钻井作业习题
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
※<习题四>
第四章钻井参数优选
1．影响钻进速度的因素的可控因素的意义？主要包含哪些因素？
2．影响钻进速度的因素的不可控因素的意义？主要包含哪些因素？
3．门限钻压、牙齿磨损量、压持效应的概念
4．什么是水力净化系数？什么是压差影响系数？各自的取值范围？
5．某井用直径Φ200mm241型钻头钻进，钻压W=196kN，转速n=70r／min,井底净化条件较好，钻头工作14h以后起钻，已知Af=2.33×10-3。求牙齿磨损量hf。
6．某井用直径Φ200mm211型钻头钻进，钻压W=196kN,转速n=80r/min，钻头工作14h以后起钻，轴承磨损到B6级，求轴承工作系数b。
8．射流的概念及分类。
9．等速核内射流速度的分布如何？超过等速核长度范围轴心射流速度如何变化？
10．射流对井底有哪些作用？
11．射流对井底的清洗作用有几种作用形式？
12．射流水力参数包括那几个？
13．钻头水力参数包括哪些？钻头水功率与射流水功率有何关系？
14．提高钻头水功率有哪些途径？
15．最小携岩排量、岩屑运载比（岩屑举升效率）的概念。
16．在额定泵功率和额定泵压条件下获得最大钻头水功率的条件各是什么？
17．在额定泵功率和额定泵压条件下获得最大射流冲击力的条件各是什么？
18．某井使用215.9mm钻头钻进，喷嘴流量系数C=0.96，井内钻井液密度为1.42g/cm3,排量为16L/s。若要求井底比水功率为0.418kW/cmz,且三个喷嘴中拟采用一个直径为9mm，另两个为等径。试求另两个喷嘴的直径，并计算射流水力参数和钻头水力参数。
19．某井钻进215.9mm井眼，使用127mm内平钻杆（内径108.6mm）,177.8mm钻铤(内径71.4mm)100m。测得钻井液性能ρd=1.2g/cm3, PV=0.022Pa?s，pg=0.34Mpa，Q=22L/s。试求m、a值及井深2000m时循环系统的压力损耗。
20．条件同题5，求允许泵压分别为17.3MPa,14.2MPa时钻头所可能获得的压降及相应的喷嘴当量直径（喷嘴流量系数C=0.96）和射流水力参数。
21．已知某井用215.9mm钻头钻进，井眼扩大处井径310mm，钻杆外径127mm,排童21L/s。钻井液密度1.16g/cm3,其范氏粘度计600、300r/min的读数分别为65、39。岩屑2.52g/cm3,平均粒径6mm。试校核岩屑举升效率。
22．某井采用15.9mm钻头钻进（喷嘴流量系数C=0.98）,177.8mm钻铤(内径
71.4mm)120m,所用钻杆为127mm内平钻杆（内径108.6mm）。井队配备有两台NB-1000钻井泵，根据经验，对整个循环来统而言，地面泵压以不超过18MPa较合适；Kg取值
1.07×10-3MPa?s1.8?L-1.8。预计钻进到4000m处钻并液密度为1.64g/cm3,塑性粘度0.0047Pa?s。试按最大钻头水功率方式对该井深处进行水力参数设计。要求环空返速不低于0.7m/s.
※<习题五>
第五章井眼轨道设计和轨迹控制
1．井眼执迹的基本参数有哪些？为什么将它们称为基本参数？
2．方位与方向的区别何在？请举例说明。井抖方位角有哪两种表示方法？二者之间如何换算？
3．水平投影长度与水平位移有何区别？视平移与水平位移有何区别？
4．狗腿角、狗腿度、狗腿严重度三者的概念有何不同？
5．垂直投影图与垂直剖面图有何区别？
6．为什么要规定一个浏段内方位角变化的绝对值不得超过1800?实际资料中如果超过了怎么办？
7．测料计算，对一个测段来说，要计算哪些参数？对一个浏点来说，需要计算哪些参数？测段计算与测点计算有什么关系？
8．平均角法与校正．平均角法有什么区别？实际计算结果可能有什么差别？
9．直井轨迹控制的主要任务是什么？
10．引起井抖的地质原因中最本质的两个因素是什么？二者如何起作用？
11．引起井抖的钻具原因中最主要的两个因素是什么？他们又与什么因素有关？
12．井径扩大如何引起井科？如何防止井径扩大？
13．满眼钻具组合控制井抖的原理是什么？它能使并针角减小吗？
14．钟摆钻具组合撞制井抖的原理是什么？为什么使用它钻速很慢？
15．定向井如何分类？常规二维定向井包括哪些？
16．从钻井工艺的角度看，定向井的最大井抖角是大点好还是小点好？
17．多靶三段式与三段式有何区别？轨道设计方法有何不同？
18．轨道设计的最终结果包括哪些内容？
19．动力钻具造钎工具有哪几种形式？他们的造针原理有何共同之处？
20．螺杆钻具在定向井造针方面有何优点？
21．变向器与射流钻头造针原理有什么不同？它们能连续造针吗？
22．BHA是什么意思？它有什么用途？
23．轨迹控制的三个阶段的主要任务各是什么？
24．高边方向线与装置方向线各是怎样形成的？这两条线是否处在同一平面上？
25．装置角有什么重要意义？当装笠角等于2400时，井眼轨迹将如何发展？
26．有了装置角为什么还要有装置方位角？它们之问有什么关系？
27．动力钻具反扭角是如何产生的？为什么友扭角总是使装置角减小？
28．什么是定向？定向的目的和意义是什么？
29．井下定向的工艺过程有哪些？
30．定向键法是如何使测量仪器中罗盘的“发线”与造料工具的工具面对准？
31．无磁钻艇在定向中的作用是什么？什么情况下需要使用无磁钻挺？
32．水平井分类的依据是什么？为什么要分类？
33．水平井的难度主要表现在哪些方面？引起这些难度的原因是什么？
34．井料方位角与象限角的换算：
(1)将下列方位角用象限角表示：50°,90°,175°,200°,315°,0°；
(2)将下列象限角用方位角表示:S13.5°E,S70°W,N50°E,N33°W。
35．满眼钻具组合中扶位呈的计算。已知条件为:Dh=216mm,Da=215mm,Dc=178mm(内径75mm)，E=20.594×1010Pa,pd=1.33kg/L,设计允许最大井针角3°。试求该组合的中扶正器距离钻头的最优距离。
36．钟摆钻具组合扶正器最优距离的计算。已知条件为:Dh=216mm,D扶
=214mm,Dc=178mm(内径75mm)，E=20.594×1010Pa,p d=1.33kg/L,设计允许最大井料角3°,钻压p=120kN。试求该组合扶正器距离钻头的最优距离。
37．某井钻至2000m深处，井料角310，井针方位角102。根据轨迹控制要求，希望钻进100m使井斜角达到33°，井斜方位角达到70°。求造斜工具的装里角和造斜率。 38．某井方位控制计算：已知目前井底井斜角22.5°,井斜方位角205°,造斜工具的造斜率为4.5°/30m,装里角定为95°,求钻进120m以后的井斜角和井斜方位角值。
※<习题六>
第六章油气井压力控制
1．在钻井中，确定钻井液密度的主要依据是什么？其重要意义是什么？
2．在实际钻井中，如何处理平衡压力钻井与安全钻井的关系？
3．简述欠平衡压力钻井的特点、适用性及局限性。
4．地层流体侵入的原因及其预防。
5．气使情况环空气液两相流流型分布特点。
6．基于方程（6-5），自行设置参教，对于同一钻井液泵入量、气体侵入量、钻井液密度及表面张力，模拟计算不同井深下气体上升速度分布值。
7．简述地层流体侵入井眼的征兆。
8．地层流体侵入井眼检测方法比较。
9．关井可以分为那几种？什么情况下采用硬关井？
10．什么叫压井？
11．如何准确地确定关井立压与套压？
12.根据关井压力恢复情况粗略判断井控难易的原理是什么？
13.井底常压法压井的原则是什么？
14.压井方法的选择依据是什么？
15．常规压井与非常规压井区别在哪里？
16．某井井深D=4000m；钻头尺寸为215.9mm；钻杆尺寸为114.3mm,24.72kg/m,壁厚8.6mm；钻井液密度,ρ =1.50g/cm3；244.5mm技术套管下至3000m,该处地层破裂压力梯度Gf=19.9kPa/m。根据溢流发生之前的记录，泵速30冲每分时，循环压力pci=12.00Mpa；钻井泵类型为3NB-900,缸套直径120mm,泵速30冲每分时排量Q=15.56L/s,最大泵压为33.27Mpa；发生井涌关井后10min，立管压力为4.67MPa,套压为6.65MPa；钻井液池内钻井液量增加4.5m3。利用司钻法及工程师法设计一压井施工单。
17．某井使用密度为1.25g/cm3的钻井液钻至4000m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。
（1）求压井用的钻井液密度；
（2）已知上一层套管下深2000m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关井套压。
第七章固井与完井
1．简述套管的种类及其功用。
2．井身结构设计的原则是什么？
3．井身结构设计的内容有哪些？
4．什么是井涌允量？
5．某井油层位于2600m,预测地层压力的当量钻并液密度为1.30g/cm3,钻至200m下表层套管，液压实验刚得套管鞋处地层破裂压力的当量钻井液密度为1.85g/cm3,问不下技术套管是否可以顺利钻达油层？已知：Sb=0.038g/cm3，Sk＝0.05g/cm3，sf＝
0.036g/cm3，Sg=0．04g/cm3。
6．套管柱设计包括哪些内容？设计原则是什么？
7．套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？
8．目前主要有几种套管柱的设计方法？各有何特点？
9．何谓双向应力椭圆？何时考虑双向应力？
10．油井水泥的主要成分和性能是什么？
11．水泥桨性能与固井质量有何关系？
12．何谓前置液体系？有何作用？
13．注水泥设计的要求有哪些？
14．顶替效率、窜槽、水泥浆失重、稠化时间的概念。
15．提高注固井质量应该采取哪些措施？
16．提高注顶替效率应该采取哪些措施？
18．套管柱下部结构包括哪些部件？各有何作用？
19．油井完成的原则？
20．油井完成有几种方法？各有何特点？
21．什么是裸眼完井法？先期裸眼完井法与后期裸眼完井法的优缺点对比。
22．什么是射孔完井法？
23．某井用139.7mm,N-80钢级.9.17mm的套管，其额定抗外挤强度Pc=60881kPa，管体杭拉屈服强度为2078kN，其下部悬挂194kN的套管，试用查表法及线性法计算Pcc。 24．178mm,N-80钢级、9.19mm的套管允许杭外挤强度为37301kPa，如果抗挤安全系数为1.125,求在1.23g/cm3的钻井液中的允许下入深度。
25.井深2000m处下一层245mm的技米套管，钻井液密度1.209／cm3,水泥面高度在井深1600m处，试用计算机程序进行套管强度设计（要求在下列给定的套管中选择套管）。
第八章其他钻井技术及作业
1．什么叫井下复杂情况？什么叫钻井事故？
2．造成井喷的原因有哪些？井喷前有哪些预兆？
3．井喷失控着火后有IL种处理方法？各有何特点？
4．造成井漏的原因有哪些？有几种井漏类型？
5．常用的堵漏方法和堵漏剂有哪些？
6．什么现家称之为卡钻？常见的卡钻有几种类型？
7．压差卡钻（泥饼粘附卡钻）是如何造成的？如何判断及预防？ 8．什么是键槽卡钻？如何判断及预防？
9．有几种处理卡钻的方法？各适用于哪些类型的卡钻？
10．O,J扣套铣解卡和爆炸倒扣套锐解卡有何特点，步骤如何？ 1l．钻具事故包括哪些？常见的打捞工具有哪些？
12．公锥和母锥的打捞原理是什么？各适用于何种情况？
13．打捞井下落物时，常用哪几种工具？各有何特点？
14．取心的目的是什么？
15．取心钻进的几个环节是什么？
16．取心钻进的评价指标是什么？
17．取心工具包括哪几个主要部分？
18．取心钻头有哪几种类型、其结构如何？
19．岩心简的结构如何？
20．宕心筒的悬挂装置如何全
21．常规取心工具有哪些？各适用于哪些地层？
22．密闭取心用于何种情况，其工具的特点是什么？
23．保压密闭取心工具有何特点？
24．为什么要进行定向取心？
25．套管开窗的用途是什么？
26．简易套管开窗工具的施工步骤有哪些？
钻井工考试安全试题
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 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 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 $ 目视化 一、选择题 3、有盖板的受限空间的入口处用（）标示。 A、红线 B、黄线 C、绿线 答案：B 4、现场目视化包括人员、工用具、生产作业区现场、工艺、办公区和（）。 A、设备 B、安全防护用品 C、提示牌 答案:A ' 5、井场入口应设置门禁，门禁杆上应悬挂（）提示牌 A、危险 B、硫化氢 C、绿色 答案：B 7、每个受限空间的（）或旁边贴牌标示 A、出口处 B、入口处 C、里面 答案：B 1、井口工具要（），交接班交接清楚。 A、有清单 B、摆放整齐 C、职责分配到个人 : 答案：A 1、运转设备除工艺上锁点外，（）也应上锁挂签 A、电气上锁点 B、开关 C、上一级开关 答案：A 1、现场带红色安全帽的是（）。 A、现场操作人员 B、管理人员 C、安全监督人员 答案：A 1、现场带蓝色安全帽的是（）。 < A、承包商人员 B、管理人员 C、安全监督人员 答案：A 1、人员目视化通过（）个方面能鉴别人员的身份、作业资质等。 A、四 B、五 C、六 答案：C 1、现场带白色安全帽的是（）。 A、现场操作人员 B、管理人员 C、安全监督人员 答案：B ~ 二、判断题 1、在有较大危险因素的生产经营场所和有关设施、设备上设置明显的安全警示标志。 答案：√ 2、所有电器开关均要标明负荷或控制设备的名称（如有英文应翻译成中文），移动式配电箱箱门不需要上锁（参照临时用电标准执行）。 答案：× 3、各类压力容器必须标示并有国家或厂家检测牌。 答案：√ 4、运转设备除工艺上锁点外，电气上锁点不应上锁挂签。 】 答案：× 5、机房、钻台、泵房、发电房、泥浆罐等相关工具必须定点存放，有清单。答案：√ 6、乙炔瓶、氧气瓶状态要有标签。 答案：√ 7、吊索具使用要有提示牌。 答案：√ 8、井场周围不需要设置警戒线。 * 答案：× 9、根据实际情况设置风向标、安全通道、逃生路线、紧急集合点。 答案：√ 10、没有盖板的受限空间的入口处做好隔离措施，并标识。 答案：√ 11、楼梯旁粘贴“上下楼梯请扶好扶手”标识。 答案：√ 12、为防止单吊环事故，三角区内严禁站人。 # 答案：√ 13、泥浆坐岗房必须有钻井液循环系统的工艺流程图。 答案：√ 14、循环系统安全阀必须标明参数，避免超负荷运行。 答案：√ 15、高压管汇目视化管理阀门应编号，并挂牌。 答案：√ ( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 钻井设备及工具检测要求(新 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process 钻井设备及工具检测要求(新版) 1范围 本标准规定了中原油田钻井队主要设备在使用过程中的现场检测重点项目、周期，使用单位、服务单位的检测职责。 本标准适用于中原油田钻井队主要设备现场探伤检测。 2引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 SY/T5399-91石油钻井用钻杆动力钳 SY/T5200-93钻柱转换接头 SY/T5369-94石油钻具的管理使用方钻杆、钻杆钻铤 SY/T5716.1-95石油钻机大修理通用技术 SY/T6270-1997石油钻采高压管汇件的使用与维护 SY/T6357-1998提升设备的检验、维护、修理和修复程序 SY/T6367-1998钻井设备的检验、维护、修理和修复程序 SY/T6408-1999钻井和修井井架、底座的维护与使用 3现场检测要求。 钻井设备及工具现场检测部位、方法要求见表1。钻井设备、提升设备的检验、维护、修理和修复程序分别执行SY/T6357-1998、SY/T6367-1998。 4检测报告 检测机构应向钻井队出具检测报告。 5处置 根据检测结果，合格继续使用，否则采取修复、报废等措施。 6检测机构 检测机构应具备相应资质。 表1钻井设备及工具检测部位、方法及要求 序号 设备名称 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。（） ( 安全试题 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 钻井安全生产设备设施检查试 题(新编版) Regular examinations and questions are an important means to supplement and consolidate the knowledge of personnel in the company’s security positions 钻井安全生产设备设施检查试题(新编版) 1钻井上岗必须穿戴什么? 答:钻井人员上岗必穿工衣.穿工鞋.戴手套.上钻台必须戴安全帽高空作业必须系安全带. 2.钻井施工提下钻前.为了安全应检查哪些主要设备和仪表? 答:提下井前.首先检查离合器是否放气,指重表是否工作,防碰天车是否灵活好用,刹车是否安全可靠,否则不得进行提下钻作业. 3.钻井十一项安全生产要害部位是什么? 答:钻井十一项安全生产要害部位是(1)防碰天车装置(2)刹车系统(3)游动系统(4)传动部位(5)气路系统(6)指重表(7)井控系统(8)循环系统(9)锅炉(10)电气系统(11)消防系统. 4.冬季机器设备应注意的安全事项的什么? (1)不允许以车带车发机器;(2)不允不经预热启机器;(3)不许在运转中加冷机油;(4)不许高转速预热机器;(5)不许预热前转飞轮, 预热后应轻微转动;(6)严禁不会操作人员乱操作; (7)禁止不用滤网直接加机油;(9)机工不得私自离开岗位,每二十分钟检查缸头一上油情况 5.冬季使用泵保险凡尔应注意什么? 冬季泵保险凡外资尔必须涂上黄油,每五天检查一次,保证灵活好用. 6.冬季指重表应加什么? 冬季指重表应加酒精,不得加水或柴油. 7.冬季司炉人员操作时发现什么情况必须停炉? (1)炉内压力升高到容许压力以上,采取措施后压力继续上升. (2)当锅炉内严重缺水时(这时严禁往锅炉内上水) (3)虽然不断往炉内上水,但炉内水位还是迅速下降时; (4)所有给水设备都坏了,无法上水时. (5)所有水位表或所有安全阀门都坏了 (6)水位增加到水位表的顶缘上,经采取措施后无效时 8.井队应配备的消防设施有哪些? 常用打捞工具及工作原理 一、抓卡打捞工具 1、倒扣接头 2、 LT-T卡瓦打捞筒 （1）、概述 LT－T型可退式卡瓦打捞筒是抓捞井内光滑外径落鱼最有效的工具，如钻杆、钻铤、接头、接箍、随钻工具和测试仪器等，能承受大载荷，设计有落鱼密封结构，能高泵压循环，也可以在井内释放落鱼。带有铣鞋，用于修整落鱼的飞边破口，使落鱼顺利进入捞筒。根据用途的不同配有加长节、壁钩、加大引鞋等附件。卡瓦打捞筒结构如图。 （2）、原理 每套卡瓦打捞筒的最大抓捞直径用螺旋卡瓦，如钻铤、接头、接箍、随钻工具等，通常有三种抓捞尺寸。篮状卡瓦是抓捞管身或小一级的钻具用，有数种抓捞尺寸，因落鱼直径减小之后再用螺旋卡瓦则使卡瓦剖面增厚，形成刚度太大，影响胀缩效果。抓捞时选用与落鱼外径相适合的一级卡瓦装入捞筒。用螺旋卡瓦时配用螺旋卡键和A行盘根，用篮状卡瓦时配密封控制环，每个密封控制环的内孔粘衬有和篮状卡瓦打捞尺寸配套的R行盘根，O型密封圈是通用件。上接头是筒体和捞柱的中间连接件，若打捞部位距鱼顶较远时，在筒体和上接头之间连接加长节。筒体的下部和引写连接。 筒体带有特殊宽锯齿形内螺纹，它和卡瓦地锯齿形外螺纹配合，并约束卡瓦的胀大缩小，每种卡瓦打捞筒的筒体都能换装数种打捞尺寸的卡瓦。 螺旋卡瓦形似一个圆柱弹簧，锯齿形外螺纹与筒体配合，虽然螺距一致，但和筒体螺纹接触的工作面窄得多，内孔为多头锯齿形螺纹捞牙。篮状卡瓦形似花篮，为完整的锯齿行形螺纹与筒体的锯齿形内螺纹配合，内孔也是多头锯齿形螺纹捞牙。周向开有胀缩槽，似一个弹簧卡头。无论是螺旋卡瓦还是篮状卡瓦，受轴向压力后直径增大，受拉力后直径减小，它们的内外锯齿形螺纹均为左旋，顺时镇旋转是卸扣，这样就可以释放落鱼，卡瓦的胀大和缩小，是使落鱼能进入卡瓦并抱紧。 （3）、使用 ①、A型盘根必须装平到位，否则会形成上接头筒体的连接螺纹拧不到位，发生不密封或更为严重的事故。 ②、当卡瓦、控制环（或螺旋卡键）、引鞋等和筒体组装好后，必须检查卡瓦在筒体内的行程，要求上下运动十分灵活。 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。 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 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 钻井井控设备培训试题及答案 初级井控(一级井控)是依靠适当的钻(修)井液和技术措施使井底压力稍大于地层压力的钻(修)井过程，来控制地层压力，使得没有地层流体进入井内。井涌量为零，自然也无溢流产生。以下是为大家整理的钻井井控设备培训试题及答案，希望可以给大家带来帮助!更多精彩内容请及时关注我们网! 1基本概念 1.1何为井控设备? 答：指用在钻井过程中监测、控制和处理井涌及井喷的装置，包括钻井井口设备、控制放喷设备、处理设备和其他连接部件。 1.2 井控设备的功用 答：预防井喷;及时发现溢流;处理复杂情况;迅速控制井喷 1.3 井控设备包括那些设备? 答：包括套管头、钻井四通、防喷器组、控制系统、节流压井管汇及节控箱、监测设备、钻井液液气分离器、加重装置、自动灌浆装置和钻井内防喷工具等。 2环形防喷器 2.1环形封井器有哪些功用? 答：1)当井内有钻具、油管或套管时，能用一种胶芯封闭各种不同尺寸的环形空间。 2)当井内无钻具时，能全封闭井口。 3)在进行钻井、取芯、测井等作业中发生溢流时，能封闭方钻杆、取芯工具、电缆及钢丝绳等与井筒所形成的环形空间。 4)在蓄能器控制下，能通过18°无细扣对焊钻杆接头，强行起下钻具。 2.2 环形防喷器为什么不能长期封井? 答：一则胶芯易过早损坏，二则无锁紧装置。 2.3 锥形环形防喷器的开启原理? 答：从控制系统来的高压油进入开启腔推动活塞下行。胶芯在本身橡胶弹性力的作用下复位，将井口打开。 2.4球形环形防喷器的结构特点? 答：a、胶芯呈半球形 b、不易翻胶 c、漏斗效应 d、橡胶储量大 e、井压助封 f、胶芯寿命长 2.5组合环形防喷器的结构特点? 答：a、由内外两层胶芯组成 b、内胶芯内部含支撑筋，支撑筋沿圆周切向配置，支撑筋的上下断面彼此紧靠 c、外胶芯为橡胶制件，无支撑筋而且橡胶材质较软，在挤压后易于变形。 2.6环形防喷器封闭不严如何排除? 答：(1)若新胶心，可多活动几次。旧的若支撑筋已靠拢仍封闭不严，则更换胶心。 (2)对旧胶心有严重磨损、脱块，影响使用的，及时更换。 (3)若打开过程中长时间未关闭使用胶芯，使杂物沉积于胶芯沟槽及其他部位。应清洗胶芯，并活动胶芯 2.7环形防喷器关闭后打不开如何排除? 答：因为长期关井。或固井后胶芯下有水泥浆凝固而造成。 2.8锥形和球形环形防喷器胶芯如何更换? 答：a、卸掉顶盖和壳体的连接螺栓 b、吊起顶盖 c、在胶芯上拧紧吊环螺丝，吊出旧胶芯、装上新胶芯 d、装上顶盖，上紧顶盖与壳体的连接螺栓。 e、试压 3闸板防喷器 3.1 闸板防喷器试压压力是多少? 答：低压试压：试压压力为2-4MPa，试压时液控油压为10.5MPa，稳压时间不少于15min密封部位无渗漏为合格。高压试压：试压压力为防喷器额定工作压力，试压时液控油压为10.5MPa，稳压时间不少于15min密封部位无渗漏为合格。 3.2 如果闸板防喷器整体上下颠倒安装能否有效密封?为什么? 答：(1)不能。 绝密★启用前 钻井安全监督培训试题 This article contains a large number of test questions, through the exercise of test questions, to enhance the goal of academic performance. 海量题库模拟真考 Huge of Questions, Simulation Test 钻井安全监督培训试题 温馨提示：该题库汇集大量内部真题、解析，并根据题型进行分类，具有很强的实用价值；既可以作为考试练习、突击备考使用，也可以在适当整理后当真题试卷使用。 本文档可根据实际情况进行修改、编辑和打印使用。 一、填空 1、水龙带及钻井泵的高压软管应安装保险钢丝绳, 钢丝绳的直径为12.7毫米。 2、锅炉房设置在距井口上风方向不小于50m处。 3、一般油气井, 生活区距井口100 m以上；井场边缘距铁路、高压线、地下电缆及其它永久性设施不应少于50 m。高压井、区域探井和含硫油气井距井口300 m以上, 相对井场在上风方向, 井场边缘距铁路、高压线、地下电缆及其它永久性设施不应少于100 m。 4、井口距民房500米以上。 5、值班房、发电房、油灌区距井口不少于30m。 6、发电房（在井场的左后方）和油灌区（在井场左方）相距不少于20m。 7、油罐距放喷管线不少于3m；水罐距放喷管线不少于2m。 8、循环罐中心线距井口11—14米。 9、在含硫油气田, 测井车等辅助设备和机动车辆应尽量远离井口, 至少在25米以外。 10、防喷器远程控制台、探照灯电源线以及生活基地电源线应从配电室控制屏处设置专线。 11、在钻台上、下和振动筛等硫化氢易聚集的地方, 应安装排风扇, 以驱散工作场所弥漫的硫化氢（冬季）。寒冷地区在冬季施工时, 对保温设施可采取相应的通风措施, 保证工作场所空气流通。 12、硫化氢第一级报警阈值应设置在10 毫克/米3 , 但不启动报警音响, 第二级报警阈值应设置在20 mg/m3。 13、在钻台、圆井、一号罐或坐岗房、机械传动钻机机房一号传动箱附近, 应安装硫化氢监测仪及音响报警系统, 且能同时开启使用。 14、对可能沉积有硫化氢气体的危险区域（钻台下、圆井、振动筛附近）应设置醒目的标志。 15、在含硫区块钻井队应配备总共不得少于12套的防毒面具, 并配备10套正压式强制呼吸器、5套备用气瓶、充气泵、具有四个探头的固定式硫化氢监测仪、四套便携式硫化氢监测仪及专用硫化氢报警器。 16、利用钻井液除气器和除硫剂, 控制钻井液中硫化氢含量在50毫克/米3以下。 17、钻井队需在井场大门口, 钻台, 振动筛、坐岗房、防喷器液控房等五处设立风向标, 并在不同方向上划定两个紧急集合点。 18、在含硫地区, 尤其是钻台和泥浆振动筛处的作业人员应配备便携式硫化氢监测仪器, 同时指定专人配备便携式硫化氢监测仪器进行巡回检查。 钻井司钻培训试题AB 一、填空题68 井下事故与复杂情况培训试题33 1、常见的井下工程事故有：卡钻事故；钻具事故；钻头事故；落物事故；井喷及井喷失控事故；顿钻事故；卡电 缆、卡仪器事故。 2、常见的卡钻事故有：粘吸卡钻、落物卡钻、井塌卡钻、键槽卡钻、短路循环、干钻卡钻、沉砂卡钻、泥包卡钻、 缩径卡钻等事故。 3、钻具刺漏可能导致钻头泥包或干钻，甚至会造成钻具断落或卡钻。 4、处理井下事故及复杂情况的原则：安全、快速、灵活、经济。 5、活动钻具用转盘旋转时，要达到无倒车为止。 6、当总泡油量大于钻柱总内容积时，原油到达钻头时的泵压为最高。 7、当总泡油量小于钻柱内容积时，全部油进入钻具后泵压就达最高，一直持续到油从钻头出来。 8、替多余水泥浆时，未完全返出井口前，不能停泵或倒泵，要不停的转动或上下活动钻具。 9、下钻时若悬重比原悬重降低叫遇阻；上提钻具时若悬重超过原悬重叫遇卡。 10、上提遇卡倒划眼时不得超过原悬重的 5～10 KN。严格控制转盘、间断转动，防止将钻具倒开或倒掉钻头。 11、键槽卡钻，卡死之前上提遇卡、卡钻的位置不变或变化不大。 12、粘吸卡钻，卡点不会是钻头，最容易是钻铤。 13、井壁坍塌的现象是开泵困难，停泵有回压，起钻钻杆内反喷钻井液。 14、井底有较大落物，钻进中有憋钻、跳钻现象；钻压越大憋跳越严重；没有进尺。 15、为预防钻头泥包卡钻，在粘性大的泥岩中钻进，严禁加大钻压，保证均匀送钻。 16、井场所用的钻具均为正扣，严禁用倒档上扣。 17、井口接单根不紧扣，容易将钻杆母接头胀大，造成钻具落井事故。 18、丝扣油有润滑和辅助丝扣密封的作用，可防止钻具粘扣的发生。 19、井口接单根不紧扣，因受力不均匀，钻进时磨损严重，公扣易被折断。 20、缩径卡钻的特点之一是单向遇阻，卡点固定。 21、螺纹扭得过紧，将会给倒扣作业造成困难，更可能使打捞工具损坏，延长处理时间。 22、在正常钻进时，如水龙头、水龙带发生故障，绝不能将方钻杆坐在井口进行维修，如果一旦发生卡钻，将失去下 压和转动钻柱的可能。 23、钻开油气层后，起钻前进行短起下钻，可以及时掌握油气层上窜速度，从而了解泥浆柱压力的平衡情况，防 止因静止时间较长，而造成井涌和井喷。 24、缩径造成的遇阻，经一次划眼即恢复正常，如果是坍塌造成的遇阻，憋泵、别钻，钻头提起后放不到原来的 位置。 25、下钻遇阻要采取“一通、二冲、三划眼”的措施。 26、砂桥卡钻的特征之一是：起钻环空液面不降，水眼内的液面下降快。 27、取芯井段必须用常规钻头扩眼或划眼，连续取芯井段，每取芯 50 m左右，用常规钻头扩、划眼一次。 28、在大段易坍塌泥页岩中夹有薄砂层的条件下，可形成一种壁阶式键槽。 29、泥包卡钻，上提阻力的大小与泥包程度有关。 30、缩径与粘吸的复合式卡钻，应先浸泡解卡剂，然后再进行震击。 31、钻头或扶正器泥包的特征之一是，起钻环空灌不进泥浆。 32、砂岩井段容易发生粘吸卡钻。 33、泥页岩井段的井径往往不规则，钻柱和井壁的接触面积比较少不易发生粘吸卡钻。 地质培训试题15 1、矿物是地壳中的化学元素，在各种地质作用下，由一种或多种元素组成的天然单质和化合物。 2、矿物是组成岩石和矿石的基本单元。 3、石油和天然气是生成于沉积岩。 4、在各种地质作用下由一种或多种矿物按一定规律组合成的集合体称岩石。 5、高温高压下的岩浆从地下深处侵入地壳或喷出地表冷凝而成的岩石称为岩浆岩。 6、直径在0.1～1mm的砂粒经胶结在一起形成的岩石叫砂岩。 7、倾斜岩层的产状三要素是指走向、倾向、倾角。 8、背斜是岩层向上弯曲，中心岩层较老、两翼岩层较新。 9、上盘相对下降，下盘相对上升的断层叫正断层。 10、上盘相对上升，下盘相对下降的断层叫逆断层。 11、沉积岩在地表的分布较广，约占地表面积的 71% 。 12、沉积岩按成因及组成可分为碎屑岩、粘土岩、碳酸岩三大类。 13、褶曲的基本形态有背斜和向斜。 14、岩石在外力作用下，从变形到破碎过程中所表现出来的力学性质是岩石机械性质。 15、钻头破碎岩石的同时，其本身也受到岩石的磨损，这种岩石磨损钻头的能力称岩石的研磨性。 钻井液培训试题14钻井监督考试题答案新版
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