地层流体的侵入与检测
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定向井水平井试题一、填空(一)、工程类1.根据轨道的不同,定向井可分为和两大类2.定向井三要素是。
3.井身轨迹的计算参数包括。
4.井身轨迹的图示法包括和,和。
5.目前常用的测斜仪分为、和三类。
6.目前公司运用的井眼轨迹计算方法为法。
7.井斜的原因主要包括两个方面因素、,另外还有等因素。
8.二维定向井可分为和,三维定向又可分为和。
9.定向井设计应遵循的原则、、。
10.造斜点的选择应选择在、等复杂情况的地层开始造斜。
11.按照我国钻井行业标准的规定,常规二维定向轨迹有四种类型:、、和。
12.定向井及水平井设计依据的条件有两种,一种是由。
13.动力钻具又称井下马达,包括、、三种。
14.动力钻具造斜工具的形式有三种、、。
15.转盘钻造斜工具包括、和组合。
16.扶正器钻具组合按照增斜能力的大小分为、、三种,按照稳斜能力的大小分为、、三种,按照降斜能力的大小分为、两种。
17.一口定向井的轨迹控制过程可分为三个阶段、、。
18.水平井根据曲率半径的大小分为、、、、。
19. 长半径水平井造斜率、井眼曲率半径、水平段长度。
20. 中半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
21. 中短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
22. 短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度。
23. 超短半径水平井造斜率井眼曲率半径水平段长度24.在钻井过程中,如果钻井液不循环,则井内钻井液静液柱压力作用在井眼不同井深,称为井内,作用到井底的压力称为井底压力。
25.抽液压力和激动压力统称为。
26.地层流体侵入井眼的原因主要有、、、。
27.地层流体侵入井眼征兆:(1);(2);(3);(4);(5);(6 );(7 );(8 );(9);(10)。
28.地层流体侵入井眼的检测方法包括、、。
29.井涌关井方式分类可分为、、。
30.对水平井着陆控制和水平控制的基本要求是:(1)实际着陆点必须不超出;(2)在水平控制中实钻轨道不得穿出。
31.着陆控制是指从直井段末端的开始钻至油层内的的过程。
一、填空题(每空0.5分,共10 分)1.在三轴应力作用下,岩石的强度随围压的增大而__增大_____;塑性随围压的减小而____减小__ 。
2.牙轮钻头的寿命主要取决于____牙齿的寿命和______轴承的寿命__。
3.钻头的牙齿磨损量是指牙齿的相对磨损高度,牙齿全部磨损时牙齿磨损量为 1 。
4.牙轮钻头复锥的目的是为了使牙轮在滚动时产生滑动。
5.刮刀钻头破碎塑脆性地层时是由碰撞、挤压、剪切三个基本过程组成的。
6.动滤失是指钻井液在井内循环时的滤失过程。
7.按破岩方式划分PDC钻头是一种切削型的钻头。
8.测量和计算井眼轨迹的三个基本参数是井斜角、井斜方位角和井深。
9.工程师法和司钻法压井时所遵循的基本原则是,在压井过程中保持井底的压力不变。
10.根据双向应力椭圆,套管柱在承受轴向拉应力时,其抗外挤强度降低、抗内压强度增大。
11.裸眼完井法分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。
12.井身结构设计的内容包括套管下入层次及下深的确定、套管—钻头尺寸的配合和环空中水泥上返高度的确定。
二、名词解释(每词2分,共10分)1.压持效应:在钻井过程中,井内始终存在钻井液液柱与地层压力之间的压差,在压差的作用下岩石碎屑难以离开井底,造成钻头重复破碎的现象。
2.上覆岩层压力:指该处以上地层岩石基质和孔隙中液体的总重量所产生的压力。
3.门限钻压:指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的钻压,其值的大小主要取决于岩石的性质。
4.水泥稠化时间:指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值(API规定水泥浆稠度达100BC)所用的时间。
5.工具面:弯接头的轴线是一条折线,折线构成的平面称为弯接头的工具面。
三、简答题(每题5分,共20分)1.简述异常高压地层形成的原因。
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。
第四章井涌主要原因分析、预防及检测一、地层的非故意溢流在钻井过程中,由于操作或地层等方面的原因,致使地层流体进入井内,从而导致溢流的发生,我们把这种溢流称之为地层的非故意溢流。
溢流发生时,大量的地层流体进入井眼内,以致必须在井口设备承受一定压力的条件下关井。
在正常钻进或起、下钻作业中,溢流可能在下列条件下发生:1、井内环形空间钻井液静液压力小于地层压力;2、溢流发生的地层具有必要的渗透率,允许流体流入井内;我们不能控制地层压力和地层渗透率。
为了维持初级井控状态必须保持井内有适当的钻井液静液压力。
造成钻井液静液压力不够的一种或多种原因都有可能导致地层流体侵入井内。
最普遍的原因是:(1) 井眼未能完全充满钻井液;(2) 起钻引起的抽汲压力;(3) 循环漏失:(4) 钻井液或固井液的密度低;(5) 异常压力地层;(6) 下钻速度过快:(7) 固井之后环空气体的流动。
1、井内未能完全充满钻井液无论什么情况下,只要井内的钻井液液面下降,钻井液的静液压力就减小,当钻井液静液压力下降到低于地层压力时,就会发生溢流。
在起钻过程中,由于钻柱起出,钻拄在井内的体积减少,井内的钻井液液面下降,从而造成钻井液静液压力的减小。
不管在棵眼井中哪一位置,只要钻井液静液压力低于地层压力,溢流就有可能发生。
在起钻过程中,向井内灌钻井液可保持钻井液的静液压力。
灌入井内的钻井液的体积应等于起出钻柱的体积。
如果测得的灌入体积小于计算的钻柱体积,说明地层内的流体可能进入井内,溢流将会发生。
为了减少由于起钻时钻井液没及时灌满而造成的溢流,在起钻中应该做到以下见点:①计算起出钻具的体积(或查表);②测量灌满井眼所需要的钻井液体积;③定期把灌入钻井液体积与起出钻具的体积进行比较,并记在起、下钻记录上:④若两种体积不符要立即采取措施。
钻具的体积取决于每段钻具的长度、外径与内径。
尽管体积的数值很容易计算,但是由于有钻杆接头的影响,所以钻具体积表还是特别有用的。
地层流体侵入井眼的检测方法一、地层流体侵入的原因1 )地层压力掌握不准,设计的钻井液密度偏低;2 )地层流体(油、气、水)侵入,使钻井液密度降低;3 )起钻未按规定灌钻井液,或井漏使井内液面降低,导致井底压力降低;4 )起钻抽吸作用使井底压力减小;5 )停止循环时,环空循环压降消失,使井底压力减小。
二、气侵• 1. 气侵的方式1 )岩石孔隙中的气体随钻碎的岩屑进入井内钻井液;2 )气层中的气体由于浓度差通过泥饼向井内扩散;3 )井底压力小于气层压力时,气体经地层孔隙或裂缝渗入或流入井内。
•2. 气侵的特点1 )气体密度远远小于钻井液密度,占据同体积的井筒高度会使井底压力大幅降低;2 )气体刚刚侵入钻井液时呈压缩状态,导致井底钻井液液柱压力的降低有限;3 )气体由井底向井口运移时体积膨胀,越接近地面膨胀越快,对井底压力影响越大;4 )及早发现气侵,及时控制气侵,有效排除气侵,对避免井喷十分重要。
•3. 气侵的危害1) 大量气侵在井底积聚形成气柱;2) 长时间停止循环使气侵在井底积聚;3) 气柱滑脱上升或循环上升,环境压力降低,体积膨胀,越接近井口膨胀越快;4) 膨胀的气体替代的钻井液量越多,钻井液密度越低,井底压力降低越多;5) 液柱压力的降低,加剧了井筒压力的失衡,导致更多的气体、更快速地侵入井内;6) 是导致井喷的主要原因之一;7) 高压、高产、高含硫井气侵后来势猛、发展快、危害大。
不同井口压力条件下气体膨胀体积变化未关井条件下:气体滑脱(循环)上升,体积膨胀,占据的环空体积增大,作用在井底的钻井液柱压力减小。
关井条件下:气侵关井后,气体滑脱上升;由井底不断上升直至在井口积聚,但体积变化不大——等压过程;气体几乎仍保持原来的压力(井底压力)气体压力与钻井液柱压力叠加;高压作用于整个井筒导致井漏;形成地下井喷。
三、H2S气体的危害•1.H2S的物理化学性质硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体。
低浓度的硫化氢气体有臭蛋味。
一、名词解释1.开钻:每改变一次钻头尺寸,开始钻新的井段的工艺。
(P4)2.固井:在已钻成的井眼内下入套管,并向井眼和套管之间的环形空间注入泥浆将套管和地层固结在一起的工艺过程。
(P4)3.完井:钻开生产层,确定完井井底结构,确定完井的井口装置及有关措施。
4.中性点:钻柱上轴向力等于零的点称为钻柱中性点。
5.有效应力:外压与内压与之差。
6. 静液压力:由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。
7.上覆岩层压力:地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。
8.地层压力:指岩石孔隙中的流体所具有的压力,亦称地层孔隙压力。
9.基岩应力:是由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力,称为基岩应力10.异常高压:超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。
11.异常低压:低于正常地层静液压力的地层压力(Pp <Ph)称为异低压12.岩石强度:岩石在一定条件下受外力的作用而达到破坏时的应力称为岩石在这种条件下的强度。
且,抗拉强度<抗弯强度≤抗剪强度<抗压强度13.当量密度:某深度地层压力与等高液柱压力等效时相当的液体密度。
单位:g/cm³(百度)14.地层破裂压力:井下一定深度裸露地层,承受流体的压力是有限的。
当液体达到一定数值时会使地层破裂,该液体压力称为地层破裂压力。
(p17)15.岩石硬度:岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力。
16.井眼周围岩石受力有上覆岩层压力σ3、岩石内孔隙流压力Pp、水平地应力σ1σ2、钻井液液柱压力Ph17.各向压缩效应:增大围压,一方面增大岩石的强度,一方面也增大了岩石的塑性,这两方面统称各向压缩效应。
18.岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。
19.钻头的工作指标钻头进尺、钻头工作寿命、机械钻速、单位进尺成本20、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。
《钻井工程》习题及答案一、判断题1、地层破裂压力梯度通常随地层埋藏深度的增加而增大。
(T )2、在正常压力层段,d c指数随井深的增加呈逐渐减小的趋势。
(F )3、铣齿牙轮钻头牙齿的磨损速度随牙齿磨损量的增大而减小。
(T )4、钻头压降主要用于克服喷嘴对钻井液的流动阻力。
(F )5、在二维定向井设计轨道上,某点的水平位移和水平投影长度是相等的。
(T )6、井斜角越大,井眼曲率也就越大。
(F )7、真方位角(以地球北极为基准)等于磁方位角加上东磁偏角。
(T )8、造斜工具用于改变井眼斜度,但不能用来改变井眼方位。
(F )9、地层流体大量侵入井眼,将导致钻井液返出量增加,泥浆罐液面升高。
(T )10、在轴向拉力的作用下,套管的抗挤强度增大。
(F )11、紊流顶替水泥浆的效率比层流顶替的效率高。
(T )12、采用裸眼完井方法可以避免水泥浆对产层的损害。
(T )13、射孔完井是使用最多的完井方式。
(T )14、岩心收获率与岩心直径有关,岩心直径大有利于提高岩心收获率。
(F )15、钻井液的n、k值是宾汉流型的流变参数。
(F )16、控制钻井液滤失量的最好方法是减小压差。
(T )17、在相同的泵压水平下,采用大尺寸钻杆,能够降低循环压耗,提高钻头压降。
(T )18、在钟摆钻具组合中,扶正器的主要作用增大钻柱刚度,提高其抗弯能力。
(F )19、关井立管压力等于地层压力与钻柱内钻井液液柱压力之差。
(T )20、用等安全系数发设计套管柱时,不考虑钻井液浮力的减轻作用。
(T )21.用dc指数法检测地层压力时没有考虑到水力因素的影响。
(T )22.牙轮钻头的复锥目的是为了使牙轮钻头产生轴向滑动剪切掉齿圈间岩石。
(F )23.压井时控制井底压力不变的途径是保持立管压力不变。
(F )24.满眼钻具只能有效地控制井斜角的变化,不能降斜。
(T )25.钻柱设计中安全系数法是针对钻杆解卡时的安全考虑的。
(F )26.岩石的抗拉强度小于抗压强度,但大于抗剪强度。