2025年鉆井期末考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.井身結構設計中，技術套管的主要作用是（）A.封隔淺層易塌地層B.提供井口裝置支撐C.防止井噴D.形成油氣通道答案：A2.某井鉆進至3500m時，鉆井液密度為1.35g/cm3，地層孔隙壓力當量密度為1.28g/cm3，此時井底壓差為（）MPa（取g=9.81m/s2）A.2.35B.2.74C.3.12D.3.56答案：B（計算：(1.35-1.28)×9.81×3500/1000=2.74）3.牙輪鉆頭的移軸值是指（）A.牙輪軸線與鉆頭軸線的垂直距離B.牙輪軸線與鉆頭軸線的水平偏移量C.牙輪錐頂?shù)姐@頭中心的距離D.牙輪與井底接觸點的切線偏移量答案：B4.下列不屬于鉆井液剪切稀釋特性指標的是（）A.動切力B.靜切力C.塑性粘度D.表觀粘度答案：D（表觀粘度是綜合指標，非剪切稀釋特性專屬）5.固井時，水泥漿的“過渡時間”是指（）A.水泥漿從液態(tài)到固態(tài)的初始凝固時間B.水泥漿靜膠凝強度從48Pa升至2400Pa的時間C.水泥漿失去流動性的時間D.水泥漿開始水化反應到終凝的時間答案：B6.井斜角是指（）A.井眼軌跡切線與鉛垂線的夾角B.井眼軌跡切線與水平面的夾角C.井眼方位線與正北方向的夾角D.井眼曲率的變化速率答案：A7.欠平衡鉆井的核心是（）A.降低鉆井液密度B.保持井底壓力低于地層壓力C.提高機械鉆速D.減少儲層傷害答案：B8.鉆柱的中性點是指（）A.鉆柱受拉與受壓的分界點B.鉆柱扭矩最大的位置C.鉆柱摩阻為零的位置D.鉆柱軸向力為零的位置答案：D9.下列不屬于井漏直接原因的是（）A.鉆井液密度過高B.地層存在裂縫或溶洞C.起鉆時未及時灌鉆井液D.鉆頭水眼堵塞答案：D（鉆頭水眼堵塞影響循環(huán)，非漏失直接原因）10.隨鉆測量（MWD）工具中，用于測量井斜角的傳感器是（）A.磁通門傳感器B.加速度計C.陀螺儀D.電阻率探頭答案：B11.定向井造斜段常用的造斜工具是（）A.剛性滿眼鉆具B.鐘擺鉆具C.彎螺桿鉆具D.塔式鉆具答案：C12.油基鉆井液與水基鉆井液相比，最顯著的優(yōu)點是（）A.成本低B.環(huán)保性好C.抑制性強D.固相控制簡單答案：C13.計算套管柱抗內壓強度時，最危險的工況是（）A.下套管過程中B.固井候凝時C.射孔后生產(chǎn)階段D.套管內掏空進行壓裂時答案：D（內壓最大）14.機械鉆速（ROP）的計算公式為（）A.ROP=鉆壓×轉速×鉆頭直徑B.ROP=進尺/純鉆進時間C.ROP=環(huán)空返速×鉆頭水功率D.ROP=地層可鉆性級值×鉆井參數(shù)答案：B15.處理卡鉆事故時，“震擊解卡”的原理是（）A.通過上提下放產(chǎn)生沖擊載荷破壞卡點B.注入化學溶劑溶解卡點物質C.降低鉆井液密度減少壓差D.套銑管磨銑卡點附近鉆具答案：A二、填空題（每空1分，共10分）1.井身結構的核心參數(shù)包括套管層次、各層套管（）和（）。答案：下入深度、尺寸2.鉆井液的主要功能包括攜帶巖屑、平衡地層壓力、（）和（）。答案：冷卻潤滑鉆頭、穩(wěn)定井壁3.固井施工中，水泥漿的“失重”現(xiàn)象是指水泥漿（）降低，導致（）能力減弱。答案：靜液柱壓力、封隔地層4.牙輪鉆頭的破巖方式主要有（）、（）和剪切作用。答案：沖擊壓碎、滑動刮切5.井眼軌跡控制的“三要素”是（）、（）和軌跡預測。答案：軌跡測量、軌跡調整三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述井漏的主要類型及對應的處理措施。答案：井漏按漏失通道分為孔隙性漏失（小孔隙地層）、裂縫性漏失（天然或誘導裂縫）、溶洞性漏失（大型溶洞）。處理措施：孔隙性漏失可提高鉆井液粘度切力或加入隨鉆堵漏材料；裂縫性漏失需使用顆粒狀或纖維狀堵漏劑（如核桃殼、棉籽殼）；溶洞性漏失需采用橋接堵漏（大顆粒材料）或注水泥封堵。2.對比PDC鉆頭與牙輪鉆頭的適用地層及破巖特點。答案：PDC鉆頭適用于軟到中硬地層（可鉆性好、研磨性低），通過聚晶金剛石復合片的剪切和刮削作用破巖，機械鉆速高但抗沖擊性差；牙輪鉆頭適用于中硬到硬地層（研磨性高、非均質地層），通過牙輪的沖擊壓碎、滑動剪切破巖，抗沖擊性強但鉆速較低。3.說明鉆井液密度設計的基本原則。答案：①平衡地層孔隙壓力，防止井噴（密度≥地層壓力當量密度）；②不壓漏地層，密度≤地層破裂壓力當量密度；③考慮地層坍塌壓力（密度≥坍塌壓力當量密度）；④特殊地層（如鹽膏層）需滿足抑制地層蠕變的密度要求。4.簡述定向井中“造斜-穩(wěn)斜-降斜”三段制軌跡的設計要點。答案：造斜段：選擇合適造斜點（避開復雜地層），使用彎螺桿+MWD控制造斜率；穩(wěn)斜段：采用穩(wěn)斜鉆具組合（如剛性滿眼鉆具）保持井斜角和方位角穩(wěn)定；降斜段：使用降斜鉆具（如鐘擺鉆具或可調彎角螺桿）調整井斜至目標值，確保中靶精度。5.分析鉆柱疲勞破壞的主要原因及預防措施。答案：原因：①周期性拉壓應力（起下鉆、鉆進時的振動）；②扭轉應力（轉盤或螺桿鉆具驅動）；③彎曲應力（井斜或狗腿度大的井段）；④腐蝕（鉆井液中的H?S、CO?）。預防措施：控制井眼曲率（狗腿度≤3°/30m）、定期倒換鉆柱位置（避免同一部位長期受應力）、使用鉆桿保護器（減少磨損）、添加緩蝕劑（降低腐蝕速率）。四、計算題（每題10分，共30分）1.某井使用φ215.9mm鉆頭鉆進，鉆壓設計為180kN，鉆鋌尺寸為φ177.8mm（每米質量105kg），鉆桿尺寸為φ127mm（每米質量29kg），鉆井液密度1.25g/cm3，求中性點位置（忽略鉆桿浮力，鉆鋌浮力系數(shù)取0.85）。解：鉆鋌單位長度在鉆井液中的有效質量=105×(1-0.85)=15.75kg/m=0.1575kN/m設中性點位于鉆鋌內，深度為L（m），則鉆鋌在中性點以上的有效重量=0.1575L鉆壓=中性點以上鉆鋌的有效重量→180=0.1575L→L≈1143m結論：中性點位于鉆鋌內，距井底1143m處。2.某井環(huán)空返速要求不低于1.2m/s，使用φ127mm鉆桿（內徑108mm），泵排量為30L/s，計算環(huán)空截面積及是否滿足返速要求（井眼直徑215.9mm）。解：井眼截面積=π×(0.2159/2)2≈0.0365m2鉆桿外徑截面積=π×(0.127/2)2≈0.0127m2環(huán)空截面積=0.0365-0.0127=0.0238m2環(huán)空返速=排量/環(huán)空截面積=0.03m3/s/0.0238m2≈1.26m/s＞1.2m/s，滿足要求。3.某井需下φ139.7mm套管（外徑139.7mm，壁厚9.17mm）至3200m，水泥返高至1500m，水泥漿附加量15%，計算水泥漿用量（水泥漿密度1.85g/cm3，忽略套管與井眼間隙的不規(guī)則性，井眼直徑177.8mm）。解：環(huán)空體積（井眼-套管）=π×[(0.1778/2)2-(0.1397/2)2]×(3200-1500)=π×(0.00787-0.00488)×1700≈π×0.00299×1700≈16.0m3附加后水泥漿用量=16.0×(1+15%)=18.4m3五、論述題（每題10分，共20分）1.論述水平井鉆井的關鍵技術難點及應對策略。答案：水平井鉆井的關鍵難點包括：①井眼軌跡控制精度要求高（中靶半徑≤1m），需高精度隨鉆測量（如LWD+MWD組合）和導向工具（如旋轉導向系統(tǒng)）；②摩阻扭矩大（水平段長，鉆柱與井壁接觸面積大），需優(yōu)化井眼軌跡（降低狗腿度）、使用減摩鉆井液（如油基或合成基鉆井液）、采用旋轉導向減少滑動鉆進比例；③井壁穩(wěn)定性差（水平段暴露面積大，易受地應力影響），需優(yōu)化鉆井液抑制性（如強封堵防塌劑）、控制鉆井液密度（平衡坍塌壓力）；④巖屑床堆積（水平段流速低，巖屑易沉淀），需提高環(huán)空返速（≥1.5m/s）、采用高粘度鉆井液（攜帶巖屑）、定期短起下鉆破壞巖屑床。2.結合2025年鉆井技術發(fā)展趨勢，分析智能化鉆井系統(tǒng)的組成及應用前景。答案：2025年智能化鉆井系統(tǒng)主要由以下部分組成：①智能感知層（高精度傳感器，如光纖傳感、微機電系統(tǒng)MEMS，實時采集鉆壓、扭矩、井溫、地層參數(shù)）；②智能決策層（基于大數(shù)據(jù)和人工智能算法，如機器學習模型，實時