一章 钻井的工程地质条件（P41） 1、简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层压力和基岩应力三者之间的关系。答：P6～P8 2、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。答：P10 答：地层在沉积压实过程中，能否保持压实平衡主要取决于四个因素：（1）上覆岩层沉积速度的大小，（2）地层渗透率的大小，（3）地层孔隙减小的速度，（4）排出孔隙流体的能力。 在地层的沉积过程中，如果沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。由于上覆岩层继续沉积，岩层压力增加，而下面的基岩的支撑能力并没有增加，孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭，就造成了地层欠压实，从而导致了异常高压的形成。 3、简述在正常压实地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc 指数随井深变化的规律。 答：密度、强度、dc 指数随井深增加而增大（见P10上、P25下、P15中）； 空隙度、声波时差随井深增加而减小（见P12下）。 4、解释地层破裂压力的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力？ 答：地层破裂压力：P17中。 根据液压实验曲线确定地层破裂压力：见P21中（步骤4、5）。 5、某井井深2000m ，地层压力25MPa ，求地层压力当量密度。 解：根据P13、式（1-12），地层压力D p p p ρ00981.0= 地层压力当量密度 )/(274.12000 00981.025 00981.03m g D p p p =?= = ρ 一、判断题 1.异常高压层段泥岩的声波时差值小于同深度正常压力层段泥岩的声波时差值。（） 2.井深2000m处的地层压力为25MPa，该地层为异常高压地层。（） 3.一般地讲，岩石的抗拉强度小于其抗压强度，大于其抗剪强度。（） 4.泥岩、砂岩和碳酸盐岩都属于碎屑岩。（） 5.牙轮的移轴布置是为了产生径向滑动剪切作用。（） 6.PDC钻头的切削齿向后倾斜一定角度，是为了更有效地破碎岩石。（） 7.深井钻杆柱由下而上，强度逐段增大。（） 8.粘土水化膨胀的强弱顺序为：蒙脱土﹥伊利地﹥高岭土。（） 9.转速越高，钻进速度越快，每米成本越低。（） 10.钻井泵的工作压力等于循环系统压耗和钻头压降之和。（） 11.定向井垂直剖面图上的纵坐标是垂深，横坐标是水平位移。（） 12.满眼钻具结合的主要功能是控制井眼曲率。（） 13.井内钻井液柱的压力对井底岩石的强度没有影响。（） 14.由井底钻头水眼喷出的射流是淹没自由射流。（） 15.气侵关井后，井口压力不断上升，说明地层孔隙压力在不断升高。（） 16.发现溢流后，在节流阀未打开的情况下关闭防喷器称为软关井。（） 17.采用司钻法压井时，在第一循环周应保持总立管压力不变。（） 18.套管柱在承受轴向拉应力时，其抗内压强度降低。（） ） 三、简答题（每题5分，共20分） 1.PDC钻头是怎样破碎岩石的？适合钻什么样的地层？ 2.简述钟摆钻具的纠斜原理信使用特点。 3.简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。 4.简述钻井液在钻井工程中的作用。 四、计算题（四道题，共50分） 1.某井“二开”拟采用121/4”钻头钻进，并用塔式钻具防斜，井斜角控制在3o以内。设计钻压160KN，钻井液密度为1.2 g/cm3。现在已选用钻铤：9”（q c1=2860N/m）27m，7”钻铤（q c1=1632N/m）54米，还需多长的61/4”钻铤（q c3=1362N/m）。（安全系数取1.20，钻铤钢材密度取7.8 g/cm3）。（12分） 2.某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时泵压为18MPa，所用排量为30L/s，钻井液密度为1.3。此时循环系统的循环压耗系数KL=0.0223MPa（L/ s）1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大？（12分） 3.某井钻至2600m井深时，测得井斜角35o，井斜方位角75o。现打算利用造作率为3.6o/30m 的弯外壳马达继续钻进某一深度后使井斜角达到40o，井斜方位角达到50o。求造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？扭方位的井段长度为多少？（13分）钻井工考试安全试题
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