2025年石油鉆探井眼軌跡控制技術(shù)評估知識考察試題及答案解析1.單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）1.1在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)中，下列哪一項(xiàng)參數(shù)最能直接反映近鉆頭井斜變化率？A.工具面角變化率B.重力工具面角C.磁工具面角D.鉆頭轉(zhuǎn)速答案：A解析：工具面角變化率（TFRate）是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋的核心參數(shù)，其數(shù)值正負(fù)與大小直接對應(yīng)近鉆頭井斜變化趨勢，而重力/磁工具面角僅用于定向參考，鉆頭轉(zhuǎn)速與井斜變化無直接線性關(guān)系。1.2某井段設(shè)計(jì)造斜率為8°/30m，若采用1.5°單彎螺桿，理論上所需鉆壓應(yīng)控制在：A.20–40kNB.50–70kNC.80–100kND.110–130kN答案：B解析：1.5°單彎螺桿在常規(guī)?215.9mm井眼、?172mm鉆鋌組合下，50–70kN鉆壓可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)8°/30m造斜；低于50kN造斜率不足，高于70kN易引發(fā)工具疲勞及井眼螺旋。1.3關(guān)于隨鉆電磁波電阻率工具“偏心補(bǔ)償”算法，下列說法正確的是：A.通過增加發(fā)射頻率消除井眼影響B(tài).利用對稱接收線圈抵消偏心引起的感應(yīng)電動勢差異C.采用蒙特卡洛反演剔除地層各向異性D.依賴伽馬曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)校正答案：B解析：偏心補(bǔ)償?shù)暮诵氖菍ΨQ線圈陣列差分測量，消除井眼間隙不均造成的感應(yīng)電動勢偏差；頻率增加反而加劇趨膚效應(yīng)，蒙特卡洛反演用于地層參數(shù)提取而非井眼校正，伽馬與電阻率測量原理不同。1.4在PushtheBit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具中，導(dǎo)向翼肋伸出量主要受控于：A.井下渦輪發(fā)電機(jī)輸出功率B.鉆井液塑性粘度C.伺服閥調(diào)節(jié)的液壓差D.鉆頭扭矩波動答案：C解析：PushtheBit系統(tǒng)通過伺服閥改變翼肋內(nèi)外壓差實(shí)現(xiàn)伸出量無級調(diào)節(jié)；渦輪功率僅提供電能，塑性粘度影響壓耗但不直接控制翼肋，鉆頭扭矩波動為被動干擾。1.5某水平井采用“雙增”剖面，第一增斜段終點(diǎn)井斜45°，垂深2200m；第二增斜段終點(diǎn)井斜90°，垂深2400m。若兩增斜段狗腿嚴(yán)重度均為6°/30m，則第一增斜段所需井深約為：A.300mB.375mC.425mD.475m答案：B解析：ΔInc=45°，狗腿6°/30m，則造斜段長度L=45/6×30=225m；考慮切線長及工具反應(yīng)滯后，實(shí)際施工附加約150m，總井深≈375m。1.6下列哪種測量誤差對北坐標(biāo)影響最大？A.井斜角系統(tǒng)誤差+0.2°B.磁偏角校正誤差+0.5°C.工具面角隨機(jī)誤差±5°D.深度測量誤差+2m答案：B解析：北坐標(biāo)∝sinI·cosA，磁偏角誤差直接改變方位A，在低緯地區(qū)0.5°誤差可導(dǎo)致北坐標(biāo)漂移>5m；井斜0.2°誤差影響<2m，工具面隨機(jī)誤差在統(tǒng)計(jì)上抵消，深度誤差主要影響垂深。1.7關(guān)于“軟連接”旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向驅(qū)動軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，下列哪項(xiàng)安全系數(shù)最符合APIRP7G最新版要求？A.1.05B.1.15C.1.25D.1.35答案：C解析：APIRP7G2022規(guī)定，承受交變扭矩的驅(qū)動軸極限強(qiáng)度安全系數(shù)≥1.25，以防止高轉(zhuǎn)速下的低周疲勞失效。1.8在井眼軌跡不確定性橢圓計(jì)算中，若只考慮測量誤差，95%置信水平下的半長軸長度與標(biāo)準(zhǔn)差關(guān)系為：A.1.645σB.1.96σC.2.58σD.3.09σ答案：B解析：95%置信對應(yīng)±1.96σ，橢圓半長軸即1.96倍綜合標(biāo)準(zhǔn)差；1.645對應(yīng)90%，2.58對應(yīng)99%。1.9采用“滑動旋轉(zhuǎn)”復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，若滑動段工具面角漂移嚴(yán)重，優(yōu)先調(diào)整：A.鉆柱轉(zhuǎn)速B.鉆井液排量C.鉆壓D.泥漿潤滑系數(shù)答案：B解析：滑動段工具面漂移主因是鉆柱扭轉(zhuǎn)反彈，增加排量可提高鉆柱剛性并減少粘滑，轉(zhuǎn)速在滑動段為零，鉆壓影響造斜率而非扭轉(zhuǎn)，潤滑系數(shù)改善摩阻但見效慢。1.10某井使用MWD+伽馬+電阻率組合，測點(diǎn)深度滯后鉆頭8m，若ROP為36m/h，則隨鉆伽馬曲線在斜深2850m處顯示的地層信息實(shí)際對應(yīng)鉆頭位置：A.2842mB.2844mC.2846mD.2848m答案：A解析：滯后8m，鉆頭實(shí)時(shí)位置=測點(diǎn)深度+8m；反之測點(diǎn)2850m對應(yīng)鉆頭2842m。1.11關(guān)于“連續(xù)旋轉(zhuǎn)閉環(huán)導(dǎo)向”系統(tǒng)，下列哪項(xiàng)描述錯(cuò)誤？A.可在150rpm下實(shí)現(xiàn)±0.1°井斜控制精度B.需依賴地面下行指令刷新導(dǎo)向參數(shù)C.井下閉環(huán)周期通常小于0.5sD.翼肋伸出不依賴鉆井液流量答案：B解析：連續(xù)旋轉(zhuǎn)閉環(huán)導(dǎo)向以井下PID自主調(diào)節(jié)為主，地面僅下發(fā)目標(biāo)參數(shù)，無需頻繁下行指令；其余選項(xiàng)均正確。1.12在SAGD雙水平井中，兩井垂向間距誤差要求±1m，若采用磁導(dǎo)向工具，最宜選擇：A.單線圈主動磁測B.雙線圈反接磁測C.三軸磁通門+加速度計(jì)D.旋轉(zhuǎn)磁測距系統(tǒng)（RMRS）答案：D解析：RMRS通過旋轉(zhuǎn)磁源實(shí)現(xiàn)亞米級相對定位，抗干擾強(qiáng)，適用于高溫SAGD井；單/雙線圈精度不足，三軸磁通門需近距離。1.13某井段狗腿嚴(yán)重度為10°/30m，鉆柱疲勞壽命預(yù)測采用Miner法則，若單日累計(jì)狗腿°·m為1800°·m，則對應(yīng)疲勞損傷度為：A.0.5×10?3B.1.2×10?3C.2.0×10?3D.3.5×10?3答案：C解析：根據(jù)API7G2022疲勞曲線，10°/30m狗腿下每米損傷約1.11×10?3，1800°·m對應(yīng)180m，總損傷=180×1.11×10?3≈2.0×10?3。1.14關(guān)于“動態(tài)井眼軌跡預(yù)測”模型，下列輸入?yún)?shù)中權(quán)重最低的是：A.實(shí)時(shí)ROPB.地層可鉆性級值C.鉆頭磨損指數(shù)D.地面泵壓答案：D解析：泵壓主要影響水力參數(shù)，對井眼軌跡預(yù)測權(quán)重<5%；ROP、可鉆性、鉆頭磨損直接決定造斜率與方位漂移。1.15在“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+隨鉆地震”聯(lián)合應(yīng)用中，地震波至?xí)r差主要用來修正：A.垂深誤差B.井斜誤差C.方位誤差D.工具面誤差答案：A解析：隨鉆地震通過地面震源與井下檢波器至?xí)r差直接計(jì)算垂深，消除MWD垂深累積誤差；對方位、井斜、工具面無直接修正能力。1.16下列哪項(xiàng)不是“井眼軌跡質(zhì)量指數(shù)（TQI）”評價(jià)指標(biāo)？A.狗腿度平滑度B.目標(biāo)窗口命中率C.機(jī)械鉆速D.井眼擴(kuò)大率答案：C解析：TQI聚焦幾何質(zhì)量，含狗腿平滑、窗口命中、井眼規(guī)則度；機(jī)械鉆速為效率指標(biāo)，不納入TQI。1.17在“地質(zhì)導(dǎo)向自適應(yīng)算法”中，若伽馬相關(guān)系數(shù)突降至0.3，系統(tǒng)優(yōu)先：A.降低ROPB.增加鉆壓C.調(diào)整井斜目標(biāo)±1°D.切換至電阻率為主控答案：C解析：伽馬相關(guān)性下降表明井眼可能偏離地層，自適應(yīng)算法以±1°井斜微擾動尋找最佳相關(guān)性；ROP、鉆壓為被動參數(shù)，電阻率滯后大。1.18某井使用“推靠+指向”混合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，若需提高方位穩(wěn)定度，應(yīng)優(yōu)先：A.增大推靠翼肋伸出量B.減小指向偏移角C.提高轉(zhuǎn)速至180rpmD.降低鉆井液密度答案：B解析：指向模式對方位漂移更敏感，減小偏移角可降低側(cè)向切削分量，提升方位穩(wěn)定性；推靠增大易引發(fā)螺旋，高轉(zhuǎn)速、低密度對方位穩(wěn)定無直接增益。1.19關(guān)于“井眼軌跡回溯”技術(shù)，下列哪項(xiàng)數(shù)據(jù)源精度最高？A.地面電纜測斜B.隨鉆記憶測量C.陀螺復(fù)測D.磁導(dǎo)向互測答案：C解析：陀螺不受磁干擾，精度可達(dá)±0.05°，高于電纜測斜（±0.1°）、MWD記憶（±0.15°）、磁導(dǎo)向（±0.2°）。1.20在“一井多靶”水平井設(shè)計(jì)中，若靶窗長200m、寬50m，允許軌跡穿越概率95%，則不確定性橢圓半長軸應(yīng)小于：A.10mB.15mC.20mD.25m答案：B解析：靶窗寬50m，95%置信橢圓半長軸需≤15m，保留兩側(cè)各10m安全余量；20m以上將導(dǎo)致穿越概率<90%。2.多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）2.1下列哪些因素會加劇旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具“粘滑”現(xiàn)象？A.高轉(zhuǎn)速B.低鉆壓C.高含砂鉆井液D.井眼擴(kuò)大率>15%E.鉆頭PDC齒崩缺答案：C、D、E解析：高含砂增加摩擦系數(shù)，井眼擴(kuò)大導(dǎo)致工具偏心，齒崩缺引發(fā)扭矩波動；高轉(zhuǎn)速、低鉆壓反而抑制粘滑。2.2關(guān)于“連續(xù)井眼曲率（CWC）”模型，下列說法正確的是：A.采用三次樣條插值B.可消除測點(diǎn)間狗腿突變C.需至少4個(gè)測點(diǎn)D.適用于任意井深間隔E.計(jì)算結(jié)果與最小曲率法差異隨狗腿增大而減小答案：A、B、C解析：CWC基于三次樣條，平滑狗腿，需≥4測點(diǎn)；不適用于大間隔（>60m），與最小曲率差異隨狗腿增大而增大。2.3在“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向可靠性評估”中，下列哪些屬于FTA（故障樹分析）頂事件？A.翼肋無法收回B.井下發(fā)電機(jī)失效C.地面失去信號D.井眼軌跡偏離>2°E.鉆柱疲勞斷裂答案：A、D解析：FTA頂事件為系統(tǒng)級故障，翼肋卡滯、軌跡超限屬頂事件；發(fā)電機(jī)失效、信號丟失為中間事件，鉆柱斷裂屬鉆具失效，不在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向FTA頂事件定義內(nèi)。2.4下列哪些技術(shù)可用于“井眼軌跡實(shí)時(shí)閉環(huán)控制”？A.井下PID算法B.地面模型預(yù)測控制（MPC）C.模糊自適應(yīng)控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋補(bǔ)償E.經(jīng)典最小曲率法答案：A、B、C、D解析：最小曲率為幾何算法，無控制功能；其余均為現(xiàn)代控制策略。2.5關(guān)于“磁干擾校正”方法，下列哪些適用于高傾角井？A.多頻感應(yīng)法B.交變磁場反演C.陀螺輔助校正D.參考井互測E.地磁日變?yōu)V波答案：C、D解析：高傾角井磁傾角近90°，磁測信噪比低，需陀螺或互測；多頻、交變、日變?yōu)V波對高傾角效果差。2.6下列哪些參數(shù)會直接影響“推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”造斜率？A.翼肋伸出量B.井眼間隙C.轉(zhuǎn)速D.地層抗壓強(qiáng)度E.鉆井液潤滑系數(shù)答案：A、B、C、D解析：翼肋伸出量決定側(cè)向力，間隙影響力傳遞，轉(zhuǎn)速改變切削矢量，地層強(qiáng)度決定反力；潤滑系數(shù)主要影響摩阻，對造斜率影響<3%。2.7在“井眼軌跡不確定性傳播”中，下列哪些誤差源屬于系統(tǒng)誤差？A.磁偏角模型誤差B.傳感器零偏C.深度編碼器分辨率D.磁傾角長期變化E.溫度漂移答案：A、B、D、E解析：編碼器分辨率為隨機(jī)誤差；其余均為可校正系統(tǒng)誤差。2.8下列哪些措施可降低“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”翼肋沖蝕速率？A.采用碳化鎢涂層B.降低鉆井液含砂量至<0.2%C.翼肋前端倒圓角D.提高翼肋硬度至HRC65E.增大翼肋伸出速度答案：A、B、C、D解析：增大伸出速度加劇沖蝕；其余均可降低沖蝕。2.9關(guān)于“隨鉆地震（SWD）”數(shù)據(jù)，下列哪些處理可提升垂深預(yù)測精度？A.井筒波場分離B.初至拾取自動校正C.地層Q值補(bǔ)償D.管波壓制E.高程靜校正答案：A、B、D、E解析：Q值補(bǔ)償用于振幅恢復(fù)，對垂深精度提升<0.5m；其余直接改善初至?xí)r間。2.10在“多井防碰”評估中，下列哪些距離準(zhǔn)則適用于“生產(chǎn)井注入井”？A.中心距>5mB.井眼不確定性橢圓不相交C.狗腿度<3°/30mD.相對磁距>20nTE.井口間距>200m答案：A、B解析：生產(chǎn)注入井防碰以中心距與不確定性橢圓為準(zhǔn)；狗腿、磁距、井口間距為輔助參考。3.判斷改錯(cuò)題（每題2分，共10分）3.1在“指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”中，鉆頭偏移角越大，方位穩(wěn)定性越好。答案：錯(cuò)誤。改為：鉆頭偏移角越大，方位漂移風(fēng)險(xiǎn)越大，應(yīng)控制在0.3°–0.8°以內(nèi)。3.2“最小曲率法”假設(shè)測段內(nèi)井眼軌跡為空間圓弧，且井斜、方位均線性變化。答案：錯(cuò)誤。改為：最小曲率法假設(shè)井眼為圓弧，但方位變化非線性，需用球面三角形求解。3.3采用“陀螺測斜”時(shí)，井眼緯度越高，地球自轉(zhuǎn)水平分量越大，測量精度越高。答案：錯(cuò)誤。改為：緯度越高，地球自轉(zhuǎn)水平分量越小，陀螺北向精度下降，需延長尋北時(shí)間。3.4“連續(xù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”井下發(fā)電機(jī)功率與鉆井液密度成正比，與排量平方成反比。答案：錯(cuò)誤。改為：功率與密度、排量平方均成正比，P∝ρQ2。3.5在“井眼軌跡回溯”中，若電纜測斜與MWD差異>0.5°，應(yīng)以電纜數(shù)據(jù)為準(zhǔn)直接覆蓋原軌跡。答案：錯(cuò)誤。改為：需先進(jìn)行一致性檢驗(yàn)與協(xié)方差融合，避免單數(shù)據(jù)源系統(tǒng)誤差傳播。4.簡答題（每題10分，共30分）4.1闡述“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”翼肋沖蝕失效機(jī)理，并給出定量壽命預(yù)測模型。答案：沖蝕機(jī)理為高速含砂鉆井液沖擊翼肋前端，導(dǎo)致碳化鎢涂層剝落，基體發(fā)生微切削與疲勞剝落。定量模型采用Archard沖蝕方程：V=k·F·v·t/H其中V為沖蝕體積，k為無因次沖蝕系數(shù)（實(shí)驗(yàn)測得0.8×10??），F(xiàn)為側(cè)向力（N），v為流速（m/s），t為時(shí)間（s），H為材料硬度（Pa）。結(jié)合翼肋幾何參數(shù)，可預(yù)測剩余壁厚<1mm為失效閾值，現(xiàn)場驗(yàn)證誤差<12%。4.2說明“地質(zhì)導(dǎo)向自適應(yīng)算法”中伽馬電阻率融合策略，并給出權(quán)重動態(tài)更新公式。答案：采用卡爾曼濾波融合，狀態(tài)向量X=[Inc,Azi,TVD,GR,RES]?。權(quán)重W_t=W_{t1}·exp(α·e2)，其中e為預(yù)測與實(shí)測伽馬殘差，α=0.05。當(dāng)GR相關(guān)性<0.5時(shí)，自動切換至電阻率主控，W_RES=10.5·|?RES|/σ_RES，實(shí)現(xiàn)0.3s周期更新，現(xiàn)場井斜控制精度±0.15°。4.3描述“多井防碰”中不確定性橢圓實(shí)時(shí)融合流程，并給出協(xié)方差矩陣更新方程。答案：流程：①實(shí)時(shí)采集MWD、陀螺、磁導(dǎo)向數(shù)據(jù)；②建立誤差模型，計(jì)算各井3×3協(xié)方差矩陣P；③采用聯(lián)邦卡爾曼濾波，融合公式：P_f=(P??1+P??1)?1x_f=P_f·(P??1x?+P??1x?)④每10m更新一次，若橢圓相交概率>1%，觸發(fā)避讓指令：降低造斜率或調(diào)整方位。現(xiàn)場應(yīng)用將防碰距離從30m縮短至12m，誤報(bào)率<2%。5.計(jì)算題（每題15分，共30分）5.1某水平井設(shè)計(jì)目標(biāo)：垂深2800m，水平位移800m，采用“雙增”剖面，第一增斜段造斜率6°/30m，第二增斜段8°/30m，切線段長200m。已知造斜點(diǎn)垂深2200m，求：（1）各段井深、井斜、垂深、位移；（2）若使用1.25°單彎螺桿，鉆壓60kN，地層造斜率系數(shù)K=0.85，驗(yàn)證實(shí)際造斜率是否滿足設(shè)計(jì)。答案：（1）第一增斜段：ΔInc=45°，L?=45/6×30=225m，垂深增量ΔV?=225·sin(22.5°)=86.2m，垂深2286.2m，位移ΔH?=225·cos(22.5°)=207.8m。切線段：200m，井斜45°，ΔV?=200·cos45°=141.4m，垂深2427.6m，ΔH?=200·sin45°=141.4m，累計(jì)位移349.2m。第二增斜段：ΔInc=45°，L?=45/8×30=168.75m，平均井斜67.5°，ΔV?=168.75·cos67.5°=64.6m，垂深2492.2m，ΔH?=168.75·sin67.5°=155.9m，累計(jì)位移505.1m。剩余位移800505.1=294.9m，水平段井斜90°，L?=294.9m，垂深不變。（2）實(shí)際造斜率R=K·R?·(W/W?)^0.5=0.85×6×(60/50)^0.5=5.6°/30m<6°/30m，不滿足。需提高鉆壓至70kN或換1.5°螺桿。5.2某井?215.9mm井眼，采用PushtheBit系統(tǒng)，翼肋伸出量3mm，井眼擴(kuò)大率8%，鉆井液密度1.25g/cm3，塑性粘度25mPa·s，排量