2025年石油工程鉆井工程技術(shù)知識考察試題及答案解析一、單項選擇題（每題1分，共20分）1.在鉆井液體系中，若需同時提高攜巖能力與降低濾失量，應(yīng)優(yōu)先選用下列哪種處理劑？A.高粘CMC??B.低粘PAC??C.磺化瀝青??D.氧化瀝青答案：C解析：磺化瀝青兼具封堵微裂縫和降濾失功能，其軟化點高，可在井壁形成韌性泥餅，同時提高攜巖效率；高粘CMC雖提粘但濾失下降有限，低粘PAC降濾失明顯卻幾乎不提粘，氧化瀝青封堵性差。2.某井使用φ215.9mmPDC鉆頭，鉆壓120kN，轉(zhuǎn)速60r/min，扭矩表顯示8.5kN·m，計算比扭矩（單位：kN·m/kN）最接近：A.0.060??B.0.071??C.0.085??D.0.094答案：B解析：比扭矩=扭矩/鉆壓=8.5/120≈0.0708kN·m/kN，用于評估PDC鉆頭切削齒磨損趨勢，數(shù)值突升預(yù)示崩齒或泥包。3.井下出現(xiàn)“停泵即溢流”現(xiàn)象，立壓與套壓同步上升，最可能的原因是：A.抽汲誘發(fā)溢流??B.鉆頭水眼堵塞??C.起鉆抽吸??D.氣體滑脫上升答案：D解析：氣體滑脫導(dǎo)致環(huán)空氣柱持續(xù)膨脹，停泵后無靜液柱抑制，壓力快速上升；抽汲與起鉆抽吸需上提鉆具才出現(xiàn)，鉆頭堵則立壓升高、套壓不變。4.采用“浮閥+投入式止回閥”雙保險回壓閥時，下入鉆具過程中井口返出流量突然增大，泵壓下降，首先應(yīng)：A.立即停泵關(guān)井??B.提高鉆井液粘度??C.記錄循環(huán)池增量??D.上提鉆具檢查抽汲答案：A解析：返出突增、泵壓降是溢流典型信號，雙回壓閥失效概率低但仍需按“停泵—關(guān)井—記錄”程序執(zhí)行，防止誤判。5.某水平井設(shè)計造斜率8°/30m，若采用1.25°單彎螺桿，理論上工具面穩(wěn)定需鉆具組合中無磁鉆鋌長度至少：A.4.5m??B.6.8m??C.9.2m??D.11.5m答案：C解析：根據(jù)極限曲率法，無磁長度≥30m×(8°/30m)/1.25°×0.9=9.2m，確保測量點位于切線段，避免磁干擾。6.在深水鉆井中，隔水管頂部張緊力不足將直接導(dǎo)致：A.井口疲勞裂紋??B.隔水管壓潰??C.底部撓性接頭過度彎曲??D.節(jié)流管線沖蝕答案：C解析：張力不足使隔水管自重轉(zhuǎn)移至撓性接頭，產(chǎn)生過度彎矩，長期導(dǎo)致接頭密封失效；壓潰需外壓高、張緊大反而降低壓潰風(fēng)險。7.某井使用KCl聚合物鉆井液，Cl?質(zhì)量濃度18×103mg/L，換算為當(dāng)量NaCl礦化度約為：A.1.8%??B.2.3%??C.3.0%??D.3.6%答案：C解析：NaCl當(dāng)量=Cl?×1.65=29.7×103mg/L≈3.0%，用于評估頁巖水化抑制性，>3%可有效抑制伊蒙混層水化膨脹。8.關(guān)于隨鉆地震SWD技術(shù)，下列說法正確的是：A.鉆頭破巖信號作為震源，檢波器置于導(dǎo)管頭??B.需停止鉆進采集數(shù)據(jù)??C.分辨率高于常規(guī)地震2倍??D.可實時更新孔隙壓力模型答案：D解析：SWD利用鉆頭噪聲作震源，檢波器位于海底或井口，無需停鉆；分辨率受鉆頭頻帶限制，低于常規(guī)地震，但可實時修正壓力模型。9.某井段地層破裂梯度0.18MPa/m，鉆井液密度1.25g/cm3，若允許最大關(guān)井套壓為12MPa，則該井段最大井深為：A.2350m??B.2670m??C.3200m??D.3500m答案：B解析：破裂壓力=0.18×H，靜液柱壓力=0.00981×1.25×H，則0.18H=12+0.00981×1.25×H，解得H≈2670m。10.采用“雙井徑+六臂傾角”測井組合，主要目的為識別：A.井壁崩落方向??B.地層滲透率??C.鉆井液濾失量??D.套管腐蝕答案：A解析：六臂傾角可測井壁橢圓度，結(jié)合雙井徑可判斷現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向，用于優(yōu)化壓裂方位。11.在控壓鉆井MPD中，若采用恒定井底壓力CBP模式，當(dāng)鉆遇高壓層時，自動節(jié)流閥應(yīng)：A.開大降低套壓??B.關(guān)小提高套壓??C.保持原位??D.先開后關(guān)答案：B解析：高壓層導(dǎo)致井底壓力升高，為維持CBP恒定，需提高套壓補償，自動節(jié)流閥關(guān)小。12.某PDC鉆頭切削齒后傾角從15°增至20°，其效果為：A.機械鉆速升高、抗沖擊性下降??B.機械鉆速下降、抗沖擊性升高??C.扭矩升高、鉆速升高??D.扭矩下降、鉆速下降答案：B解析：后傾角增大，齒吃入深度減小，鉆速下降，但切削力更平緩，抗沖擊韌性提高，適合硬夾層。13.關(guān)于水合物鉆井，下列措施不能抑制水合物分解的是：A.提高鉆井液鹽度至飽和??B.采用低溫鉆井液??C.加入熱力學(xué)抑制劑如乙二醇??D.降低鉆井液循環(huán)溫度答案：D解析：降低循環(huán)溫度會促進水合物形成；提高鹽度、加乙二醇、低溫鉆井液（低于地層溫度）均可抑制分解。14.某井使用頂部驅(qū)動，在起鉆過程中發(fā)現(xiàn)背鉗無法完全卸開絲扣，最可能故障為：A.背鉗夾緊壓力低??B.主軸補償缸泄漏??C.旋轉(zhuǎn)頭軸承損壞??D.沖管密封失效答案：A解析：背鉗夾緊壓力不足導(dǎo)致扭矩傳遞不夠，無法克服絲扣靜摩擦；補償缸泄漏影響浮動，但不直接阻礙卸扣。15.在鹽膏層鉆井中，若鉆井液密度過低，首先出現(xiàn)的井下復(fù)雜是：A.縮徑卡鉆??B.井漏??C.垮塌埋鉆??D.泥漿污染答案：A解析：鹽膏層具有塑性流動特性，密度不足時側(cè)向應(yīng)力大于井內(nèi)液柱壓力，井眼縮徑，導(dǎo)致卡鉆。16.采用“雙梯度鉆井”技術(shù)時，海底泵回注鉆井液的主要作用為：A.降低隔水管當(dāng)量密度??B.提高鉆頭水功率??C.增加返速攜巖??D.降低ECD答案：A解析：海底泵將部分鉆井液回注隔水管環(huán)空，形成空心柱，降低隔水管段靜液柱壓力，實現(xiàn)雙梯度。17.某井使用LWD電阻率測井，在8.5in井眼、2MHz頻率下，測得相位電阻率2.5Ω·m，環(huán)電阻率3.2Ω·m，最可能地層流體為：A.淡水??B.油層??C.鹽水??D.氣層答案：B解析：相位電阻率<環(huán)電阻率，且數(shù)值低，指示侵入深、地層真電阻率低，但差值正，符合低阻油層特征；氣層通常環(huán)電阻率>相位電阻率。18.在套管柱設(shè)計中，若安全系數(shù)取1.3，則抗擠安全系數(shù)定義為：A.套管抗擠強度/最大外擠壓力??B.最大外擠壓力/套管抗擠強度??C.抗擠強度/最小內(nèi)壓??D.最小內(nèi)壓/抗擠強度答案：A解析：抗擠安全系數(shù)=套管額定抗擠強度÷井眼最大外擠壓力，>1.3滿足設(shè)計規(guī)范。19.某井使用“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+隨鉆擴眼”組合，若擴眼器刀片磨損后外徑減小2mm，則井眼擴大率下降約：A.0.3%??B.0.6%??C.0.9%??D.1.2%答案：B解析：φ215.9mm井眼，擴眼至244.5mm，理論擴大率13.2%；減小2mm后擴大率12.6%，下降0.6%。20.關(guān)于連續(xù)油管鉆井，下列說法錯誤的是：A.可連續(xù)循環(huán)不下鉆??B.鎖壓閥可實現(xiàn)欠平衡??C.疲勞壽命與井眼曲率平方成正比??D.壓井時間比常規(guī)鉆桿短答案：D解析：連續(xù)油管內(nèi)徑小、壓降大，壓井時需低排量，耗時更長；疲勞壽命與曲率平方成正比，曲率越大壽命越短。二、多項選擇題（每題2分，共20分）21.下列哪些因素會提高鉆井液當(dāng)量循環(huán)密度ECD？A.提高鉆井液粘度??B.提高返速??C.井眼擴大率增大??D.加入玻璃微球減輕劑??E.降低鉆桿外徑答案：A、B、C解析：粘度、返速、井眼擴大均增加環(huán)空壓耗；玻璃微球降低密度，鉆桿外徑減小降低壓耗。22.關(guān)于隨鉆壓力PWD測量，正確的有：A.可實時計算地層壓力??B.傳感器位于MWD上部??C.可檢測井涌早兆??D.數(shù)據(jù)通過泥漿脈沖傳輸??E.需停泵測量答案：C、D解析：PWD測環(huán)空壓力，通過脈沖實時傳輸，可早兆井涌；地層壓力需解釋，傳感器位于MWD下部，無需停泵。23.下列屬于硬關(guān)井特點的有：A.水擊壓力大??B.關(guān)井時間短??C.適用于高含硫井??D.需預(yù)先記錄初始循環(huán)壓力??E.對井口設(shè)備沖擊小答案：A、B解析：硬關(guān)井直接關(guān)萬能，時間短、水擊大；高含硫井推薦軟關(guān)井，需記錄初始循環(huán)壓力為壓井準(zhǔn)備，與關(guān)井方式無關(guān)。24.在深水防噴器組中，剪切閘板設(shè)計需考慮：A.鉆桿等級??B.隔水管張力??C.井口疲勞壽命??D.剪切時井內(nèi)壓力??E.海水溫度答案：A、D解析：剪切閘板需匹配鉆桿屈服強度，并校核剪切時內(nèi)壓造成鼓脹；隔水管張力、疲勞、溫度不直接影響剪切力。25.下列措施可降低套管磨損速率：A.加入非旋轉(zhuǎn)保護套??B.降低鉆柱轉(zhuǎn)速??C.提高鉆井液潤滑系數(shù)??D.采用鋁基鉆井液??E.增加鉆壓答案：A、B、C解析：非旋轉(zhuǎn)套避免相對滑動，降速減磨，潤滑系數(shù)高減磨；鋁基鉆井液腐蝕性強，增加鉆壓加劇磨損。26.關(guān)于“微納米封堵”技術(shù)，正確的有：A.粒徑分布需與孔喉匹配??B.可提高地層承壓能力??C.適用于頁巖氣井??D.需配合纖維材料??E.會降低滲透率不可逆答案：A、B、C、D解析：微納米顆粒+纖維形成網(wǎng)狀封堵，承壓提高，適用于頁巖氣微裂縫；若采用可降解材料，滲透率可恢復(fù)。27.某井使用“雙壁反循環(huán)”鉆井，優(yōu)點包括：A.降低漏失風(fēng)險??B.提高巖屑返出完整性??C.減少井壁沖蝕??D.降低ECD??E.可連續(xù)取心答案：A、B、C解析：反循環(huán)在內(nèi)管返出，環(huán)空靜液柱高，漏失少，巖屑無重復(fù)研磨，沖蝕??；ECD反而升高，取心需專用工具。28.下列屬于鉆柱渦動危害的有：A.井眼擴大??B.鉆具疲勞??C.鉆頭偏磨??D.測井工具損壞??E.摩阻降低答案：A、B、C、D解析：渦動產(chǎn)生橫向沖擊，擴大井眼、疲勞、偏磨、震壞儀器；摩阻反而升高。29.關(guān)于“鹽上套管”設(shè)計，需考慮：A.鹽層蠕變速率??B.溫度引起的熱應(yīng)力??C.外擠壓力隨時間變化??D.內(nèi)壓試壓值??E.海水深度答案：A、B、C解析：鹽層蠕變產(chǎn)生持續(xù)外擠，溫度梯度大，熱應(yīng)力高；內(nèi)壓試壓為施工參數(shù)，海水深度影響隔水管，不直接影響套管。30.采用“智能鉆桿”實現(xiàn)高速遙傳，其關(guān)鍵技術(shù)包括：A.感應(yīng)耦合線圈??B.寬帶OFDM調(diào)制??C.超低功耗芯片??D.光纖嵌入??E.磁感應(yīng)陀螺儀答案：A、B、C解析：智能鉆桿利用感應(yīng)耦合+OFDM實現(xiàn)2Mbps以上速率，低功耗延長壽命；光纖嵌入成本高未商用，陀螺儀與遙傳無關(guān)。三、判斷題（每題1分，共10分）31.在相同鉆井液密度下，溫度升高會導(dǎo)致當(dāng)量循環(huán)密度降低。答案：√解析：溫度升高→鉆井液膨脹→密度下降，ECD降低。32.PDC鉆頭布齒密度越高，越適合高轉(zhuǎn)速渦輪鉆井。答案：×解析：高密度布齒降低單齒鉆壓，渦輪高扭矩高轉(zhuǎn)速易泥包，應(yīng)降低密度。33.采用“井下閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”系統(tǒng)時，地面無法實時調(diào)整井斜方位。答案：×解析：閉環(huán)系統(tǒng)通過下行指令可實時調(diào)整，僅延遲數(shù)秒。34.連續(xù)油管疲勞壽命與內(nèi)壓波動幅度呈線性關(guān)系。答案：×解析：疲勞壽命與內(nèi)壓波動幅度呈指數(shù)關(guān)系，非線性。35.在碳酸鹽巖地層，漏失壓力通常低于破裂壓力。答案：√解析：碳酸鹽巖天然裂縫發(fā)育，漏失壓力遠(yuǎn)低于完整巖石破裂壓力。36.深水防噴器組中，環(huán)形防噴器可剪切鉆桿。答案：×解析：環(huán)形僅封環(huán)空，剪切需專用剪切閘板。37.采用“雙級固井”可提高鹽膏層套管外水泥石抗蠕變能力。答案：√解析：雙級可縮短封固段，降低水泥石高溫收縮，提高抗蠕變。38.鉆井液中加入可變形聚合物微球，可提高頁巖承壓能力。答案：√解析：微球在裂縫口變形架橋，提高承壓。39.在井底溫度180℃條件下，甲基纖維素比羧甲基纖維素更耐高溫。答案：×解析：甲基纖維素醚鍵易高溫水解，CMC因羧基絡(luò)合更耐溫。40.采用“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+隨鉆擴眼”組合，可降低狗腿嚴(yán)重度。答案：√解析：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向連續(xù)導(dǎo)向，擴眼消除微狗腿，整體狗腿降低。四、填空題（每空1分，共20分）41.某井使用φ127mmS135鉆桿，其抗扭屈服強度約為________kN·m。答案：38解析：API公式T=0.0962×Y×D3×(1d/D)，Y=931MPa，D=127mm，d=108.6mm，計算得≈38kN·m。42.在深水鉆井中，隔水管頂部張緊力一般取隔水管空氣中重量的________%。答案：110–120解析：防止壓縮屈曲，需過張10–20%。43.采用“控壓鉆井”時，井底壓力波動范圍通?？刂圃凇繽_______kPa以內(nèi)。答案：50解析：MPD精控目標(biāo)，±50kPa可防溢漏。44.某井使用1.5°單彎螺桿，井深3000m處井斜角60°，若工具面角保持高邊右30°，則每鉆進10m井斜角增加約________°。答案：0.4解析：造斜率≈1.5°×cos30°≈1.3°/30m，10m增斜0.43°。45.在頁巖氣井中，水平段壓裂簇間距一般取________m。答案：15–30解析：兼顧裂縫干擾與儲量動用，常用20m。46.鉆井液API濾失量測試壓力為________MPa，時間為________min。答案：0.69，30解析：API標(biāo)準(zhǔn)。47.采用“雙壁鉆桿”反循環(huán)時，內(nèi)管流速需大于________m/s才能攜巖。答案：1.5解析：經(jīng)驗值，保證湍流攜巖。48.某井使用“智能鉆桿”傳輸速率2Mbps，傳輸一組1024bit的LWD數(shù)據(jù)需________ms。答案：0.512解析：1024/2×10?=0.512ms。49.在碳酸鹽巖地層，漏失壓力當(dāng)量密度通常比破裂壓力當(dāng)量密度低________g/cm3。答案：0.3–0.5解析：天然裂縫導(dǎo)致漏失提前。50.采用“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”系統(tǒng)，其導(dǎo)向力主要由________與________之間的轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生。答案：外筒，內(nèi)軸解析：偏心環(huán)或推靠翼通過內(nèi)外筒轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生導(dǎo)向力。五、簡答題（每題10分，共30分）51.簡述深水鉆井中“雙梯度鉆井”技術(shù)的原理、關(guān)鍵設(shè)備及其解決的主要問題。答案：原理：在隔水管段引入第二密度梯度，通過海底泵回注低密度流體（海水、空心微球漿或氮氣），使隔水管環(huán)空靜液柱壓力低于常規(guī)單梯度，而下部井段保持正常鉆井液密度，從而在整個井筒內(nèi)形成“上輕下重”的雙梯度壓力剖面。關(guān)鍵設(shè)備：海底泵模塊、回注管線、空心微球分離器、雙密度切換接頭、實時壓力監(jiān)測與自動節(jié)流系統(tǒng)。解決問題：①深水表層破裂梯度低，單梯度無法平衡孔隙壓力與破裂壓力窗口窄的問題；②降低隔水管底部撓性接頭應(yīng)力，減少疲勞；③允許使用較低鉆井液密度，減少漏失與壓差卡鉆；④為下步套管提供更大操作空間，減少套管層數(shù)。52.某頁巖氣水平井在水平段鉆進時出現(xiàn)扭矩波動大、機械鉆速下降、巖屑返出變細(xì)，分析可能原因并提出綜合處理措施。答案：原因分析：①井壁失穩(wěn)掉塊，巖屑床堆積導(dǎo)致扭矩波動；②PDC鉆頭泥包，切削效率下降；③鉆柱渦動或微狗腿引起額外摩阻；④鉆井液潤滑不足，濾餅厚；⑤地層壓力系數(shù)下降，巖石強度升高。處理措施：a.短起下鉆清理巖屑床，循環(huán)高粘清掃液；b.加入微納米封堵劑與極壓潤滑劑，降低濾失與摩阻系數(shù)；c.優(yōu)化水力參數(shù)，提高返速至1.2m/s以上，采用紊流攜巖；d.檢查鉆頭，若泥包嚴(yán)重則起鉆更換，選用高抗泥包齒形；e.調(diào)整鉆壓與轉(zhuǎn)速，避開鉆柱臨界轉(zhuǎn)速，減少渦動；f.若地層壓力下降，可適當(dāng)降低鉆井液密度，減少壓持效應(yīng)。53.對比“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”與“滑動導(dǎo)向”在頁巖氣水平段的應(yīng)用優(yōu)劣，并說明旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向如何提高儲層鉆遇率。答案：優(yōu)劣對比：滑動導(dǎo)向：優(yōu)點：成本低，工具簡單；缺點：需頻繁滑動，鉆速低，井眼軌跡呈“鋸齒”狀，狗腿嚴(yán)重度不均勻，摩阻高，巖屑床易堆積，儲層暴露不充分。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向：優(yōu)點：連續(xù)旋轉(zhuǎn)，井眼光滑，狗腿均勻，摩阻低，可長水平段延伸，實時調(diào)整軌跡，提高井眼質(zhì)量；缺點：成本高，工具復(fù)雜，對鉆井液清潔度要求高。提高儲遇率方式：①旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向可實時響應(yīng)隨鉆伽馬、電阻率變化，精確追蹤優(yōu)質(zhì)頁巖層，避免穿層；②降低井眼波動，使水平段更貼近儲層頂部或甜點區(qū)；③減少因滑動造成的軌跡漂移，保證水平段在靶窗內(nèi)（±3m）；④配合LWD地質(zhì)導(dǎo)向模型，實現(xiàn)“地質(zhì)工程”一體化，儲遇率可由滑動導(dǎo)向的70%提升至90%以上。六、計算題（共30分）54.（10分）某井φ215.9mm井段，鉆井液密度1.30g/cm3，塑性粘度25mPa·s，屈服值12Pa，井深3500m，鉆桿外徑127mm，井眼擴大率8%，返速1.0m/s。（1）計算環(huán)空壓耗（使用Bingham模型）。（2）若允許最大ECD為1.45g/cm3，判斷是否超標(biāo)。答案：（1）環(huán)空當(dāng)量直徑De=√(D2+d2)?d，D=0.2159×1.08=0.233m，d=0.127m，De=0.233?0.127=0.106m。雷諾數(shù)Re=ρvDe/μ=1300×1×0.106/0.025=5512>2100，紊流。Bingham紊流壓耗公式：ΔP/L=0.158×ρ^0.75×μ^0.25×v^1.75/De^1.25代入：ΔP/L=0.158×