2026年石油工程師鉆井技術(shù)實踐能力考試試題及答案1.單項選擇題（每題1分，共30分）1.1在?215.9mm井眼、密度1.35g/cm3鉆井液條件下，若環(huán)空返速需達到1.20m/s，則最小排量應(yīng)約為A.28L/s?B.32L/s?C.36L/s?D.40L/s答案：B解析：Q=v·A=1.20×(π/4)(0.21592－0.1272)×1000≈32L/s。1.2某PDC鉆頭刀翼后傾角由15°調(diào)至20°，其直接效果是A.切向力增大，扭矩降低?B.軸向力增大，扭矩增大?C.ROP降低，抗沖擊增強?D.刀翼磨損指數(shù)下降答案：C解析：后傾角增大使切削齒吃入深度減小，ROP下降，但齒根受力更平緩，抗沖擊韌性提高。1.3采用“雙井徑+六臂”隨鉆測井工具時，用于計算井眼體積的曲線是A.CaliperMax?B.CaliperMin?C.CaliperAvg?D.CaliperRMS答案：D解析：RMS井徑可較好反映不規(guī)則井眼真實體積，誤差<2%。1.4在鹽膏層鉆井中，最先發(fā)生的井下復(fù)雜通常是A.井漏?B.縮徑?C.井涌?D.鉆具粘卡答案：B解析：鹽巖蠕變速率快，24h內(nèi)縮徑可達5mm，最先表現(xiàn)。1.5某井設(shè)計造斜率3°/30m，若采用1.25°單彎螺桿，預(yù)計工具面需保持A.0°–30°?B.30°–60°?C.60°–90°?D.90°–120°答案：B解析：根據(jù)極限曲率公式K=2θ/L，實際造斜率需30°–60°工具面配合滑動鉆進實現(xiàn)。1.6鉆井液用KCl聚合物體系，KCl主要作用是A.降濾失?B.抑制頁巖水化?C.提高切力?D.潤滑鉆具答案：B解析：K+離子半徑與粘土晶層間隙匹配，有效抑制水化膨脹。1.7某井使用MWD脈沖器，其最高工作溫度150℃，若井底循環(huán)溫度達155℃，應(yīng)優(yōu)先A.降低排量?B.增加鉆井液密度?C.采用熱瓶短節(jié)?D.改用EM-MWD答案：D解析：EM-MWD無運動部件，耐溫上限185℃，可規(guī)避脈沖器高溫失效。1.8氣體鉆井轉(zhuǎn)換泡沫鉆井時，最先調(diào)整的參數(shù)是A.注氣量?B.注液量?C.環(huán)空回壓?D.轉(zhuǎn)速答案：C解析：先建立0.7–1.0MPa回壓，防環(huán)空“氣錘”及巖屑再破碎。1.9采用“雙級固井”時，一級領(lǐng)漿密度通常A.高于尾漿?B.等于尾漿?C.低于尾漿0.12–0.24g/cm3?D.與尾漿無關(guān)答案：C解析：領(lǐng)漿低密度可減少失重，防止漏失；尾漿高密度確保封固。1.10在鉆井液中加入0.3%微硅，最直接的影響是A.塑性粘度降低?B.API濾失量降低50%?C.動切力升高?D.電導(dǎo)率升高答案：B解析：微硅粒徑0.1–0.3μm，可封堵泥餅微孔，API濾失量顯著下降。1.11某井段井斜45°，鉆壓120kN，摩擦系數(shù)0.25，則井壁側(cè)向力約A.30kN?B.42kN?C.85kN?D.120kN答案：C解析：側(cè)向力F=W·sinθ·μ/(1–μ·cosθ)≈120·sin45°·0.25/(1–0.25·cos45°)≈85kN。1.12采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)(RSS)時，其“指向式”工具面控制精度通常為A.±1°?B.±2°?C.±5°?D.±10°答案：B解析：商用RSS工具面閉環(huán)精度±2°，可滿足81/2″井眼3°/30m設(shè)計。1.13某井使用133/8″套管下深2800m，若采用雙軸應(yīng)力設(shè)計，其抗擠安全系數(shù)應(yīng)不低于A.1.0?B.1.125?C.1.25?D.1.5答案：C解析：ISO10400規(guī)定生產(chǎn)套管雙軸工況抗擠安全系數(shù)≥1.25。1.14鉆井液用聚合醇(PEG)主要作為A.降粘劑?B.頁巖抑制劑?C.潤滑劑?D.殺菌劑答案：C解析：PEG長鏈醇在金屬-巖石界面形成吸附膜，摩阻系數(shù)降低30%。1.15在深水鉆井隔水管系統(tǒng)中，補償器行程不足將直接導(dǎo)致A.井口張力過大?B.套管磨損?C.隔水管屈曲?D.節(jié)流閥堵塞答案：C解析：補償器行程不足使隔水管受壓，誘發(fā)螺旋屈曲，臨界壓載下降40%。1.16某井使用1.45g/cm3油基鉆井液，若井口回壓2MPa，則等效循環(huán)密度(ECD)增加約A.0.01g/cm3?B.0.02g/cm3?C.0.03g/cm3?D.0.05g/cm3答案：B解析：Δρ=P/(gH)=2/(0.00981×1000)≈0.02g/cm3。1.17采用“井下渦流發(fā)生器”主要解決A.井漏?B.巖屑床?C.鉆柱渦動?D.井涌答案：B解析：渦流發(fā)生器產(chǎn)生環(huán)向流速，將巖屑床攜離低邊，清除效率>90%。1.18某PDC鉆頭布齒密度由16顆/英寸2降至12顆/英寸2，其直接后果是A.ROP降低?B.扭矩波動增大?C.抗研磨性增強?D.水力功率需求降低答案：B解析：齒數(shù)減少，單齒載荷增大，切削不均導(dǎo)致扭矩波動加劇。1.19在鉆井液中檢測出H?S30ppm，應(yīng)首先A.加堿調(diào)整pH>10?B.停鉆關(guān)井?C.提高鉆井液密度?D.啟動應(yīng)急點火答案：A解析：先化學(xué)除硫，加堿保持pH>10，使HS?占優(yōu)，降低腐蝕與毒性。1.20某井使用“隨鉆地震”(SWD)技術(shù)，其震源信號頻率通常選擇A.10–30Hz?B.50–100Hz?C.200–500Hz?D.1–5kHz答案：A解析：低頻信號衰減小，可傳輸>1000m，實現(xiàn)遠場隨鉆成像。1.21采用“雙梯度鉆井”時，隔水管泵回系統(tǒng)主要控制A.井口回壓?B.井底壓力?C.隔水管溫度?D.套管環(huán)空流速答案：B解析：通過調(diào)節(jié)隔水管泵回流量，實現(xiàn)井底壓力獨立控制，規(guī)避窄窗口。1.22某井使用“可膨脹管”技術(shù)，膨脹后內(nèi)徑增加約A.5%?B.10%?C.15%?D.25%答案：C解析：商用可膨脹管膨脹率12–18%，平均15%。1.23在鉆井液中加入0.2%石墨烯納米片，其潤滑系數(shù)可降低A.5%?B.10%?C.20%?D.40%答案：C解析：石墨烯層間滑移，摩阻系數(shù)下降20%，且對流變影響小。1.24某井使用“隨鉆環(huán)空壓力-溫度”(APWD)傳感器，其壓力精度為A.±0.1MPa?B.±0.25MPa?C.±0.5MPa?D.±1.0MPa答案：B解析：商用APWD精度±0.25MPa，可滿足0.05g/cm3ECD分辨率。1.25采用“水力振蕩器”時，其振蕩頻率通常設(shè)定為A.5–10Hz?B.10–15Hz?C.15–25Hz?D.25–40Hz答案：B解析：10–15Hz避開鉆柱固有頻率，減摩同時避免共振。1.26某井使用“隨鉆核磁”(MRIL-WD)測井，其垂向分辨率為A.0.1m?B.0.3m?C.0.6m?D.1.0m答案：B解析：隨鉆核磁垂向分辨率0.3m，可識別0.5m薄層。1.27在鉆井液中加入“超低滲透劑”(ULPA)主要封堵A.毫米裂縫?B.微米孔隙?C.納米孔喉?D.厘米溶洞答案：C解析：ULPA粒徑50–200nm，可封堵納米孔喉，濾失量<2mL。1.28某井使用“雙壁鉆桿”進行反循環(huán)，其巖屑輸送比常規(guī)高A.20%?B.50%?C.100%?D.200%答案：C解析：反循環(huán)中心通道流速高，巖屑輸送效率提升100%。1.29采用“激光鉆井”實驗表明，破巖比能(SE)最低可達A.50J/cm3?B.120J/cm3?C.200J/cm3?D.500J/cm3答案：B解析：激光-水射流聯(lián)合破巖SE≈120J/cm3，低于常規(guī)PDC30%。1.30某井使用“智能鉆桿”(IntelliPipe)實現(xiàn)高速遙傳，其數(shù)據(jù)速率A.10kbps?B.100kbps?C.1Mbps?D.10Mbps答案：C解析：感應(yīng)耦合智能鉆桿速率1Mbps，可實時傳輸LWD圖像。2.多項選擇題（每題2分，共20分）2.1下列措施可有效降低深水隔水管VIV(渦激振動)的是A.螺旋列板?B.整流罩?C.增加頂張力?D.降低鉆井液密度?E.安裝浮力塊答案：A、B、C、E解析：螺旋列板與整流罩破壞渦脫落；增加張力提高固有頻率；浮力塊減少質(zhì)量，均抑制VIV。2.2關(guān)于“隨鉆地震”(SWD)數(shù)據(jù)處理，需進行A.反褶積?B.震源去噪?C.鉆柱拉伸校正?D.井筒波場分離?E.振幅補償答案：A、B、D、E解析：拉伸校正屬電纜測井范疇，SWD無需。2.3下列屬于“雙梯度鉆井”核心設(shè)備的是A.隔水管泵回模塊?B.海底節(jié)流閥?C.旋轉(zhuǎn)控制頭?D.海底增壓泵?E.泥漿帽泵答案：A、B、D解析：旋轉(zhuǎn)控制頭用于控壓鉆井；泥漿帽泵屬欠平衡技術(shù)。2.4采用“可膨脹波紋管”修復(fù)套損，其優(yōu)點包括A.內(nèi)通徑損失小?B.抗外擠強度提高?C.可穿越彎曲井段?D.無需水泥環(huán)?E.耐高溫350℃答案：A、C、D解析：波紋管膨脹后貼壁，無需水泥；強度略低于原套管；耐溫<200℃。2.5下列參數(shù)可用于實時判斷井底清潔程度的是A.環(huán)空ECD?B.扭矩波動?C.巖屑形狀?D.返出砂濃度?E.鉆時ROP答案：A、B、D、E解析：巖屑形狀需實驗室分析，非實時。2.6關(guān)于“納米鉆井液”，下列說法正確的是A.可形成致密泥餅?B.對儲層傷害指數(shù)<0.1?C.抗溫可達200℃?D.成本低于常規(guī)聚合物?E.可重復(fù)利用答案：A、B、C、E解析：納米材料成本高2–3倍，但可循環(huán)。2.7采用“激光-機械聯(lián)合破巖”實驗表明，激光主要作用于A.熱裂微裂紋?B.熔融玻璃化?C.相變爆炸?D.水射流輔助剝離?E.等離子體噴射答案：A、C、D解析：熔融與等離子體需更高功率，目前實驗以熱裂為主。2.8下列屬于“智能鉆井”數(shù)字孿生必備要素的是A.實時數(shù)據(jù)湖?B.物理模型?C.機器學(xué)習(xí)算法?D.邊緣計算節(jié)點?E.區(qū)塊鏈賬本答案：A、B、C、D解析：區(qū)塊鏈非必需。2.9關(guān)于“隨鉆電磁波電阻率”工具，下列說法正確的是A.2MHz為常用頻率?B.可探測5m深?C.受井眼影響大?D.可區(qū)分油水層?E.需高阻泥漿答案：A、C、D解析：探測深度<2m；低阻泥漿亦可使用。2.10采用“井下重結(jié)晶抑制劑”防止鹽膏層縮徑，其機理包括A.吸附晶面?B.提高溶液粘度?C.降低界面能?D.形成絡(luò)合離子?E.提高pH答案：A、C、D解析：粘度與pH非主要機理。3.判斷題（每題1分，共10分）3.1采用“脈沖中子發(fā)生器”可實現(xiàn)隨鉆元素測井。?√3.2“雙壁鉆桿”外壁承受內(nèi)壓，內(nèi)壁承受外壓。?×3.3深水隔水管疲勞裂紋多出現(xiàn)在焊趾熱影響區(qū)。?√3.4激光破巖中，砂巖比頁巖更易熔融。?×3.5可膨脹管膨脹后屈服強度通常下降15%。?√3.6隨鉆核磁可測量總孔隙度、可動流體飽和度。?√3.7石墨烯在鉆井液中易團聚，需表面官能團改性。?√3.8旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)“推靠式”比“指向式”造斜率更高。?×3.9水力振蕩器可完全消除鉆柱粘滑振動。?×3.10智能鉆桿感應(yīng)耦合傳輸不受泥漿電阻率影響。?√4.簡答題（每題10分，共30分）4.1某?215.9mm井段使用1.30g/cm3水基鉆井液，井深3500m，井斜60°，鉆壓140kN，轉(zhuǎn)速90rpm，扭矩12kN·m，返出砂濃度突增至8%，ECD由1.35升至1.42g/cm3，鉆時由8min/m降至4min/m。請分析原因并提出三項立即措施。答案：原因：井底巖屑床滑移→瞬時砂濃度升高→ECD上漲；ROP翻倍表明鉆頭進入高壓差儲層，巖屑量劇增；60°斜井段巖屑易沉積，環(huán)空攜巖效率不足。措施：(1)立即提高排量10%，使環(huán)空返速>1.3m/s，破壞巖屑床；(2)短時間(>5min)上下活動鉆具，幅度2m，頻率15次/min，機械擾動巖屑；(3)加入0.2%石墨烯潤滑劑并啟動水力振蕩器，降低摩阻系數(shù)，防止粘卡；(4)若ECD仍>1.45g/cm3，降低鉆壓至100kN，減少巖屑生成率；(5)監(jiān)測APWD，若井底壓差>0.3MPa，停鉆循環(huán)至砂濃度<2%。4.2闡述“雙梯度鉆井”在窄壓力窗口深水井中的優(yōu)勢，并給出海底泵回流量計算公式。答案：優(yōu)勢：(1)隔水管內(nèi)采用低密度流體(海水/低密度泥漿)，降低靜液柱壓力，使井底壓力主要由海底泵回系統(tǒng)控制；(2)實現(xiàn)井口與井底壓力解耦，擴大作業(yè)窗口，避免漏涌同存；(3)減少套管層級，節(jié)約建井周期10–15d；(4)降低隔水管重量，減小平臺負荷；(5)可實時調(diào)節(jié)井底壓力，實現(xiàn)精確控壓。公式：Q_pump=(ρ_mud–ρ_sea)gH_annulus·A_annulus/(ρ_mud·g)+Q_surface其中Q_pump為海底泵回流量(L/min)，ρ_mud為鉆井液密度(g/cm3)，ρ_sea為海水密度(g/cm3)，H_annulus為隔水管長度(m)，A_annulus為環(huán)空截面積(m2)，Q_surface為地面補漿流量(L/min)。4.3某井使用“可膨脹波紋管”修復(fù)?244.5mm套損，膨脹前外徑250mm，壁厚8mm，長度30m，膨脹后外徑270mm，試計算膨脹后抗外擠強度下降百分比，并說明補償措施。答案：膨脹率ε=(270–250)/250=8%根據(jù)ISO10400雙軸應(yīng)力模型，屈服強度下降Δσ/σ≈1.15ε=9.2%實際實驗數(shù)據(jù)下降約15%，因加工硬化不足。補償措施：(1)膨脹后環(huán)空注入環(huán)氧基樹脂，固化后提供附加支撐，抗擠提高20%；(2)采用“膨脹+鍛銑”復(fù)合技術(shù)，膨脹后立即內(nèi)鍛，壁厚增加0.5mm，強度恢復(fù)10%；(3)下步鉆井采用低密度鉆井液，降低外擠載荷；(4)若預(yù)測外擠>臨界值，采用“雙層可膨脹管”疊加，總壁厚14mm，強度提升40%。5.計算題（每題15分，共30分）5.1某?215.9mm井眼，鉆桿外徑127mm，鉆井液密度1.40g/cm3，井深4000m，井斜角0°，若需實現(xiàn)井底壓力當(dāng)量1.50g/cm3，求井口回壓及隔水管泵回流量。已知隔水管內(nèi)徑533mm，長度1500m，海水密度1.03g/cm3，泵回效率85%。答案：井底壓力P_bh=1.50×0.00981×4000=58.86MPa靜液柱P_h=1.40×0.00981×4000=54.94MPa需井口回壓P_back=58.86–54.94=3.92MPa采用雙梯度，隔水管內(nèi)為海水，則海水段靜液P_sea=1.03×0.00981×1500=15.16MPa剩余由泵回提供，需泵回壓力P_pump=58.86–15.16–(1.40×0.00981×2500)=58.86–15.16–34.34=9.36MPa泵回流量Q=π/4(0.5332–0.1272)×v由功率平衡P_pump·Q=ρ_mud·g·H·Q/η得Q=P_pump·η/(ρ_mud·g·H)=9.36×0.85/(1.40×0.00981×2500)×1000≈2300L/min故井口回壓3.92MPa，泵回流量2300L/min。5.2某PDC鉆頭刀翼數(shù)6，刀翼后傾角20°，鉆壓120kN，轉(zhuǎn)速100rpm，井眼?215.9mm，巖石單軸抗壓強度80MPa，求理論機械鉆速ROP_m。已知經(jīng)驗系數(shù)K=0.0008，切向力系數(shù)0.35。答案：單齒切向力F_t=120×0.35/6=7kN齒吃入深度d=F_t/(σ_c·w)=7000/(80×10?×0.01)=0.00875m=8.75mm齒數(shù)Z=6×12=72每轉(zhuǎn)切削體積V=Z·d·w·πD=72×0.00875×0.01×π×0.2159=0.0042m3ROP_m=K·N·V=0.0008×100×0.0042×1000=0.336m/min=20.2m/h考慮后傾角修正系數(shù)0.85，實際ROP_m=17.1m/h。6.案例分析題（20分）背景：南海某深