中国石油大学在线考试期末考试《-钻井工程》答案
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中国石油大学(北京)石油工程专业《钻井工程》第二阶段作业答案第1题目前对地层压力等级的划分尚未有统一的明确的标准。
应用我国石油工业的习惯用语,一般将地层压力分为四个级别。
超高压地层压力PP为您的答案:D题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:地层压力的定义及分类。
第2题压力梯度是指( )压力的增加值您的答案:D题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:压力梯度的定义。
第3题计算钻井液的静液压力时,井深数值必须依据( )。
您的答案:C题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:液柱压力的定义及计算方法。
第4题地层压力当量钻井液密度是指把( )折算成钻井液密度。
您的答案:C题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:地层压力的定义及计算方法。
第5题井深2800m,钻井液密度1.24g/cm3,下钻时存在一个1.76MPa的激动压力作用于井底,计算井底压力当量钻井液密度( )g/cm3。
您的答案:A题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:液柱压力的定义及计算方法。
第6题地层压力是确定钻井液()的依据。
您的答案:A题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:地层压力的定义及计算方法。
第7题正常压力地层中随着井深的增加,地层压力梯度()。
您的答案:B题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:异常压力的成因及影响因素。
第8题上覆岩层压力是指某深度以上的( )所形成的压力。
您的答案:D题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:上覆岩层压力的定义及计算方法。
第9题当孔隙压力等于上覆岩层压力时,骨架应力( )。
您的答案:B题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:骨架应力的定义及计算方法。
第10题地层破裂压力一般随着井深的增加而( )。
您的答案:C题目分数:0.5此题得分:0.5批注:主要知识点:地层破裂压力的定义及计算方法。
第11题地层破裂压力是确定( )的重要依据之一。
中国石油大学(北京)远程教育学院期末考试《钻井工程》学习中心: _______ 姓名: ________ 学号: _______关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容(包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文),带有明显外校标记,不符合学院要求或学生本人情况,或存在查明出处的内容或其他可疑字样者,判为抄袭,成绩为“0”。
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同,成绩为“0”。
3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者,认定为“白卷”或“错卷” ,成绩为“ 0”。
一、名词解释(每小题 5 分,共 20 分)1.井斜方位角2.硬关井3.欠平衡钻井4.岩石的可钻性二、简答题(每小题10 分,共 40 分)1.钟摆钻具组合的防斜原理2.钻井液的功用3.射流清洁井底的机理4.钻柱的功用三、课程设计(共40 分)设计任务: XX 油区 XX 凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。
设计内容:(其中打“√”部分必须设计,其他部分可选做或不做)。
1.地质设计摘要(√);2.井身结构设计(√);3.固井工程设计:套管柱强度设计(√);4.钻柱组合和强度设计(√);5.钻机选择(√);16.钻进参数设计:(1)机械破岩参数设计(包括钻头选型,所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速)(√);(2)钻井液体系及性能设计(仅设计钻井液密度,其它参数不作要求)(3)水力参数设计(√);(4)钻柱与下部防斜钻具结构(√)。
考核方式及成绩评定(1)格式、规范: 4 分,评分依据:工程设计规范;评分标准: 4*符合程度%。
(2)设计的依据与原则准确性:12 分,评分依据:工程设计依据与原则;评分标准: 12*符合程度%。
(3)过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性:12 分,评分依据:参数符合工程实际,计算过程可靠;评分标准:12*符合程度%。
(4)结果准确性: 12 分。
第一章 钻井的工程地质条件(P41)1、简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层压力和基岩应力三者之间的关系。
答:P6~P82、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。
答:P10答:地层在沉积压实过程中,能否保持压实平衡主要取决于四个因素:(1)上覆岩层沉积速度的大小,(2)地层渗透率的大小,(3)地层孔隙减小的速度,(4)排出孔隙流体的能力。
在地层的沉积过程中,如果沉积速度很快,岩石颗粒没有足够的时间去排列,孔隙内流体的排出受到限制,基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力,即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。
由于上覆岩层继续沉积,岩层压力增加,而下面的基岩的支撑能力并没有增加,孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。
如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭,就造成了地层欠压实,从而导致了异常高压的形成。
3、简述在正常压实地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc 指数随井深变化的规律。
答:密度、强度、dc 指数随井深增加而增大(见P10上、P25下、P15中);空隙度、声波时差随井深增加而减小(见P12下)。
4、解释地层破裂压力的概念,怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力?答:地层破裂压力:P17中。
根据液压实验曲线确定地层破裂压力:见P21中(步骤4、5)。
5、某井井深2000m ,地层压力25MPa ,求地层压力当量密度。
解:根据P13、式(1-12),地层压力D p p p ρ00981.0=地层压力当量密度 )/(274.1200000981.02500981.03m g D p p p =⨯==ρ 6、某井井深2500m ,钻井液密度1.18 g/cm 3,若地层压力27.5MPa/m ,求井底压差。
解:井底压差=井底钻井液液柱压力-地层压力静液压力: P6、式(1-1))(94.28250018.100981.000981.0MPa h P h =⨯⨯==ρ井底压差:)(44.15.2794.28MPa P P P h h =-=-=∆7、某井井深3200m ,产层压力为23.1MPa ,求产层的地层压力梯度。
2021年春季学期《钻井工程》在线考试(适用于2021年6月份考试)试卷总分:100 得分:60一、判断题 (共 30 道试题,共 60 分)1.钻速方程中的门限钻压可以小于或等于零。
答案:正确2.为了有效的提高顶替效率,固井是一般采用层流顶替。
答案:错误3.PDC钻头布齿密度越高,平均钻头寿命越长,但平均钻进速度越低。
答案:正确4.压井是指当井内发生溢流关井后,在向井内打入重钻井液,重建井眼—地层系统压力平衡的过程。
答案:正确5.液压试验的主要目的为了测定套管鞋处地层的破裂压力。
答案:正确6.使用弯外壳马达定向钻进时,钻进速度越快,造斜率越大。
答案:错误7.控制井内钻井液滤失量的最好方法是降低钻井液密度。
答案:正确8.钻柱偏磨严重,说明钻柱在井下的运动形式主要是公转。
答案:错误9.减小钻井液粘度可提高顶替的效率。
答案:正确10.某牙轮钻头的轴承结构分为滚动轴承结构和滑动轴承结构,其中滚动轴承结构的承受载荷较大。
答案:错误11.正常压力地层,声波时差随井深的增加而增加。
答案:错误12.正常钻井过程中,节流阀应处于半关状态。
答案:正确13.控制井内钻井液滤失量的最好方法是降低钻井液密度。
答案:正确14.测段的井斜角越大,其井眼曲率也就越大。
答案:错误15.压差卡钻的特点是钻具无法活动但开泵循环正常。
答案:正确16.地层压力是指地层孔隙内流体的压力。
答案:正确17.气侵关井后,井口压力可能不断升高,甚至达到或超过极限套压。
答案:正确18.压井时控制井底压力大小的方法是通过调节节流阀的开启度来实现的。
答案:正确19.岩石的可钻性系数越大表明破碎该种岩石越困难。
答案:错误20.地层压力是指地层孔隙内流体的压力。
答案:正确21.岩石的可钻性系数越大表明破碎该种岩石越困难。
答案:错误22.与滑动造斜工具相比,旋转造斜工具具有较大的优越性。
答案:正确23.岩石的硬度与抗压强度是相同的。
答案:错误24.采用衬管完井方法可以避免水泥浆对产层的损害。
中国石油大学(北京)远程教育学院期末考试《钻井工程》一、名词解释(每小题5分,共20分)1、井斜方位角答:井斜方位角:某测点处的井眼方向线投影到水平面上,称为井眼方位线,或井抖方位线。
以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过角度,即井眼方位角。
注意,正北方位线是指地理子午线沿正北方向延伸线段。
所以正北方位线和井眼方位线也都是有向线段,都可以用矢量表示。
2、硬关井答:发现井涌后,在节流阀关闭的情况下关闭防喷器。
本方法关井最迅速,地层流体侵入井眼最少。
但在防喷器关闭期间,由于环空流体由流动突然变为静止,对井口装置将产生水击作用。
其水击波又会反作用于整个环空,也作用于套管鞋处及裸眼地层。
严重时,可能损害井口装置,并有可能压漏套管鞋处地层及下部裸眼地层。
3.欠平衡钻井答:所谓欠平衡压力钻井,即在钻井过程中允许地层流体进入井内,循环出井,并在地面得到控制。
其主要标志为井底有效压力低于地层压力。
由此可见,采用密度低于1.0g/cm,的钻井液钻井,未必是欠平衡钻井,而在压力系数低于1.0的油气藏进行欠平衡钻井则必须采用低密度钻井液。
实际上欠平衡钻井既可以在低压油气藏进行,只要满足欠平衡压力条件,也可以在较高地层压力且井眼稳定的油气藏进行。
4.岩石的可钻性答:岩石可钻性是岩石抗破碎的能力。
可以理解为在一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。
可钻性的概念,已经把岩石性质由强度、硬度等比较一般性的概念,引向了与钻孔有联系的概念,在实际应用方面占有重要的地位。
通常钻头选型、制定生产定额、确定钻头工作参数、预浏钻头工作指标等都以岩石可钻性为基础。
二、简答题(每小题10分,共40分)1.钟摆钻具组合的防斜原理答:钟摆钻具原理如图所示。
当钟摆摆过一定角度时,在钟摆上会产生一个向回摆的力Gc,称作钟摆力,Gc=G.sina。
显然,钟摆摆过的角度越大,钟摆力就越大。
如果在钻柱的下部适当位置加一个扶正器,该扶正器支撑在井壁上,使下部钻柱悬空,则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆,也要产生一个钟摆力。
中国石油大学(北京)远程教育学院期末考试《钻井工程》学习中心:_______ 姓名:________ 学号:_______关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容(包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文),带有明显外校标记,不符合学院要求或学生本人情况,或存在查明出处的内容或其他可疑字样者,判为抄袭,成绩为“0”。
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同,成绩为“0”。
3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者,认定为“白卷”或“错卷”,成绩为“0”。
一、名词解释(每小题5分,共20分)1.井斜方位角2.硬关井3.欠平衡钻井4.岩石的可钻性二、简答题(每小题10分,共40分)1.钟摆钻具组合的防斜原理2.钻井液的功用3. 射流清洁井底的机理4. 钻柱的功用三、课程设计(共40分)设计任务:XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。
设计内容:(其中打“√”部分必须设计,其他部分可选做或不做)。
1.地质设计摘要(√);2.井身结构设计(√);3.固井工程设计:套管柱强度设计(√);4.钻柱组合和强度设计(√);5.钻机选择(√);6.钻进参数设计:(1)机械破岩参数设计(包括钻头选型,所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速)(√);(2)钻井液体系及性能设计(仅设计钻井液密度,其它参数不作要求)(3)水力参数设计(√);(4)钻柱与下部防斜钻具结构(√)。
考核方式及成绩评定(1)格式、规范:4分,评分依据:工程设计规范;评分标准:4*符合程度%。
(2)设计的依据与原则准确性:12分,评分依据:工程设计依据与原则;评分标准:12*符合程度%。
(3)过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性:12分,评分依据:参数符合工程实际,计算过程可靠;评分标准:12*符合程度%。
(4)结果准确性:12分。
基础数据:1.地质概况:见后附设计样例表A-1。
中国石油大学(华东)钻井工程课后题答案第一章钻井的工程地质条件(P41)1、简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层压力和基岩应力三者之间的关系。
答:P6~P82、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。
答:P10答:地层在沉积压实过程中,能否保持压实平衡主要取决于四个因素:(1)上覆岩层沉积速度的大小,(2)地层渗透率的大小,(3)地层孔隙减小的速度,(4)排出孔隙流体的能力。
在地层的沉积过程中,如果沉积速度很快,岩石颗粒没有足够的时间去排列,孔隙流体的排出受到限制,基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力,即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。
由于上覆岩层继续沉积,岩层压力增加,而下面的基岩的支撑能力并没有增加,孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。
如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭,就造成了地层欠压实,从而导致了异常高压的形成。
3、简述在正常压实地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc 指数随井深变化的规律。
答:密度、强度、dc 指数随井深增加而增大(见P10上、P25下、P15中);空隙度、声波时差随井深增加而减小(见P12下)。
4、解释地层破裂压力的概念,怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力?答:地层破裂压力:P17中。
根据液压实验曲线确定地层破裂压力:见P21中(步骤4、5)。
5、某井井深2000m ,地层压力25MPa ,求地层压力当量密度。
解:根据P13、式(1-12),地层压力D p p p ρ00981.0=地层压力当量密度 )/(274.1200000981.02500981.03m g D p p p =?==ρ6、某井井深2500m ,钻井液密度1.18 g/cm 3,若地层压力27.5MPa/m ,求井底压差。
解:井底压差=井底钻井液液柱压力-地层压力静液压力: P6、式(1-1))(94.28250018.100981.000981.0MPa h P h =??==ρ井底压差:)(44.15.2794.28MPa P P P h h =-=-=?7、某井井深3200m ,产层压力为23.1MPa ,求产层的地层压力梯度。
钻井工程课后答案【篇一:中国石油大学钻井工程复习题终极版答案】岩心收获率:在取心钻井过程中,实际取出岩心的长度与本次取心钻进进尺的百分比。
2、装置角:在井底平面上,以高边方向线为始边,顺时针旋转到装置方向线所转过的角度。
3、拉力余量法:在钻柱设计过程中,考虑钻柱被卡时的上提解卡力,钻杆柱的最大允许静拉力应小于其最大安全拉伸力的一定值(拉力余量)的设计方法。
4、压持效应: 在钻井过程中,井内存在一定压差,在压差作用下井底的岩石56岩石的性质。
7压力。
8法。
9水泥浆稠度达1011、12 1314、封锁孔喉,使油流阻力增大的效应。
1516、气窜171819面。
20、地层破裂压力:在井下一定深度裸露的地层,承受流体压力的能力是有限的,当液体压力达到一定数值时会使地层破裂,这个液体压力叫地层破裂压力。
21、表观粘度:在某一流速梯度下,剪切应力与相应流速梯度的比值。
22、卡钻:钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象。
23、岩石硬度:岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。
24、当量密度:对于某种压力用等高度或深度的钻井液液柱压力等效所需要的钻井液密度值称为当量密度。
25、定向钻井:沿着预先设计好的井眼轨道钻达目的层的钻进方法。
26、地层压力:岩石孔隙中流体所具有的压力。
27、等安全系数法:在套管柱强度设计过程中,使各个危险截面上的最小安全系数等于或大于规定的安全系数的设计方法。
28、平衡压力钻井:指保持钻井液液柱压力与地层压力相平衡条件下的钻井技术29、固井:指在已打好的井眼内下入套管,并在套管与井壁之间注水泥。
二、简答题1、简述司钻法压井的生产过程。
循环。
= pti;继续循环,当重钻井液从0。
234(1(2(3(4)移轴、复锥使得牙轮在滚动的同时产生滑动。
牙轮钻头的破岩机理:(1)在钻压作用下形成的压碎作用;(2)牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用;(3)三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所造成的剪切破碎。
A卷中国石油大学(北京)2018—2019学年第一学期《钻井工程》期末考试试卷考试方式(闭卷考试)班级:姓名:学号:(试卷不得拆开,所有答案均写在题后相应位置)一、名词解释(10小题,每题2分,共20分)1. 岩石的研磨性:岩石磨损钻头切削刃材料的能力。
2. 地层压力:岩石孔隙中的流体所具有的压力,也称地层孔隙压力。
3. 工具面:弯接头或弯外壳井底动力钻具的轴线是一条折线,该折线构成的平面。
4. 软关井:发生溢流后,先打开节流阀,然后关闭防喷器,再关闭节流阀。
5. 举升效率:岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空的上返速度之比。
6. 平衡压力钻井:在有效地控制地层压力和维持井壁稳定前提下,尽可能降低钻井液密度,使钻井液有效液柱压力刚好等于或略大于地层压力,达到解放钻速和保护油气层的目的,这种钻井方法称为平衡压力钻井。
7. 卡钻:钻具在井眼中失去了活动自由,既不能转动又不能上下活动的现象。
8. 井斜方位角:在水平投影图上,以正北方位线为始边,顺时针旋转到井眼方位线上所转过的角度。
9. 压持效应:钻井液密度越大,井内液柱压力越大,在井内液柱压力大于地层压力的情况下会产生一个正压差;在正压差作用下,井底岩屑难以离开井底,造成重复破碎现象,钻速降低。
此现象称为压持效应。
10. 静切力:钻井液开始流动所需的最低切应力,它是钻井液静止时单位面积上所形成的连续空间网架结构强度的量度(凝胶强度)。
二、判断题(10小题, 每题1分, 共10分)1. 钻进时钻井液从钻头脉冲喷嘴喷出的射流属于淹没非自由稳定射流。
(×)p的存在会降低岩石的强度。
(√)2.孔隙压力p3.真方位角等于磁方位角减东磁偏角,或加西磁偏角。
(×)4.反扭角总会使已经确定好的装置角增加。
(×)5.满眼钻具多用于井斜角大的井内纠斜,直井内无防斜作用。
(×)6.在钻铤柱中使用一定数量稳定器可以提高钻头工作的稳定性。
第三次在线作业单选题 (共20道题)1.(2.5分)井喷发生后,无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为()。
• A、井侵• B、溢流• C、井涌• D、井喷失控我的答案:D 此题得分:2.5分2.(2.5分)地层流体无控制地涌入井筒,喷出转盘面()米以上的现象称为井喷。
• A、0.5• B、1• C、1.5• D、2我的答案:D 此题得分:2.5分3.(2.5分)通常情况下,力求一口井保持()井控状态,同时做好一切应急准备,一旦发生井涌和井喷能迅速做出反应,及时加以处理。
• A、一次• B、二次• C、三次• D、四次我的答案:A 此题得分:2.5分4.(2.5分)相邻注水井不停注或未减压,很容易引发井侵、井涌,甚至()。
• A、井漏• B、井眼缩颈• C、井斜• D、井喷我的答案:D 此题得分:2.5分5.(2.5分)产生抽汲压力的工况是( )。
• A、起钻• B、下钻• C、钻进• D、空井我的答案:A 此题得分:2.5分6.(2.5分)下钻产生的激动压力能导致井底压力()。
• A、增大• B、减小• C、不变• D、为零我的答案:A 此题得分:2.5分7.(2.5分)在钻井作业中,井底压力最小的工况是( )。
• A、钻进• B、起钻• C、下钻• D、空井我的答案:B 此题得分:2.5分8.(2.5分)空井时井底压力等于( )。
• A、静液压力+激动压力• B、静液压力+环空流动力阻力• C、静液压力-抽吸压力• D、静液压力我的答案:D 此题得分:2.5分9.(2.5分)钻井中造成溢流的根本原因是()。
• A、井底压力大于地层压力• B、井底压力小于地层压力。
中国石油大学(北京)远程教育学院期末考试《钻井工程》学习中心:_甘肃**_ 姓名:_张*_ 学号:_**034_一、名词解释(每小题5分,共20分)1.井斜方位角某测点处的井眼方向线投影到水平面上称为井眼方位线,以正北方向线为始边,顺时针旋转至井眼方位线所转过的角度称为井斜方位角。
2.硬关井是指在没打开放喷闸门防喷的情况下,直接关闭防喷器的关井。
3.欠平衡钻井欠平衡钻井又叫负压钻井,是指在钻井时井底压力小于地层压力,地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。
4.岩石的可钻性是钻进时岩石抵抗机械破碎能力的量化指标。
岩石可钻性是工程钻探中选择钻进方法、钻头结构类型、钻进工艺参数,衡量钻进速度和实行定额管理的主要依据。
二、简答题(每小题10分,共40分)1.钟摆钻具组合的防斜原理答:当钟摆摆过一定角度时,在钟摆上会产生一个向回摆的力,称作钟摆力。
显然,钟摆摆过的角度越大,钟摆力就越大。
如果在钻柱的下部适当位置加一个扶正器,该扶正器支撑在井壁上,使下部钻柱悬空,则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆,也要产生一个钟摆力,此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧,从而使新钻的井眼不断降斜。
2.钻井液的功用答:(1)清除井底岩屑,并携带至地面。
(2)冷却,润滑钻头和钻具,给地层以冲击力,加快破碎岩石速度。
(3)悬浮岩屑。
(4)平衡地层压力,防止井喷、井漏、井塌和卡钻等事故。
(5)形成低渗透性泥饼巩固井壁。
(6)涡轮钻具的井底动力液。
(7)控制腐蚀。
(8)承受部分钻柱和套管的重量。
(9)帮助录井。
(10)减少油气层伤害。
3. 射流清洁井底的机理答:射流撞击井底后形成的井底冲击压力波和井底漫流是射流对井底清洗的两个主要作用形式。
(1)射流的冲击压力作用。
射流撞击井底后形成的井底冲击压力波并不是作用在整个井底,而是作用在某些小圆面积上。
就整个井底而言,射流作用的面积内压力较高,而射流作用的面积以外压力较低。
在射流的冲击范围内,冲击压力也极不均匀,射流作用的中心压力最高,离开中心则压力急剧下降。
另外,由于钻头的旋转,射流作用的小面积在迅速移动,本来不均匀的压力分布又在迅速变化。
由于这两个原因,使作用在井底岩屑上的冲击压力极不均匀,极不均匀的冲击压力使岩屑产生一个翻转力矩,从而离开井底,这就是射流对井底岩屑的冲击翻转作用。
(2)漫流的横推作用,射流撞击井底后形成的漫流是一层很薄的高速液流层,它对井底岩屑产生一个横向推力,使起离开原来的位置,进入环空。
4. 钻柱的功用答:(1)为钻井液由井口流向钻头提供通道;(2)给钻头施加适当的压力(钻压),使钻头的工作刃不断吃入岩石;(3)把地面动力(扭矩等)传递给钻头,使钻头不断旋转破碎岩石;(4)起下钻头;(5)根据钻柱的长度计算井深;(6)通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等;(7)进行取心、挤水泥、打捞井下落物,处理井下事故等特殊作业;(8)对地层流体及压力状况进行测试与评价,及钻杆测试等。
三、课程设计(共40分)设计任务:XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。
设计内容:(其中打“√”部分必须设计,其他部分可选做或不做)。
1.地质设计摘要(√);2.井身结构设计(√);3.固井工程设计:套管柱强度设计(√);4.钻柱组合和强度设计(√);5.钻机选择(√);6.钻进参数设计:(1)机械破岩参数设计(包括钻头选型,所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速)(√);(2)钻井液体系及性能设计(仅设计钻井液密度,其它参数不作要求)(3)水力参数设计(√);(4)钻柱与下部防斜钻具结构(√)。
考核方式及成绩评定(1)格式、规范:4分,评分依据:工程设计规范;评分标准:4*符合程度%。
(2)设计的依据与原则准确性:12分,评分依据:工程设计依据与原则;评分标准:12*符合程度%。
(3)过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性:12分,评分依据:参数符合工程实际,计算过程可靠;评分标准:12*符合程度%。
(4)结果准确性:12分。
基础数据:1.地质概况:见后附设计样例表A-1。
2.设计井深:H=3000 + 4×100 + 学号的后二位数字×3 (m)3.地层压力和破裂压力剖面:根据图A-1,地层压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm3变为1.10g/cm3的井深按以下规律取值:H=3000 + 4×100 + 学号的后二位数字×3 (m)4.设计系数:见表A-2和表A-3,其他数据查《钻井手册》(甲方)和参考书。
5.水力参数设计数据见表A-4。
6.钻柱设计数据见参数书2。
7.完井方式:先期裸眼完井,Ø177.8mm(7”)生产套管。
附录1.地质概况表A-12.井身结构设计确定完井方法为先期裸眼完井。
根据地质情况,钻达目的层过程中不受盐岩,高压水层等复杂地层影响,故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面(图A-1)进行。
图A-1 地层压力和破裂压力设计系数见表A-2。
表 A-3 各层段地层可钻级值3.水力参数设计(1)泥浆泵型号与性能表A-4 水力参数设计数据(2)钻井液性能其它参数地面泵压不超过20Mpa环空返速不低于0.7m/s,不高于1.2m/s钻井液塑性粘度0.0047pa.S1.地质设计摘要1.1 地质概况该井位于504和45地震测线交点,距XX省XX市东500m,所在的地质构造为XX凹陷,该井海拔较低,扩大该油区的勘探范围,增加油区的总体油气后备储量。
1.2 地质基本数据1.2.1井号:A51.2.2 井别:生产井1.2.3 井位:(1)井位坐标:纵(X)4275165横(Y)20416485(2)地面海拔:50m(3)地理位置:XX省XX市东500m(4)构造位置:XX凹陷(5)过井测线:504和45地震测线交点1.2.4设计井深:H=3000 + 4×100 + 34×3=3502m (学号:933034)1.2.53650m,分层厚度150m1.2.6完钻层位:A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、F1、QJ1.2.7完钻原则:先期裸眼完井1.2.8钻探目的:了解XX2.井身结构设计2.1井身结构设计思路:(1)、能够避免或尽量减少漏、喷、塌、卡等复杂情况,从而实现安全顺利钻进;(2)、能有效的保护油、气藏;(3)、满足地址和开采的要求;(4)、应使全井经济效益最好。
2.2井身结构设计的原则:(1)能有效地保护油气层,使不同压力梯度的油气层不受钻井液的损害。
(2)应避免漏,喷,塌,卡等复杂情况发生,为全井顺利钻进创造条件,使钻井周期最短。
(3)钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力,不致压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层。
(4)下套管过程中,井内钻井液压力和地层压力之间的压差,不致产生压差卡阻套管事故。
2.3 地层可钻性分级及地层压力预测2.3.1 地层可钻性分级2.3.2 压力剖面预测2.4 井身结构设计系数钻探目的层位灰岩地层,确定完井方法为先期裸眼完井,根据地质情况钻达目的层过程中不受盐岩、高压水层等复杂地层影响,故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面进行。
井深结构设计系数如下表所示。
2.5各段套管下入目的及确定依据:一开:171/2″钻头,133/8″套管,依据是因为在这一段地层的岩性描述为:泥岩夹砂岩,页岩。
所以这一段下表层套管,其目的就是封隔地表疏松,易塌,易漏的地层,安装井口装置,是井口设备的唯一支撑件。
二开:121/4″钻头,95/8″套管,依据是因为在这地层下入一层技术套管段的主要目的是解决由地层性质,地层压力引起的钻井技术问题。
三开:0~3500m下油层套管至3500米,81/2″钻头,7″套管,依据是因为在这地层下入一层技术套管段的主要目的是解决由地层性质,地层压力引起的钻井技术问题。
四开:3500~3650m采用61/2″钻头钻穿水泥塞,先期裸眼完井。
根据数据资料计算设计井身结构:2.4井身结构图井身结构示意图(图1-1)套管φ133/8″×330m钻头ф171/2″×330m套管φ95/8″×2900m钻头φ121/4″×2900m套管φ7″×3500m钻头φ81/2″×3500m用61/2″″的钻头打开产层井深3650米2.5完井方法:对目的层采用先期裸眼完井先期裸眼完井---先钻至油气层顶部,下套管固井,固井后,再用小钻头打开油气层的完井方法。
3. 套管柱强度设计3.1 油层套管柱设计7″套管设计下深水,抗内压安全系。
(1)选第一段套管:计算井底液柱压力:计算所需抗挤强度:×C . 选第一段套管:N—80Pj1=2.989兆牛满足抗挤要求的强度。
2)选二定一A .选第二段套管:N—80Pj2=2.656兆牛B .第二段可下入深度C .第一段长度L1=H1-H2=3500-3382=118MD .计算重力W1=q1XgXL1=47.62*9.8*118=55067N 选三定二A .选第三段套管: N—80Pj3=1.966兆牛B .第三段可下入深度C .第二段长度D .计算重力5).转入抗拉设计A .计算第三段第三段可下长:B .计算重力:C .差多少到井口6).选四定四A .选第四段套管:N —80 、 、B .计算第四段长:C .计算重力抗内压校核①对井口处内压力强度进行校核:H=3500米 、 、套管鞋处:11.51mm δ=559.29c ap MP =547.62/q Kg m=5 2.989j p =兆牛31.46/m g cm ρ=③有效内压力及其梯度:由下图可知,抗内压安全计算第三段套管剩余拉力3.2套管设计结果4. 钻柱组合和强度设计4.1 钻铤的设计根据五兹和鲁宾斯基理论得出,允许最小钻铤的最小外径为:允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径。
钻铤长度取决于选定的钻铤尺寸与所需钻铤重量。
4.1.1 所需钻铤重量的计算公式m=(Wm *Sf)/Kbm ——所需钻铤的重量,kNWm——所需钻压;Sf——安全系数, 此取Sf=1.2 ;Kb——浮力系数;Lc——所需钻铤的长度, m ;Ldp——所需钻杆的长度,m ;qc——每次开钻所需钻铤单位长度重量;N ——每次开钻所需钻铤的根数;每根钻铤的长度9.1 m 。
4.1.2计算钻柱所受拉力的公式1.钻柱所受拉力P=[(Ldp *qdp+ Lc* qdp)] KbP ——钻柱所受拉力,kN ;P外挤=ρdg LP外挤——钻杆所受外挤压力,MPa 。
4.2钻铤长度的计算4.2.1一次开钻钻具组合1 .钻铤长度的确定选钻铤外径203.2mm,内径71.4mm,qc =2190N/m。