第一章 鉆井的工程地質(zhì)條件 答： 異常高壓的形成是多種因素綜合作用的結(jié)果，對(duì)于沉積巖地層的異常高壓，目前世界上公認(rèn)的成因是由于沉積物快速沉降，壓實(shí)不均勻造成的。 在穩(wěn)定沉積過程中，若保持平衡的任意條件受到影響，正常的沉積平衡就破壞。如沉積速度很快，巖石顆粒沒有足夠的時(shí)間去排列，孔隙內(nèi)流體的排出受到限制，基巖無法增加它的顆粒與顆粒之間的壓力，即無法增加它對(duì)上覆巖層的支撐能力。由于上覆巖層繼續(xù)沉積，負(fù)荷增加，而下面基巖的支撐能力沒增加，孔隙中的流體必然開始部分地支撐本來應(yīng)的巖石 顆粒所支撐的那部分上覆巖層壓力，從而導(dǎo)致了 異常高壓。 度、孔隙度、聲波時(shí)差和 數(shù)隨井深變化的規(guī)律。 答：在正常壓實(shí)的地層中巖石的密度隨井深的增加而增加；強(qiáng)度隨井深的增加而增加；孔隙度隨井深的增加而減??；聲波時(shí)差隨井深的增加而 減小； 數(shù)隨井深的增加而增大。 000m，地層壓力 25地層壓力當(dāng)量密度。 解： 0 . 0 0 9 8 1 2 5 0 . 0 0 9 8 1 2 0 0 0 1 . 2 7 6H (g/答：地層壓力當(dāng)量密度是 g/500m，井內(nèi)鉆井液密度為 g/地層壓力為 井底壓差。 解： 2 7 . 5 2 5 0 0 1 . 1 8 0 . 0 0 9 8 1 2 7 . 5 1 . 4 4 P g h M P a 答：井底壓差是 200m，產(chǎn)層壓力為 產(chǎn)層的地層壓力梯度。 解 ： 2 3 . 1 3 2 0 0 0 . 0 0 7 2 / H M P a m 答：產(chǎn)層的地層壓力梯度 m。 答： 巖石硬度是巖石表面的局部抵抗外力壓入的能力，抗壓強(qiáng)度則是巖石整體抗壓的能力。 ？簡(jiǎn)述脆性、塑脆性和塑性巖石在壓入破碎時(shí)的特性。 答：（ 1）巖石的塑性系數(shù)是表征巖石塑性和脆性大小的參數(shù)； （ 2）脆性巖石在壓入破碎時(shí)的特性：只有彈性為變形無塑性變形； 塑脆性巖石在壓入破碎時(shí)的特性：先產(chǎn)生彈性變形后產(chǎn)生塑性變形，最后發(fā)生塑性破碎； 塑性巖石在壓入破碎時(shí)的特性：只有塑性變形而無脆性破碎。 國(guó)石油部門采用什么方法評(píng)價(jià)巖石的可鉆性？將地層按可鉆性分為幾級(jí)嗎？ 答：（ 1）巖石的可鉆性是指巖石破碎的難易性，它反映了巖石抵抗鉆頭的破碎 能力。 （ 2）我國(guó)石油部門采用 實(shí)鉆鉆時(shí)確定巖樣的可鉆性，具體方法是在巖石可鉆性測(cè)定儀上使用 徑鉆頭，鉆壓 速 55r/鉆進(jìn)參數(shù)，在巖樣上鉆三個(gè)孔，孔深 三個(gè)孔鉆進(jìn)時(shí)間的平均值為巖樣的鉆時(shí)，對(duì)鉆時(shí)取以 2 為底的對(duì)數(shù)值作為該巖樣的可鉆性級(jí)值 般 整數(shù)值。 （ 3）按可鉆性可將地層分為 10 級(jí)。 第二章 答：評(píng)價(jià)鉆頭性能的指標(biāo)有鉆頭進(jìn)尺、鉆頭工作壽命、鉆頭平均機(jī)械鉆速、鉆頭單位進(jìn)尺成本。 1. 銑齒牙輪鉆頭和鑲齒牙輪鉆頭 有哪些不同嗎？ 答： 主要區(qū)別： 銑齒牙輪鉆頭的牙齒是由牙齒毛坯經(jīng)銑削加工而成的，主要是楔形齒；而鑲齒牙輪鉆頭是在牙輪上鉆出孔后，將硬質(zhì)合金齒鑲?cè)肟字校?有多種齒形 。 2. 國(guó)產(chǎn)三牙輪鉆頭有哪幾個(gè)系列？試解釋 81/2含義。 答：國(guó)產(chǎn)三牙輪鉆頭有以下八個(gè)系列，分別為普通三牙輪鉆頭 Y、噴 射式三牙輪鉆頭 P、滾動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭 動(dòng)密封軸承保徑噴射式三牙輪鉆頭 動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭 動(dòng)密封軸承保徑噴射式三牙輪鉆頭 硬質(zhì)合金齒滾動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭 硬質(zhì)合金齒滑動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭 試解釋 81/2 含義是什么？有哪些特點(diǎn)？ 答： 含義是聚晶金剛石復(fù)合片 ，它是以金剛石粉為原料，加入粘結(jié)劑在高溫高壓下燒結(jié)而成；它既具有金剛石的硬度和耐磨性，弱點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差， 350上加速磨損，抗沖擊能力差。 主要功用有哪些嗎？ 答：（ 1）鉆柱主要由方鉆桿、鉆桿段和下部鉆具組合三大部分組成。 （ 2）它主要功能有為鉆井液流動(dòng)通道、給鉆頭提供鉆壓、傳遞扭矩、起下鉆頭、計(jì)量井深、觀察和了解井 下情況、進(jìn)行其它特殊作業(yè)、鉆桿測(cè)試。 20 為什么鉆柱下部使用鉆鋌而不使用鉆桿？ 答：由于 鉆鋌的壁厚大，具有較大的重力和剛度，所以在鉆進(jìn)過程中它能起到給鉆頭施加鉆壓、保證壓縮條件下的必要強(qiáng)度、減輕鉆頭的振動(dòng)、擺動(dòng)和跳動(dòng)等、控制井斜。 主要的作用力是什么？ 答：（ 1）井下鉆柱受到自重產(chǎn)生的拉力、鉆壓產(chǎn)生的壓力、鉆井液的浮力、摩擦阻力、循環(huán)壓降產(chǎn)生的附加拉力、起下鉆時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷、扭矩、彎曲應(yīng)力、離心力、外擠力、振動(dòng)產(chǎn)生的交變應(yīng)力； （ 2）最主要的作用力是軸向力。 鉆柱中性點(diǎn)？為什么要保證中性點(diǎn)落在鉆鋌上？ 答： 鉆柱上軸向力等于零的點(diǎn)稱為鉆柱中性點(diǎn)；中性點(diǎn)是鉆柱受拉與受壓的分界點(diǎn)， 在它附近會(huì)產(chǎn)生 拉壓 交變載荷，所以在鉆柱設(shè)計(jì)中，中性點(diǎn)要落在剛度大，抗彎能力強(qiáng)的鉆鋌上，而不能落在強(qiáng)度較弱的鉆桿上。 什么要盡可能選用大尺寸的鉆柱？ 答：使用大尺寸的鉆柱具有以下優(yōu)點(diǎn)： 一 、可用較少鉆鋌滿足所需鉆壓的要求，減少鉆鋌，也可減少起下鉆時(shí) 連接鉆鋌的時(shí)間； 二 、提高了鉆頭附近鉆柱的剛度，有利于改善鉆并沒鉆頭工況； 三 、鉆鋌和井壁的間隙較小，可減少連接部分的疲勞破 壞； 四 、有利于防斜。 用復(fù)合鉆柱有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：（ 1）復(fù)合鉆柱是采用不同尺寸、或不同壁厚、或不同鋼級(jí)的鉆桿組成的鉆桿柱。 （ 2）使用復(fù)合鉆柱具有很多優(yōu)點(diǎn)，它既能滿足強(qiáng)度要求，又能減輕鉆柱的重力，允許在一定鉆機(jī)負(fù)荷能力下鉆達(dá)更大的井深。 如何確定鉆柱的最大安全靜拉載荷？ 答： （ 1） 最大安全靜拉載荷是指允許鉆桿所承受的由鉆柱重力 引起的最大載荷。 （ 2）目前確定鉆柱的最大安全靜拉載荷的方法有三種：安全系數(shù)法、設(shè)計(jì)系數(shù)法、拉力余量法，分別用這三種方法 求解最大安全靜拉載荷，然后從三者中取最低者作為最大安全靜拉載荷。 1/2頭， 7鋌（ 632N/m）和 5桿（ 84.N/m），設(shè)計(jì)鉆壓為 180井液密度為 計(jì)算所需要鉆鋌長(zhǎng)度。 解： 1 . 2 81 1 0 . 8 3 67 . 8dB m a x 1 . 1 8 1 8 0 1 5 5 . 6 8 ( )c o s 1 . 6 3 2 0 . 8 3 6 若每根鉆鋌的長(zhǎng)度 10m，則需要鉆鋌 16 根。 答： 所需要的鉆鋌長(zhǎng)度為 160m。 v=1500m，鉆壓 W=14t，鉆井液密度為 具結(jié)構(gòu)為： 81/2頭+61/2鋌 200m(m)+5桿 1300m(m)。求中性點(diǎn)所在井深。 解：（ 1）浮力系數(shù) : 8 2 式（ 2 （ 2）中性點(diǎn)位置 ： )( 式（ 2 （ 3）中性點(diǎn)所在井深： )( 7 41 5 0 0 v 答：中性點(diǎn) 在與井底 。 第四章 鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)選 2、某井用 200鉆頭鉆進(jìn)， W=196n=80r/頭工作 14h 后起鉆，軸承磨損到 軸承工作系數(shù) b。 解： 軸承磨損到 ，表示軸承磨損了 6/8。 參考 4承的磨損速度方程： 1 b （ 4 軸承 工作系數(shù) : 第五章 井眼軌跡控制 1. 垂直 投影圖和垂直剖面圖有何區(qū)別？ 垂直投影圖是將井眼軌跡這條空間曲線投影在鉛垂平面上所得。垂直剖面圖是設(shè)想經(jīng)過井眼軌跡上每一點(diǎn)都做一條鉛垂線，所有這些鉛垂線就構(gòu)成一個(gè)曲面，將這個(gè)曲面展開就得到了垂直剖面圖。 2. 引起井斜的鉆具原因中最主要的兩個(gè)因素是什么？他們又與什么因素有關(guān)？ 鉆具導(dǎo)致井斜的主要因素是傾斜和彎曲。 相關(guān)因素： 1）鉆具和井眼直接由間隙，為鉆具傾斜彎曲創(chuàng)造條件 2）由于鉆壓作用，下部鉆具受壓后必將靠向井壁一側(cè)從而發(fā)生傾斜 3）按照設(shè)備時(shí)，天車、有車、轉(zhuǎn)盤不在一條鉛垂線上 4）轉(zhuǎn)盤安裝不平 3. 井徑擴(kuò)大如何 引起井斜？如何防止井徑擴(kuò)大？ 井眼擴(kuò)大后，鉆頭在井眼內(nèi)左右移動(dòng)，靠向一側(cè)，也可使受壓彎曲的鉆柱撓度加大，于是鉆頭軸向和井眼軸線不重合，導(dǎo)致井斜。 防止井徑擴(kuò)大：井徑擴(kuò)大有個(gè)過程，可以通過使用相關(guān)鉆具組合如滿眼鉆具組合防止井徑擴(kuò)大，同時(shí)通過調(diào)整鉆井液性能，使用具有很好護(hù)壁性能的鉆井液。 4. 滿眼鉆具組合控制井斜的原理是什么？它能使井斜減小嗎？ 原理：滿眼鉆具扶正器和井眼的間隙很小，使鉆桿無法彎曲而一直保持垂直狀態(tài)，從而保持井眼垂直。它不能使井斜減小。 5. 什么意思？它有什么用途？ 底部鉆具組合，它是鉆 頭 +馬 達(dá) +扶正器 +加重鉆桿（具）等除了普通鉆桿的井底總成 。 作用：它可以造斜、扭方位?？梢允广@頭傾斜，使新鉆井眼不斷偏離原井眼，還可以使鉆頭實(shí)現(xiàn)切向切削，同樣使新鉆井眼偏離原井眼。 6. 軌跡控制的三個(gè)階段的主要任務(wù)各是什么？ 三個(gè)階段的主要任務(wù)為： 1）打好垂直井段：實(shí)鉆軌跡盡可能鉛垂，井斜角盡量小 2）把好定向造斜關(guān)：把握好定向造斜段的方位 3）跟蹤控制到靶點(diǎn)：不斷使用各種造斜工具盒鉆具組合，使井眼軌跡離開設(shè)計(jì)軌道“不要太遠(yuǎn)”。 7. 水平井的難度主要表現(xiàn)在哪些方面？引起這些難度的原因是什么？ 水平井難度主要表現(xiàn)在： 1） 水平井的軌跡控制要求高、難度大 2）管柱受力復(fù)雜 3）鉆井液密度選擇范圍變小，容易出現(xiàn)井漏和井涌 4）巖屑攜帶困難 5）井下纜線作業(yè)困難 6）保證固井質(zhì)量難度大 7）完井方法選擇和完井工藝難度大 引起這些難度的原因是：井眼井斜角大，井眼曲率大。 34. 井斜方位角與象限角的換算 解： （ 1）方位角： 50o， 90o， 175o， 200o， 315o， 0o 象限角 ： o E， o E， S5 o E， o W， o W， N0 o （ 2）象限角： 位角 ： 250o， 50o， 327o 39、滿眼鉆具組合扶正器最優(yōu)距離計(jì)算。 216214178徑 75 E=010 d ；設(shè)計(jì)允許最大井斜角（ 3）。試求該組合的中扶 正器距離鉆頭的最優(yōu)距離。 解： 據(jù) （ 5，可以參考例 5 注意各變量的單位 )(0 0 0 )( 2710 k N / 5 9 42 5 9 42E )(5178(64)(64 45124444 （ 例 5 )/()0 7 )1( 22 E i i 15741 中扶正器距鉆頭最優(yōu)距離為 六章 油氣井壓力控制 定鉆井液密度的主要依據(jù)是什么？其重要意義是什么？ 答：在鉆井中，確定鉆井液密度的主要依據(jù)是地層 孔隙 壓力與 地層破裂壓力。 在實(shí)際鉆井中，鉆井液密度應(yīng)不小于地層孔隙壓力當(dāng)量密度，以避免地層 流體侵入井眼，造成溢流，發(fā)生井噴；鉆井液密度應(yīng)不大于地層破裂壓力當(dāng)量密度，以避免壓漏地層，造成井漏。 何處理平衡壓力鉆井與安全鉆井的關(guān)系？ 答： 所謂平衡壓力鉆井就是在鉆井過程中使井內(nèi)有效壓力等于地層壓力，這樣可以保持井眼壓力系統(tǒng)平衡，有利于解放鉆速，保護(hù)油氣層，并能安全鉆進(jìn)。但是在一些井眼不穩(wěn)定的井中鉆進(jìn)時(shí)，為了抑制井眼