3.射流清洁井底的机理

石大远程在线考试--《钻井工程》_63781426730389396.docx
篇一:3.射流清洁井底的机理

中国石油大学（北京）远程教育学院

期末考试

《钻井工程》

学习中心：_佳木斯函授站__ 姓名：__赫天石_ 学号： JM748564_

关于课程考试违规作弊的说明

1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成 绩为“0”。

2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。

3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1、井斜方位角

答：井斜方位角是指某测点处的井眼方向线投影到水平面上，称为井眼方位线，或井抖方位线。以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度，即井眼方位角。注意，正北方位线是指地理子午线沿正北方向延伸的线段。所以正北方位线和井眼方位线也都是有向线段，都可以用矢量表示。

2、硬关井

答：硬关井是指：发现井涌后，在节流阀关闭的情况下关闭防喷器。本方法关井最迅速，地层流体侵入井眼最少。但在防喷器关闭期间，由于环空流体由流动突然变为静止，对井口装置将产生水击作用。其水击波又会反作用于整个环空，也作用于套管鞋处及裸眼地层。严重时，可能损害井口装置，并有可能压漏套管鞋处地层及下部裸眼地层。

3.欠平衡钻井

答：欠平衡压力钻井是指在钻井过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制。其主要标志为井底有效压力低于地层压力。由此可见，采用

密度低于1.0g/cm，的钻井液钻井，未必是欠平衡钻井，而在压力系数低于1.0的油气藏进行欠平衡钻井则必须采用低密度钻井液。实际上欠平衡钻井既可以在低压油气藏进行，只要满足欠平衡压力条件，也可以在较高地层压力且井眼稳定的油气藏进行。

4.岩石的可钻性

答：岩石可钻性是指岩石抗破碎的能力。可以理解为在一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。可钻性的概念，已经把岩石性质由强度、硬度等比较一般性的概念，引向了与钻孔有联系的概念，在实际应用方面占有重要的地位。通常钻头选型、制定生产定额、确定钻头工作参数、预浏钻头工作指标等都以岩石可钻性为基础。

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：钟摆钻具原理如图所示。

当钟摆摆过一定角度时，在钟摆上会产生一个向回摆的力Gc，称作钟摆力，Gc=G.sina。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：钻井液在钻井中的重要性是通过它在钻井过程中的功用表现出来的。钻井液通过以下路线沿井眼周而复始地循环。钻井液在钻杆内向下循环，通过钻头水眼流出，经过井壁(或套管)和钻杆的环形空间上返。钻井液携带着钻屑经过振动筛，钻屑留在筛布上面，钻井液流经钻井液槽到钻井液池。去掉钻屑后的钻井液被钻井泵从钻井液池吸入并泵入钻杆内，开始下一个循环。在该循环过程中，钻井液具有以下功用。

1）从井底清除岩屑，经钻头破碎下来的岩石碎屑叫钻屑或岩屑，随着钻井过程的不断进行，必须将井底的岩屑及时地清除出去，以利于提高钻速和减少钻井事故。虽然重力倾向于使钻屑向井底滑落，知果钻井液在环形空间向上的流速大于滑落速度，则岩屑就可被带出井眼。清除钻屑的效率与钻井液的密度、钻井液的粘度和切力、钻井液的流型等因素有关

2）冷却和润滑钻头及钻柱，钻进中，钻头摩擦部分以及钻柱与地层接触处会产生很大热量，这些热量很难由地层传递出去，但热量从摩擦部位传到钻井液中后，随着循环该热量就会被带到地面大气中。钻井液中加有各种类型的添加#1，尤其是润滑齐」类，钻井液具有好的润滑性能，这有利于减少扭矩、延长钻头寿命、降低泵压、提高钻速。

3）造壁性能，性能良好的钻井液在井壁上形成一层比地层渗透性低得多的滤饼，一方面巩固井壁，防止井壁坍塌，同时阻止滤液进入地层。在钻井液中加入膨润土并进行化学处理，改善膨润土的颗粒度分布，增加钻井液中胶体颗粒含量，可使钻井液的造壁性能得到改善。

4）控制地层压力。地层压力的合理控制，取决于钻井液的密度。正常情况下地层的压力为地层水柱产生的压力。一般情况下，钻进过程中混入的钻屑加上水的质量足以平衡地层压力。然而有时存在地层压力异常，不注意会引起井漏或井喷。

5）循环停止时悬浮钻屑和加重材料，防止下沉良好的钻井液在循环停止后都具有切力，即具有悬浮钻屑和加重材料的能叫钻井工程理论与技术力，否则这些固相颗粒沉于井底，造成反复研磨和沉砂卡钻等事故。循环恢复后，钻井液又呈液体状态可把钻屑等粗颗拉带到地面。

6）从所钻地层获得资料，从钻井液携带出的岩屑分析和钻井液中的油气显示，可以判断所钻地层是否含油气资源。从钻井液性能变化和滤液分析可以知道是否钻遇到岩盐层、盐膏层和盐水层等。

7）传递水力功率，钻井液是将有用的水功率从地面传递到钻头及井底动力钻具的媒介。钻井液的类型、排量、流动特性和固相含量等是影响水力功率传递的重要因素。

3. 射流清洁井底的机理

答：射流对井底的清洗作用，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冲击压力波并不是作用在整个井底，而是作用在小圆面积上。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，具有附面射流的性质。研究表明，在表面光滑的井底条件下，最大漫流速度出现在小于距井底0. 5 mm的高度范围内，最大漫流速度值可达到射流喷嘴出口速度的50%-80%.喷嘴出口距井底越近，井底漫流速度越高。正是这层具有很高速度的井底漫流，对井底岩屑产生一个横向推力，使其离开原来的位笠.而处于被钻井液携带并随钻井液一起运动的状态。因而，井底漫流对井底清洗有非常重要的作用。

4.钻柱的功用

答：(一)钻柱的功用，钻柱在钻井过程中的主要作用：(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。

2.钻柱的特殊作用，(1)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；(2)进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业；(3)对地层流体及压力状况进行测试与评价，即钻杆浏试，又称中途测试。

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）

2011年《钻井工程》
篇二:3.射流清洁井底的机理

钻井工程

一、判断题(每小题 1 分，共 10 分)

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。 (√)3.射流清洁井底的机理。

12.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。 (×)

13.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。 (√)

14.泵压是克服循环系统中摩擦损失所需的压力。 (√)

15.井斜角越小方位越不稳定。 (√)

16.抽吸压力使井底压力减小。 (√)

17.所谓井眼轨道就是指实钻井眼轴线形状。 (×)

二、填空题(每空1分，共20分)

1.岩石强度的大小取决于 岩石的内聚力、岩石颗粒间的内摩擦力。

2.目前石油钻井使用的钻头分为 三类。

3.钻柱在井眼内的旋转运动可能的形式有 自转、公转、自转与公转的结合、整个钻柱或部 分钻柱作无规则的旋转摆动 四类。

4.钻井液固控设备分 振动筛、旋流分离器、离心机 三类。

5.目前牙轮钻头上的牙齿按材料不同可以分为 铣齿 和 镶齿 两大类。

6.目前常用的测斜仪有 、 、 三种。

7.关井的方式有 、 、 三种。

8. 按照设计轨道的不同，井可以分为和二类

9.上覆岩层压力的大小取决于 岩石空隙内流体的压力 和 地下岩石平均密度。

10.影响井底压力的因素有 静液压力、地面回压 和 环空压耗。

11.钻进过程中可用 机械钻速法、页岩密度法 和 dc指数法 检测地层压力。

12.循环压力损失的大小取决于 钻井液密度、钻井液粘度、排量 和 流通面积 等因素。

三、名词解释 (每小题 5 分，共 25 分)

1、钻压—钻柱作用在钻头上的压力。

2、水平井—指井眼轨迹达到水平以后，井眼继续延伸一定长度的定向井。

3、地层破裂压力—在井下一定深度的裸露地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。

4、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，以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度称为井斜方位角。

5、硬关井—发现井涌后，在节流阀关闭的情况下关闭防喷器。

6、地层孔隙压力—是指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也叫地层压力。

7、井斜角—过井眼轴线上某测点作井眼轴线的切线，该切线向井眼前进方向延伸的部分称为井眼方向线，井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。

8、欠平衡钻井—在钻井过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制的钻井方式，其主要标志为井底有效压力低于地层压力。

9、岩石的硬度—是岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。

10、上覆岩层压力—地层岩石基质和孔隙中流体的总重力产生的压力。

11、中性点—是钻柱受拉和受压的分界点。

12、井眼轨道是指一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状。

13、欠平衡钻井—在钻井过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制的钻井方式，其主要标志为井底有效压力低于地层压力。

四、简答题(每小题 10分，共30分)

1. 地层流体侵入井眼的征兆

（1）钻时加快；

（2）钻井液池液面增高；（2分）

（3）钻井液返出流量增加；

（4）返出钻井液温度增高；（2分）

（5）返出钻井液密度变低；

（6）返出钻井液电导率变化；（2分）

（7）返出钻井液粘度变化；

（8）循环压力下降；（2分）

（9）地面油气显示；

（10）大钩负荷增大。（2分）

2.钻井液的功用

（1）从井底清除岩屑；2分）

（2）冷却和润滑钻头和钻柱；（2分）

（3）造壁性能；

（4）控制地层压力；（2分）

（5）循环停止时悬浮钻屑和加重材料，防止下沉；

（6）从所钻地层获得资料；（2分）

（7）传递水力功率。（2分）

3.钻柱的功用

（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；（2分）

（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；（2分）

（4）起下钻头；（2分）3.射流清洁井底的机理。

（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；（2分）

（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。（2分）

4、射流清洁井底的机理

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。（2分）

（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。（5分）

（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。（3分）

5、钟摆钻具组合的防斜原理

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。（2分）

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。（8分）

6、工程师法压井

工程师法压井又称一次循环法压井。井涌关井后，计算压井液密度，然后继续关井，按所计算的压井钻井液密度配置钻井液。待配置完压井钻井液后，再进行循环压井。（6分） 具体步骤是：启动泵，调节节流阀使套压等于关井立压，直到达到压井泵速。压井过程中，立压将是变化的，由开始循环时的初始循环立压变为终了循环时的终了循环立压。第二循环周结束时，套压应降为零，表明压井成功。（4分）

7. 井壁稳定的影响因素

（1）地质因素：异常高压地层的压力释放 ，钻遇地质破碎带，断层、微裂缝发育地层、煤层、高构造应力地层、膏盐层等；（3分）

（2）工程因素：大排量钻井液冲刷井壁，起下钻引起的压力激动，钻井液液柱压力低于井壁坍塌压力，钻井液浸泡时间长等；（3分）

（3）泥页岩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水化的问题。（4分）

8. BHA是什么意思？它有什么用途？

BHA称为底部钻具组合（Bottom Hole Assembly），它的主要功用是防止钻具的倾斜和弯曲。（10分）

五、计算题(15 分)

.某直井已知：钻井液的密度为d(g/cm3)；钻柱钢材密度为s(g/cm3)；钻压为W(kN)；钻铤安全系数为SN；所选用的钻铤线重为qc(kN/m)；所选用钻杆的线重为qp(kN/m)；钻杆最小屈服强度为y(MPa)；钻杆截面积为Ap(cm2)；钻杆安全系数为St；设计系数为y；拉力余量为MOP(kN)；试计算所需钻铤长度Lc及钻杆最大可下深度Lp。 t

解：1、计算浮力系数kB： kB1d （2分） s

SNWqckBSNWqc(1 根据确定钻铤长度的“浮重原则”可得：Lcd)sSNWS qc(sd)

2、计算钻杆最大可下深度Lp：

（1）计算钻杆在屈服强度下的抗拉力Fy ： Fy0.1yAp （1分）

（2）计算钻杆的最大允许拉伸力Fp： Fp0.9Fy （1分）

（3）计算钻杆的最大安全静拉力Fa：

安全系数法：FaFpt0.90.1yApSt （1分）

设计系数法：FaFP(y1y)0.90.1yAp()1 （1分） tt 拉力余量法：FaFpMOP0.90.1yApMOP （1分） 从上述三种计算方法计算的结果中选取最低值Famin作为最大安全静拉力，并据 此计算钻杆柱的最大可下深度Lp FaminkB(LcqcLpqp) （4分）

将Famin,KB,Lc,qc,qp代入上式即可求得钻杆柱的最大可下深度Lp： Lps(FaminSNW) （1分） qp(sd)

石大远程在线考试--《钻井工程》
篇三:3.射流清洁井底的机理

中国石油大学（北京）远程教育学院

期末考 试 《 钻井工程》

学习中心:新疆奥鹏 姓名： XXX 学号：934176

关于课程考试违规作弊的说明

1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。

2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。 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（√）；3.射流清洁井底的机理。

（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

表A-1

2.井身结构设计

钻探目的层为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

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

期末复习题——钻井工程
篇四:3.射流清洁井底的机理

《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Φ177.8mm钻头钻成所形成的比常规井径更小的井眼。 （ ）

二、填空题。

1.岩石强度的大小取决于 、 。

2.目前石油钻井使用的钻头分为 、 、 三类。

3.钻柱在井眼内的旋转运动可能的形式有 、 、 、 四类。

4.钻井液固控设备分 、 、 三类。

5.目前牙轮钻头上的牙齿按材料不同可以分为 和 两大类。

6.目前常用的测斜仪有 、 、 三种。

7.关井的方式有 、 、 三种。

8.按照设计轨道的不同，井可以分为 和 二类。

9.上覆岩层压力的大小取决于____________________和_____________________。

10.影响井底压力的因素有________________、________________ 和____________________。

11.钻进过程中可用_________________、______________和___________________检测地层压力。

12.循环压力损失的大小取决于________________、_______________、____________和____________等因素。

13.关井的方式有_______________、________________和___________________三种。

14.按照井底压差的大小可将井眼压力状况分为_______________、________________和___________________三种情况。

15.常见的溢流流体有：天然气、石油与______________、________________、__________________。

三、名词解释。

1.钻压

2.水平井

3.地层破裂压力

4.井斜方位角

5.硬关井

6.地层孔隙压力

7.井斜角

8.欠平衡钻井

9.岩石的硬度

10.上覆岩层压力

11.中性点

12.井眼轨道

13.岩石的强度

四、简答题。

1.地层流体侵入井眼的征兆

2.钻井液的功用

3.钻柱的功用

4.射流清洁井底的机理

5.钟摆钻具组合的防斜原理

6.工程师法压井

7.井壁稳定的影响因素

8.BHA是什么意思？它有什么用途？

五、

1.某井井深2000m，地层压力25MPa，求地层压力当量密度。

2.某直井已知：钻井液的密度为d(g/cm3)；钻柱钢材密度为s(g/cm3)；钻压为计算题。 W(kN)；钻铤安全系数为SN；所选用的钻铤线重为qc(kN/m)；所选用钻杆的线重为qp(kN/m)；钻杆最小屈服强度为y(MPa)；钻杆截面积为Ap(cm2)；钻杆安全系数为St；设计系数为

度Lp。

3.已知某井DV=1500m，钻压W=14t，钻井液密度为1.38 gcm，钻具结构为：81/2in钻头+61/2in钻铤200m（qc=136.24Kgm）+5in钻杆1300m（qp=29.04Kgm）。求中性点所在的井深。

4.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d=1.2gcm，PV=0.022Pas，Pg=0.34MPa，Q=22s。试求m、a值及井深2000m时循环系统的压力损耗。 33y；拉力余量为MOP(kN)；试计算所需钻铤长度Lc及钻杆最大可下深t

3.射流清洁井底的机理

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