钻井工程理论与技术

钻井⼯程理论与技术课后题简答题答案第⼀章钻井的⼯程地质条件1.简述地下各种压⼒的基本概念及上覆岩层压⼒、地层孔隙压⼒和基岩应⼒三者之间的关系。

答：静液压⼒：是由液柱⾃⾝的重⼒所引起的压⼒，它的⼤⼩与液体的密度、液柱的垂直⾼度或深度有关。

地应⼒：钻井⼯程施⼯之前存在于地下某点的应⼒状态为原地应⼒状态。

地层孔隙压⼒：岩⽯孔隙中流体所具有的压⼒。

也称地层压⼒。

上覆岩层压⼒：是指由上覆岩层重⼒产⽣的铅垂⽅向的地应⼒分量。

该处以上地层岩⽯基质和岩⽯孔隙中流体的总重⼒所产⽣的压⼒。

基岩应⼒：是指由岩⽯颗粒间相互接触⽀撑的那⼀部分上覆岩层压⼒。

也称有效上覆岩层压⼒或⾻架应⼒。

地层破裂压⼒：地层某深度处的井壁产⽣拉伸破坏时的应⼒地层坍塌压⼒：地层某深度处的井壁产⽣剪切破坏时的应⼒上覆岩层的重⼒是由岩⽯基质（基岩）和岩⽯孔隙中的流体共同承担的，即上覆岩层压⼒是地层压⼒与基岩应⼒的和2、简述地层沉积⽋压实产⽣异常⾼压的机理。

答：在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就被破坏。

如果沉积速度很快，岩⽯颗粒就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与颗粒之间的压⼒。

由于上覆岩层继续沉积，负荷增加，⽽下⾯基岩的⽀撑能⼒没有增加，孔隙中的流体必然开始部分地⽀撑本来应由岩⽯颗粒所⽀撑的那部分上覆岩层压⼒，从⽽导致了异常⾼压。

3、简述在正常压实的地层中岩⽯的密度、强度、孔隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规律。

答：所以随井深的增加，地层中岩⽯密度逐渐变⼤，⽽岩⽯的孔隙度变⼩。

随着井深的增加，岩⽯的强度增⼤。

在正常地层压⼒井段，随着井深增加，岩⽯的孔隙度减⼩，声波速度增⼤，声波时差减⼩。

在正常地层压⼒情况下，机械钻速随井深增加⽽减⼩，d指数随井深增加⽽增⼤。

所以dc指数也随井深的增加⽽增⼤。

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：在井下⼀定深度的裸露地层，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，这个液体压⼒称为地层破裂压⼒。

第一章 钻井的工程地质条件2.简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。

答：异常高压的形成是多种因素综合作用的结果，对于沉积岩地层的异常高压，目前世界上公认的成因是由于沉积物快速沉降，压实不均匀造成的。

在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就破坏。

如沉积速度很快，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与颗粒之间的压力，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，负荷增加，而下面基岩的支撑能力没增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应的岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致了异常高压。

3.简述在正常压实的地层中岩石的密度、强度、孔隙度、声波时差和d c 指数随井深变化的规律。

答：在正常压实的地层中岩石的密度随井深的增加而增加；强度随井深的增加而增加；孔隙度随井深的增加而减小；声波时差随井深的增加而减小；d c 指数随井深的增加而增大。

5.某井井深2000m ，地层压力25MPa ，求地层压力当量密度。

解： ()()0.00981250.009812000 1.276h h P H ρ==⨯=(g/cm 3)答：地层压力当量密度是1.276 g/cm 36.某井垂深2500m ，井内钻井液密度为1.18 g/cm 3，若地层压力为27.5MPa ，求井底压差。

解：()27.52500 1.180.0098127.5 1.44b h P P P gh MPa ρ∆=-=-=⨯⨯-=答：井底压差是1.44MPa 。

7.某井井深3200m ，产层压力为23.1MPa ，求产层的地层压力梯度。

解： ()23.132000.0072/h h G P H MPa m ===答：产层的地层压力梯度0.0072MPa/m 。

9.岩石硬度与抗压强度有何区别？答：岩石硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能力。

10.岩石的塑性系数是怎么样定义的吗？简述脆性、塑脆性和塑性岩石在压入破碎时的特性。

工程硕士入学考试?石油工程综合测试?大纲〔油气井局部〕主要内容：第一章钻井的工程地质条件地下各种压力的概念、地层压力与地层破裂压力、岩石的工程力学性质第二章钻进工具常用钻头钻头类型、构造、工作原理、使用方法钻柱的组成、功用、钻柱的受力分析、设计方法第三章钻井液钻井液的作用、组成与分类；钻井液的主要性能、主要固控制方法与设备第四章钻进参数优选钻井过程中各参数间的关系、钻速方程、机械破岩钻进参数优选方法、水力参数优化设计方法第五章井眼轨道设计与轨迹控制井眼轨迹的根本概念、轨迹测量及计算、直井防斜技术、定向井眼轨道设计、定向井造斜工具及轨迹控制第六章油气井压力控制与井控井眼与地层压力系统、平衡与欠平衡钻井、地层流体侵入控制第七章固井与完井井身构造的概念与设计方法、套管柱载荷分析与设计方法、注水泥技术、常用完井方法第八章井下复杂情况与事故处理常见的井下复杂情况类型、相应事故处理方法参考书：主要考察学生对油气田开发过程中的各研究对象及工艺流程、设备等内容的理解和掌握程度，主要内容包括油气藏及流体的物理性质、采油〔气〕工程和油气田开发过程中各工艺环节的根本概念、根本技术原理、设备及其功用、主要工艺流程等，进步油气开采技术的根本方法和原理等。

主要考试内容绪论油气田开发的根本概念、任务、目的、根本方法和系统组成。

第1章油层物理根底油藏流体的物理性质；储层岩石的物理性质；含多相流体的储层岩石的渗流机理。

第2章油藏工程根底油气田开发概论；油气田开发动态分析；油气田开发调整。

第3章完井与试油油气井完井方式；试油；油气层保护。

第4章油气井的流入动态、井筒多相流及气体井筒流动油气井的流入动态及其应用；井筒多相流的流动构造；滑脱损失；气体井筒流动。

第5章自喷与气举采油自喷井的流动过程；自喷的条件和产量；自喷井的管理；气举原理、分类。

第6章有杆泵与无杆泵采油有杆泵的根本装置和原理；泵的分类及根本原理、泵效的计算、影响因素及进步泵效的措施；无杆泵采油的分类、根本装置和原理。

《钻井工程》综合复习资料一、名词解释1、上覆岩层压力：覆盖在该层以上的岩石基质和孔隙内流体的总重力所造成的压力。

2、地层压力：地层孔隙内流体所具有的压力，也称为地层孔隙压力。

3．窜槽：由于各种原因造成注水泥井段的钻井液没有被完全替净，造成该段有未被水泥封固的现象。

4、固井：在已经打好的井眼内下入套管，并在套管与井壁之间注水泥进行封固的工作。

5．岩心收获率：在取心钻井过程中，实际取出岩心的长度与取心进尺的百分比。

6、定向钻井：沿着预先设计好的井眼轴线（轨道）钻到目的层的钻井技术。

7．牙齿磨损量：指牙齿的相对磨损高度。

新钻头时牙齿磨损量为0，牙齿全部磨损时牙齿磨损量为1。

8、钻柱中性点：钻柱上既不受拉又不受压的零轴向力点。

9．顶替效率：在注水泥井段，水泥浆顶替效率为水泥浆在环空内的体积与环空体积的百分比。

10．装置角：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。

11．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碎屑难以离开井底，造成钻头重复破碎的现象。

12．井斜方位角：在水平投影图上，某点井眼轴线的切线方向与正北方向顺时针所转过的角度。

13、软关井：发现井涌后，先打开节流阀在关闭防喷器的关井方法。

14、反扭角: 作用在动力钻具定子上的反扭矩，使外壳及钻柱反向扭转，在紧靠动力钻具的钻柱断面上所转过的角度15、卡钻：钻具陷在井内不能自由活动的现象。

16．先期裸眼完井：用先下套管至油气层顶部固井，再换小钻头钻开油气层的裸眼完井方法。

二、简答题1．简述井斜的主要原因。

井斜的主要原因有：（1）地质因素：1）地层可钻性的各向异性2）地层可钻性的纵向变化3）地层可钻性的横向变化（2）钻具的原因，即钻具的倾斜和弯曲，造成钻头在井底的不对称切削和侧向切削。

1）钻具和井眼之间的间隙过大2）钻进过程中施加的钻压过大造成下部钻柱弯曲3）下井钻柱本身弯曲4）安装设备时，天车、游车、转盘三点不在同一条铅垂线上，或者转盘安装不水平（3）井眼扩大后，使得钻头左右移动靠向一侧，使得钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。

第二章钻进工具一、选择题二、填空题三、名词解释1．“PDC”含义是什么？答：“PDC”是聚晶金刚石复合片钻头的简称，它是金刚石材料钻头的一种。

中性点的概念是由鲁宾斯基提出来的。

他认为中性点时钻柱受拉和受压的分届点。

2．何谓钻柱的中性点？答：中性点的概念是由鲁宾斯基提出来的。

他认为中性点时钻柱受拉和受压的分界点。

3．什么叫复合钻柱？答：即采用不同尺寸（上打下小）、或不同壁厚（上后下薄）、不同钢号（上高下低）的钻杆组成的钻杆柱。

4．什么叫最大安全静拉载荷？答：指允许钻杆所承受的由钻柱重力（浮重）引起的最大载荷。

四、简答题1．评价钻头性能的指标有那几项？答：钻头进尺，钻头工作寿命，钻头平均机械钻速，钻头单位进尺成本。

2．简述刮刀钻头破岩原理。

答：刮刀钻头刀翼在钻压W和扭转力T的作用下，一方面作向下的运动，一方面围绕钻头轴线旋转，刀翼以正螺旋面吃入并切削岩层，井底平面与水平面成Ø 角。

刮刀钻头主要以切削和挤压方式破碎地层，具体方式主要取决于钻头的切削结构及所钻地层的岩性。

由于这几种破岩方式主要要克服岩石的抗剪强度，所以它比克服岩石的抗压强度的破岩方式要容易得多。

3．刮刀钻头其刀翼结构角有哪儿个？有什么影响？如何取值？答：刃尖角、切削角、刃前角、刃后角。

刃尖角β、切削角α、刃前角φ、刃后角ψ；刃尖角表示刀翼的减为尖锐程度。

从吃入岩石和提高钻速出发，刃尖角越小越好，但是强度不能保证。

一般要根据上述因素及岩石性能确定角的大小。

岩石软时，β角可以稍小，较硬时硬适当增大，夹层多，井较深时，β角应适当增大。

切削角α刀以前刃和水平面之间的夹角，在其他情况一定时，α越大，吃入深度越深，但α过大时，刃前岩石剪切破碎困难，钻进憋劲大。

一般情况下，松软地层α=70度；软地层α=70—80度；中硬地层，α=80—85度。

刃后角ψ=α-β。

刃后角必须大于井底角。

刃前角与切削角互为补角，刃前角φ=90-α4．铣齿牙轮钻头和镶齿牙轮钻头有哪些不同？答：牙轮钻头按材料不同分为铣齿（钢齿）和镶齿（硬质合金齿）两大类。

钻井工程理论与技术教学设计前言钻井工程是石油工业中最重要的环节之一，它关系到油气资源的开发和生产。

因此，对钻井工程理论与技术进行深入的研究和教学具有重要的意义。

本文就如何进行钻井工程理论与技术教学设计展开探讨。

钻井工程理论教学设计钻井工程理论的教学内容主要包括勘探原理、岩石力学、地质学知识、钻柱设计等方面。

为了提高学生的学习效果，应该采取一些切实有效的教学手段。

•关注实际应用。

钻井工程不仅是一门纯理论的学科，更是一门应用学科。

在理论教学过程中，应注重实践案例的介绍，让学生能够学会如何解决实际问题。

•开展分组讨论。

钻井工程理论知识体系庞杂，学生们在自学的过程中难免存在一些盲点。

因此，采用分组讨论的方式可以促进知识的共享，同时也可以提出不同的观点，从而促进理论的深化。

•强化实验教学。

钻井工程理论知识并不是靠听讲就能够完全掌握的，还需要通过实验来加深理解。

因此，在理论教学的同时，请务必配合相应的实验做法，让学生能够在实践中感受到理论知识的实际价值。

•提供在线学习资源。

钻井工程理论涉及到的知识点非常广泛，若只依靠教材的简要介绍，很难能够真正理解。

因此，可以建立一个在线学习平台，通过网络资源的灵活应用，向学生提供钻井工程的相关学习资源，包括教学视频、实验演示等。

钻井工程技术教学设计钻井工程技术是钻井工程内最具实用性的学科，直接关系到钻井作业的真正实施效果。

因此，在技术教学的过程中，教师应该注重操作技能的培养。

•培养实际技能。

钻井工程技术操作涉及到的技能非常广泛，需要在现场技能训练中不断调整和完善。

因此，应注重实践教学，组织学生进行各种实际操作，不断培养其整体操作能力。

•强化团队协作。

钻井工程技术涉及到众多技能点的综合应用，需要通过团队协作来完成。

因此，在技术教学中，应注重团队意识的培养，让学生在团队中相互协作，建立合作意识。

•加强实际案例分析。

钻井工程技术的实际应用离不开各种实际案例的分析。

因此，在技术教学过程中，应加强实际案例分析，让学生深入了解各个环节的应用，从而加深其理解。