钻井05第二学期期末试卷(A) 答案
钻井工程试题参考答案（A）
一、填空题（本大题共18小题，每空1分，共30分）
1、涡沦钻具、螺杆钻具和电动钻具
2、造斜工具
3、井眼曲率
4、装置角
5、密度、垂直高度
6、流体压力、基岩应力
7、压实作用
8、表层套管、技术套管、油层套管
9、接箍连接、无接箍连接
10、丝扣滑脱、丝扣断裂
11、外挤压力、内压力、轴向力
12、22.44MPa
13、顶替效率
14、胶溶期、凝结期、硬化期
15、失水
16、抗压强度
17、浴井解卡法
18、相对磨损高度
二、名词解释（本大题共6小题，每小题2分，共12分）
1、水力净化系数实际钻速与井底净化时的钻速之比。
2、溢流通常是指当地层压力大于井内压力时，地层中的流体进入井内并推动井内泥浆外溢的现象。
3、压井就是溢流发生后，在井内重新建立一个泥浆柱压力来平衡地层压力的工艺。
4、卡钻指在钻井过程中，因地层条件复杂、泥浆性能不好或技术措施不当等原因而造成钻具在井内卡住不能活动的现象。
5、卡点深度亦称卡点位置，指卡点以上钻柱的长度。
6、抗挤强度套管在挤毁时所能承受的外挤压力称为抗挤强度。
钻井工程试题答案及评分参考（A）第1页（共4页）
钻井工程试题答案及评分参考（A ）第2页（共4页）
三、简答题（本大题共6小题，共35分）
1、简述装置角对井斜角和方位角的影响规律。（6分）
参考答案：如果以原井斜方位为起点，装置角顺时针每旋转
９０?依次为一、二、三、四象限。则（1）装置角在一、二象限
内时，即w ＝０～１８０?时，新井眼方位增大；（2）装置角在
三、四象限时，方位减小。W 分别为９０?、２７０?左右时，井
斜方位角增（减）量最大。（3）装置角在一、四象限时，新井眼井斜角增大；装置角在二、三象限时，井斜角减小。（4）W 分别为０?和１８０?时，井斜角增（减）量最大。（5）如果造斜率一定，原井斜越大，新井眼井斜方位角的最大变化量将越小，反之易反。（6）如果原井斜角一定时，造斜工具造斜率越大，所能扭动的井斜方位角大，反之则小。
2、试写出典型的套管串结构以及单级注水泥的施工工序（6分）
参考答案：引鞋＋套管鞋＋旋流短节＋几根套管＋回压凡尔＋一根套管＋承托环（生铁圈）＋套管串＋联顶节＋水泥头
打前置液，注水泥，开挡销、顶胶塞，替泥浆，碰压，侯凝。；
3、简述提高固井质量的措施。（6分）
参考答案：一、提高顶替效率：（１）尽量采用紊流顶替；（２）调整好泥浆与水泥浆性能；（３）用好前置液；（４）提高井身质量；（５）加扶正器；（６）活动套管。
二、防止天然气窜入环空
三、提高水泥石与井壁和套管的胶结强度
四、分级注水泥及尾管固井
4、试写出司钻法压井施工工艺步骤以及压井过程中的立压和套压变化规律。（6分） 参考答案：分两步完成：
第一步：用原井浆循环一周排除溢流。用正常钻
进排量的1/2～1/3的排量循环，通过调速节流阀保持
关井立压不变，直至排除所有溢流。
第二步：用加重泥浆循环压井。在重浆入井至到
达钻头处的过程中，调节节流阀，使套管压力保持不
变；然后调节节流阀，使立管压力保持不变直至重浆循环结束。
钻井工程试题答案及评分参考（A ）第3页（共4页）
5、对于钻头进尺表达式E S
J F ?=，试解释式中各字母及J/S 的物理意义（5分） 参考答案：（1）J 的物理意义：所用钻头在选定措施下的初始钻速，即当牙齿磨损量为Ht ＝0时的瞬时钻速，其单位为m/h ；（2）S 的物理意义：所用钻头在选定措施下的初始磨损速度，即当牙齿磨损量为Ht ＝0时的瞬时牙齿磨损速度，其单位为1/h; （3） S 的倒数，即为以初始磨损速度磨损下去的钻头牙齿理论寿命；（4）J/S 的比值，是不考虑牙齿磨损影响时的进尺。即为钻头牙齿以初始磨损速度S 磨损下去，又以初始钻速J 钻下去时，钻头所能取得的理论进尺；（5）E 的物理意义：考虑了由于牙齿磨损而使钻速和牙齿磨速发生变化之后的进尺效果系数。数值上它等于实际钻头进尺与理论钻头进尺的比值。
6、简述沉砂卡钻的原因、现象及预防措施。（6分）
参考答案：原因：（1）泥浆粘度、切力低，携带、悬浮岩屑能力弱；（2）循环排量小，或在局部井径扩大处环空间隙大，岩屑虽被悬浮，但返出量少；（3）因设备故障或断钻具，钻进中被迫中断循环。
现象：（1）环空泥浆严重倒流，从钻杆水眼涌出，开泵前活动钻具有蹩动，开泵泵压很高；（2）接完单根或下钻时，不能下到井底，需要开泵划眼。
预防措施：（1）控制清水钻进时间，一旦出现携带岩屑困难的异常现象，立即替入泥浆，并要有足够的粘度、切力；（2）钻前应大排量循环半周以上，以带出井下岩屑，同时搞好设备维修，使用好钻具，避免中断循环。
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，??=31515a ＝，φαa ；b 点处井深835米，??=58.17b ＝，φαb 。试求：（结果单位：度/30米）（6分）
1)井斜变化率a K 。（1分）
2)方位变化率φK 。（1分）
3)全角变化量β。（2分）
4)全角变化率K 。（2分）
参考答案：1）m L
K a
b 30/4.230800
835158.1730?=?--=??-=ααα 2）m L K a b 30/7.26530800
835315530?-=?--=??-=φφφ
钻井工程试题答案及评分参考（A ）第4页（共4页）
3）?=+=+=4.162
8.17152b a c ααα m L L K c 30/2.1414.16sin )7.265(4.2sin 222
2?=??-+=??
? ????+??? ????=αφα
4）?=??=??=7.16435)30/2.141(L K β
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：
（1） 刚发生溢流时的井底天然气压力： MPa P p 26.374.110297523.18.93=+???=-
（2） 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：MPa L P P m p b 05.58172523.1108.926.37108.9313=???+=?+=--ρ 井口套压：MPa L P P p a 99.42125023.1108.905.5823.1108.9323=???-=???-=--
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）
1 150 65 750
2 120 50 1174
3 120 80 840
4 180 80 540
5 180 50 750
6 150 65 788
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：h m v m /8.43600)750/1(1=?= h m v m /07.33600)1174/1(2=?=
h m v m /29.43600)840/1(3=?= h m v m /67.63600)540/1(4=?=
h m v m /8.43600)750/1(5=?= h
m v m /57.43600)788/1(6=?=（2分） （2）求相对钻速误差，验证记录数据的可靠性（1分） %15%8.4%1008
.457.48.4101?=?-=-m m m v v v 表列数据可用于计算
钻井工程试题答案及评分参考（A ）第5页（共4页）
（3）7119.02041.01453.0)80/50lg()29.4/07.3lg()/lg()/lg(321=--===H L m m n n v v e 7001.02041
.01429.0)80/50lg()67.6/8.4lg()/lg()/lg(451=--===H L m m n n v v e
706.02
7001.07119.0221=+=+=
e e e （3分） （4）kN v v W W v W M m m L H m L 526.1307.38.412018007.3120)(2521=--?-=---= kN v v W W v W M m m L H m L 647.178.467.612018029.4120)(5432-=--?-=---= kN M M M 06.22
647.17526.13221-=-=+=
（3分）