2025年鉆井工程考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.某井設(shè)計(jì)井深4500m，表層套管下深800m，技術(shù)套管下深3200m，油層套管需封固至4500m。若油層套管采用J55鋼級，壁厚9.19mm，抗內(nèi)壓強(qiáng)度需滿足地層壓力系數(shù)1.8的要求，其最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度（MPa）應(yīng)為（）（地層水密度取1.0g/cm3，重力加速度取9.8m/s2）A.79.38B.88.2C.97.02D.105.842.關(guān)于PDC鉆頭與牙輪鉆頭的對比，下列描述錯誤的是（）A.PDC鉆頭更適用于軟至中硬地層，牙輪鉆頭在硬地層及研磨性地層中壽命更長B.PDC鉆頭破巖以剪切為主，牙輪鉆頭以沖擊壓碎為主C.PDC鉆頭對鉆壓敏感，過高鉆壓易導(dǎo)致切削齒崩裂；牙輪鉆頭需較高鉆壓以發(fā)揮破巖效率D.PDC鉆頭鉆進(jìn)時扭矩波動小，牙輪鉆頭因牙輪轉(zhuǎn)動易產(chǎn)生扭矩震蕩3.某井使用密度1.35g/cm3的鉆井液鉆進(jìn)，環(huán)空返速1.2m/s，循環(huán)泵壓18MPa。若鉆遇異常高壓層（地層壓力系數(shù)2.1），需通過提高鉆井液密度平衡地層壓力，同時保持環(huán)空返速不變。假設(shè)泵排量與泵壓的平方成正比，當(dāng)鉆井液密度提高至1.80g/cm3時，循環(huán)泵壓（MPa）約為（）（忽略溫度對密度的影響）A.22.5B.24.0C.25.6D.27.04.隨鉆測量（MWD）工具中，用于測量井斜角和方位角的核心傳感器是（）A.加速度計(jì)與磁通門B.陀螺儀與壓力傳感器C.電阻率探頭與自然伽馬儀D.溫度傳感器與振動監(jiān)測模塊5.固井作業(yè)中，水泥漿“失重”現(xiàn)象的本質(zhì)是（）A.水泥漿密度隨時間降低B.水泥漿膠凝過程中靜液柱壓力下降C.水泥漿濾液漏失導(dǎo)致總體積減少D.水泥石收縮引起環(huán)空壓力降低6.井眼軌跡控制中，“鐘擺鉆具組合”的主要防斜原理是（）A.通過鉆鋌重力產(chǎn)生向井眼低邊的橫向力，抵消地層造斜力B.利用鉆具剛性限制井斜角增大C.增加鉆壓使鉆頭沿原方向鉆進(jìn)D.通過旋轉(zhuǎn)鉆具減少井壁接觸面積7.地層漏失壓力測試（LOT）中，若測試層位深度2000m，漏失時泵壓12MPa，鉆井液密度1.20g/cm3，則該地層的漏失壓力當(dāng)量密度（g/cm3）為（）A.1.25B.1.30C.1.35D.1.408.關(guān)于欠平衡鉆井的適用條件，下列說法錯誤的是（）A.適用于低壓、低滲透油氣藏，可減少儲層傷害B.需嚴(yán)格控制井口壓力，防止地層流體失控C.對鉆井液體系要求低，常規(guī)水基鉆井液即可滿足D.需配套使用旋轉(zhuǎn)防噴器等專用設(shè)備9.某水平井靶窗設(shè)計(jì)為垂深3500m，水平段長1000m，靶窗垂深允許誤差±0.5m，水平位移允許誤差±3m。該井的軌跡控制難度主要體現(xiàn)在（）A.直井段防斜B.造斜段的造斜率控制C.水平段的垂深精確調(diào)整D.完井管柱的下入難度10.鉆井液的API濾失量是指（）A.7.0MPa壓力下，30min內(nèi)通過濾餅的濾液體積B.0.69MPa壓力下，30min內(nèi)通過濾餅的濾液體積C.10.5MPa壓力下，60min內(nèi)通過濾餅的濾液體積D.1.03MPa壓力下，10min內(nèi)通過濾餅的濾液體積11.處理井塌卡鉆時，優(yōu)先采取的措施是（）A.大力上提下放活動鉆具B.注入高密度鉆井液壓穩(wěn)地層C.泵入解卡劑浸泡D.爆炸松扣后套銑12.油基鉆井液與水基鉆井液相比，最顯著的優(yōu)勢是（）A.成本低B.環(huán)保性好C.抑制泥頁巖水化能力強(qiáng)D.固相控制簡單13.評價(jià)鉆頭使用效果的關(guān)鍵指標(biāo)不包括（）A.鉆頭進(jìn)尺B.機(jī)械鉆速C.鉆頭直徑磨損量D.鉆井液密度14.地層壓力檢測中，d指數(shù)法的原理是（）A.利用巖石可鉆性隨有效應(yīng)力變化的規(guī)律B.測量地層聲波時差計(jì)算孔隙壓力C.通過鉆速與鉆壓、轉(zhuǎn)速的關(guān)系反推地層壓力D.分析巖屑密度變化判斷壓力異常15.尾管固井與全井套管固井相比，主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.水泥返高更高B.節(jié)省套管用量，降低成本C.固井質(zhì)量更易保證D.對井眼條件要求更低二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是確定各層套管的下深和尺寸，需綜合考慮地層壓力、巖性、完井方式等因素。（）2.鉆井液的塑性粘度主要由固相含量和固相顆粒大小決定，與鉆井液密度無關(guān)。（）3.定向井中，造斜率越高，井眼軌跡越平滑，對鉆具磨損越小。（）4.固井時，水泥漿的凝結(jié)時間越長越好，可避免候凝期間發(fā)生竄槽。（）5.地層破裂壓力是指地層發(fā)生拉伸破裂時的最小井底壓力，其值等于漏失壓力。（）6.牙輪鉆頭的軸承失效主要包括滾動軸承磨損、密封失效和沖蝕損壞。（）7.井斜角是指井眼軸線與鉛垂線之間的夾角，方位角是指井眼軸線在水平面上的投影與正北方向的夾角。（）8.欠平衡鉆井中，井底壓力低于地層孔隙壓力，因此必須使用氣體或泡沫作為循環(huán)介質(zhì)。（）9.處理井漏時，若漏失量較?。?lt;5m3/h），可采用隨鉆堵漏劑；若漏失量大，需注入橋接堵漏材料或水泥漿。（）10.完井方式選擇需考慮儲層巖性、流體性質(zhì)、開發(fā)要求等，對于裂縫性灰?guī)r儲層，裸眼完井比射孔完井更易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。（）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述影響機(jī)械鉆速的主要因素及提高機(jī)械鉆速的技術(shù)措施。2.說明井眼軌跡控制中“滑動鉆進(jìn)”與“旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)”的區(qū)別及適用場景。3.分析油層套管固井時，水泥漿返高未達(dá)設(shè)計(jì)要求的可能原因及預(yù)防措施。4.列舉三種常用的地層壓力檢測方法，并簡述其基本原理。5.闡述鉆井液在鉆井過程中的主要作用及各作用的具體表現(xiàn)。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某區(qū)塊地層特征如下：0-500m為松散砂礫層，易坍塌；500-2500m為泥頁巖與砂巖互層，泥頁巖易水化膨脹；2500-4000m為高壓鹽水層（地層壓力系數(shù)1.6-1.8）；4000m以下為目的層（碳酸鹽巖儲層，壓力系數(shù)1.2）。設(shè)計(jì)該井的井身結(jié)構(gòu)（套管層次、下深及主要作用），并說明各層套管對應(yīng)的鉆井液選型原則。2.某水平井在水平段鉆進(jìn)時，出現(xiàn)扭矩突然增大、泵壓升高、返出巖屑量減少的現(xiàn)象，推測可能的故障原因，并提出針對性的處理措施。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（計(jì)算：地層壓力=1.8×1.0×9.8×4500/1000=79.38MPa，考慮安全系數(shù)1.2，79.38×1.2=95.25，接近選項(xiàng)C）2.C（牙輪鉆頭在高鉆壓下易導(dǎo)致軸承失效，需合理控制鉆壓）3.D（泵壓與密度和排量平方成正比，原排量Q=環(huán)空截面積×返速，密度提高后，泵壓P2=P1×(ρ2/ρ1)×(Q2/Q1)2，因返速不變，Q2=Q1，故P2=18×(1.8/1.35)=24MPa？需重新計(jì)算：環(huán)空壓耗與密度和返速平方成正比，原環(huán)空壓耗P環(huán)1=K×ρ1×v2，泵壓=循環(huán)系統(tǒng)總壓耗（包括鉆柱內(nèi)、鉆頭水眼壓耗、環(huán)空壓耗）。假設(shè)泵壓主要由環(huán)空壓耗決定，P2/P1=(ρ2/ρ1)×(v2/v1)2，v不變，故P2=18×(1.8/1.35)=24MPa，但選項(xiàng)無24，可能考慮鉆頭水眼壓耗與密度無關(guān)，總泵壓=鉆頭壓降+環(huán)空壓降。鉆頭壓降P鉆頭=1.16×10??×ρ×Q2/(d?)（d為噴嘴直徑），Q=A×v，A不變，Q不變，故P鉆頭與ρ成正比；環(huán)空壓降與ρ×v2成正比，v不變，故環(huán)空壓降與ρ成正比。總泵壓=P鉆頭+P環(huán)空，原P總=P鉆頭1+P環(huán)空1=K1×ρ1+K2×ρ1=ρ1(K1+K2)=18MPa。新P總=ρ2(K1+K2)=18×(1.8/1.35)=24MPa，可能題目假設(shè)泵壓與密度成正比，選D可能有誤，正確應(yīng)為24，但選項(xiàng)無，可能題目設(shè)定不同，暫選D）4.A（加速度計(jì)測井斜，磁通門測方位）5.B（水泥漿膠凝時，顆粒間形成結(jié)構(gòu)，靜液柱壓力轉(zhuǎn)為膠凝強(qiáng)度，導(dǎo)致環(huán)空壓力下降）6.A（鐘擺鉆具利用鉆鋌重力產(chǎn)生糾斜力）7.C（漏失壓力=泵壓+鉆井液靜液柱壓力=12×10?Pa+1.2×103×9.8×2000=12×10?+23.52×10?=35.52×10?Pa=35.52MPa；當(dāng)量密度=35.52/(9.8×2000/1000)=35.52/19.6≈1.81？計(jì)算錯誤，正確公式：漏失壓力當(dāng)量密度=（泵壓×1000）/(9.8×深度)+鉆井液密度。泵壓12MPa=12×10?Pa，深度2000m，12×10?/(9.8×2000)=612.24kg/m3=0.612g/cm3，加原密度1.2，得1.81，無此選項(xiàng)，可能題目泵壓為表壓，實(shí)際井底壓力=泵壓+環(huán)空靜液柱壓力。若漏失時井底壓力=地層漏失壓力，地層漏失壓力=鉆井液靜液柱壓力+泵壓。當(dāng)量密度=（鉆井液密度×9.8×深度+泵壓×10?）/(9.8×深度×103)=鉆井液密度+泵壓×103/(9.8×深度)。代入數(shù)據(jù)：1.2+12×103/(9.8×2000)=1.2+12000/19600≈1.2+0.612=1.81，仍無選項(xiàng)，可能題目數(shù)據(jù)有誤，暫選C）8.C（油基或合成基鉆井液更常用，常規(guī)水基易導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定）9.C（靶窗垂深誤差小，水平段需精確控制垂深）10.B（API濾失條件：0.69MPa，30min）11.A（優(yōu)先活動鉆具，避免卡鉆加劇）12.C（油基抑制性強(qiáng)，防塌效果好）13.D（鉆井液密度與鉆頭效果無直接關(guān)聯(lián)）14.A（d指數(shù)反映鉆速與有效應(yīng)力的關(guān)系）15.B（尾管減少套管用量，降低成本）二、判斷題1.√2.×（塑性粘度與固相含量、顆粒大小及鉆井液密度相關(guān)，密度高通常固相含量高）3.×（造斜率過高會導(dǎo)致井眼曲率大，鉆具磨損加?。?.×（水泥漿凝結(jié)時間需與施工時間匹配，過長可能導(dǎo)致候凝期間竄槽）5.×（地層破裂壓力大于漏失壓力，漏失可能由裂縫開啟或膠結(jié)破壞引起）6.√7.√8.×（欠平衡可使用低密度鉆井液，不一定是氣體或泡沫）9.√10.√（裂縫性儲層裸眼完井可減少儲層傷害）三、簡答題1.影響因素：①地層巖性（硬度、研磨性）；②鉆頭類型及磨損程度；③鉆井參數(shù)（鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量）；④鉆井液性能（密度、粘度、濾失量）；⑤井底清潔程度。提高措施：①優(yōu)選鉆頭（如PDC鉆頭用于軟地層）；②優(yōu)化鉆井參數(shù)（合理匹配鉆壓與轉(zhuǎn)速）；③提高鉆井液攜巖能力（調(diào)整粘度、返速）；④使用高效破巖工具（如旋沖工具）；⑤控制井底壓差（近平衡或欠平衡鉆井）。2.區(qū)別：①滑動鉆進(jìn)：鉆柱不旋轉(zhuǎn)，通過動力鉆具（如螺桿）驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn)，可精確控制井斜和方位；②旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)：鉆柱整體旋轉(zhuǎn)，鉆頭由鉆柱驅(qū)動，井眼軌跡自然延伸，機(jī)械鉆速高。適用場景：滑動鉆進(jìn)用于造斜段、扭方位段及水平段的精確軌跡控制；旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用于直井段、穩(wěn)斜段，提高鉆進(jìn)效率。3.可能原因：①水泥漿頂替效率低（鉆井液與水泥漿密度差小、流變性能不匹配）；②井眼不規(guī)則（大肚子井段導(dǎo)致水泥漿竄槽）；③水泥漿失水量大，析水嚴(yán)重；④固井施工泵壓不足，頂替量不夠。預(yù)防措施：①優(yōu)化水泥漿與鉆井液的密度差（一般0.2-0.3g/cm3）；②調(diào)整水泥漿流變參數(shù)（低動切力、低粘度）；③采用紊流頂替，提高洗井效果；④固井前通井，確保井眼規(guī)則；⑤嚴(yán)格計(jì)算水泥漿用量，留足附加量。4.①d指數(shù)法：利用機(jī)械鉆速與鉆壓、轉(zhuǎn)速的關(guān)系，建立正常壓實(shí)趨勢線，異常高壓層d指數(shù)低于趨勢線；②聲波時差法：正常壓實(shí)地層聲波時差隨深度增加而減小，異常高壓層因欠壓實(shí)導(dǎo)致聲波時差增大；③重復(fù)式地層測試（RFT）：通過井下工具直接測量地層壓力，準(zhǔn)確性高。5.主要作用：①攜帶巖屑：通過循環(huán)將井底巖屑帶出地面；②平衡地層壓力：利用鉆井液密度形成的靜液柱壓力防止井噴、井漏；③冷卻潤滑鉆頭鉆具：吸收鉆頭破巖產(chǎn)生的熱量，減少鉆具磨損；④穩(wěn)定井壁：在井壁形成濾餅，防止泥頁巖水化膨脹；⑤傳遞水功率：通過鉆頭噴嘴噴射輔助破巖；⑥提供地質(zhì)信息：通過巖屑、濾液分析判斷地層性質(zhì)。四、綜合分析題1.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：①表層套管：下深500-600m，封固松散砂礫層，防止井眼坍塌，為后續(xù)鉆進(jìn)提供穩(wěn)定井口；②技術(shù)套管：下深2500-2600m，封固易水化泥頁巖，隔離高壓鹽水層（2500-4000m），防止井漏、井噴；③油層套管：下深至目的層底界（如4200m），封固目的層，為完井提供通道。鉆井液選型：①表層段（0-500m）：采用低固相聚合物鉆井液，提高攜巖能力，加入防塌劑（如瀝青類）穩(wěn)定松散地層；②技術(shù)套管段（500-2500m）：使用鉀基聚合物鉆井液，利用K?抑制泥頁巖水化膨脹，控制濾失量（API濾失≤5mL）；③高壓鹽水層段（2500-4000m）：采用高密度磺化鉆井液（密度1.6-1.8g/cm3），加入抗鹽處理劑（如磺化酚醛樹脂），防止鹽水侵污染；④目的層段（4000m以下）：使用低傷害鉆井液（如欠平衡鉆井液或油基鉆井液），密度1.2g/cm3，控制濾失量≤3mL，減少儲層傷害。2.可能故障原因：①井眼清潔不良：巖屑床堆積，導(dǎo)致扭矩增大、泵壓升高（循環(huán)阻力