40581队DPH81钻井工程设计(打导眼)5.13日

考试科目：钻井工艺原理适用专业：油气井工程所有试题答案写在答题卡上，答案写在试卷上无效一、名词解释（每题3分，计30分）：1、地层压力（地层孔隙压力）2、井身结构3、岩石的硬度4、岩石的可钻性5、岩石的中性点6、造斜工具的装置角7、固井水泥浆的顶替效率8、井斜角9、溢流10、平衡压力钻井二、简要回答下列问题（每题10分，计40分）：1、钻柱的组成（5分）及重要作用（5分）？2、地层流体流入井眼内的原因？（10分）3、牙轮钻头采取哪些方式破碎岩石（4分）？是如何实现这些方式的（6分）？4、影响机械钻速的主要因素有哪些（4分）？简要说明这些因素对机械钻速的的影响规律（6分）。

三、论试题（每题15分，计30分）：1、喷射钻井有几种工作方式（4分）？获得最大钻头水功率的条件是什么（4分）？对于一口较深的井，按最大钻头水功率方式设计水力参数时，是否都一定必须依照上述条件设计水力参数（2分）？为什么（5分）？2、在直井防斜控制中如何设计和使用满眼钻具组合？（15分）考试科目：钻井工艺原理适用专业：油气井工程所有试题答案写在答题卡上，答案写在试卷上无效一、解释下列名词或概念（每题3分，计24分）：1、地层孔隙压力2、岩石的塑性系数3、岩石的硬度4、岩石的可钻性5、钻柱的中性点6、造斜工具的装置角7、井斜角和井斜方位角8、井深结构二、简要回答下列问题（计36分）：1、钻柱的组成（5分）及主要作用（5分）？2、牙轮钻头采取哪些方式破碎岩石（4分）？是如何实现这些方式的（6分）？3、提高机械钻速的一般途径如何（6分）？4、钻井液密度选择不合理会给钻井工程带来哪些不良影响（10分）？三、论述或计算题（计40分）：1、简要叙述提高钻头水力参数（钻头压降和钻头水功率）的主要途径（8分）？2、试述提高水泥顶替效率的主要措施（8分）？3、钻进φ215.9mm垂直井眼，设计最大钻压为150kN，钻井液密度1.4g/cm3。

钻柱组合为：φ158.8mm钻铤+φ114.3mm钻杆+φ108mm方钻杆，其中钻铤在空气中的每米重量为1.3kN，长度9.4m，钢材密度7.85g/cm3。

井控知识考试：钻井井控工艺三1、单选关井后，当气柱上升到井口时，井口压力达到最大，井底压力达到（）。

A、最大B、最小C、不变正确答案：A2、单选某井使用密度2.10g/cm3的钻井液钻开位于井深398（江南博哥）8米处的天然气气层，溢流关井套压4.5Mpa，技术套管下深2988米，套管鞋处地层破裂压力82Mpa，计算天然气滑脱上升到井深（）米处时，套管鞋被压漏（不考虑天然气在环空所占高度）。

A、3110B、3210C、3310D、3410正确答案：B3、单选司钻法压井，当压井液到达钻头时，套管压力将怎样变化？（）A、减少。

B、增大。

C、保持不变。

D、不可能说清楚。

正确答案：C4、单选?某井基本数据如下：钻杆127mm（内径108mm），套管内径218mm，钻井液密度1.5g/cm3。

如果湿起10柱（300米）钻杆不灌钻井液，则井底压力下降值为（）A.2.26MpaB.0.63MpaC.1.6Mpa正确答案：A5、单选发生溢流后，（）不关井直接加重压井。

A、可以B、不可以正确答案：B6、单选当井内液柱压力小于地层压力时，将导致（）发生。

A.井漏；B.井喷；C.溢流；D.卡钻。

正确答案：C7、单选?一装有地面防喷器组的井由于井涌而关井，压力表读数如下：关井立压4.6MPA关井套压5.6MPA两个读数不一样的原因是什么？（）A、溢流密度比钻井液密度高.B、溢流密度比钻井液密度低C、关闭防喷器太快而在系统中产生了圈闭压力D、溢流已经在套管中正确答案：B8、单选旋塞阀应放在钻台上合适位置，并处于（）A.关闭状态B.全开状态C.半开状态正确答案：B9、单选井控设计应依据（）提供的地层与压力情况、当前作业技术水平、井控设备能力、作业地区环境及气候状况等资料。

A、地质设计B、工程设计C、施工设计正确答案：A10、单选砾石充填法又分为（）砾石充填完井法和套管砾石充填完井法。

A、管柱B、裸眼C、油管正确答案：B11、单选长期关井后，井口压力不断升高，则证明地层压力在不断升高。

- 105 -第5期英页1H井钻井工程设计与施工李兵（中国石油大庆钻探工程公司钻井技术研究院，黑龙江 大庆 163413）[摘 要] 古龙西部地区是松辽盆地页岩油勘探的重点领域，该区邻近生油凹陷主体，油源条件十分有利，针对古龙凹陷西侧青一段夹层型页岩油（II类）储层发育特征，为探索“水平井+大规模体积压裂”技术提高产量的有效途径，在该区英47井区部署英页1H井，通过优化井身结构、钻具组合、钻头及钻井液体系等技术手段，提高机械钻速，缩短钻井时间，达到了高效安全快速钻井的目的。

[关键词] 英页1H井；钻井设计；井身结构；钻具组合；钻头；钻井液作者简介：李兵（1993—），男，油气井工程专业毕业，在大庆钻探工程公司钻井技术研究院从事钻井设计工作。

英页1H 井位于松辽盆地中央坳陷区古龙凹陷西侧英台鼻状构造带东翼，钻探目的层位为青一段，兼探黑帝庙、萨尔图、葡萄花、高台子油层，探索“水平井+大规模体积压裂”技术提高产量的有效途径，加快资源有效动用步伐[1-5]。

设计井身为4717.81m ，设计垂深为：2383.11m 。

目的层位地层压力系数平均值1.0、破裂压力系数1.8、低温梯度4.6℃/100m ，为保证该水平井能够安全高效地钻井，对该井进行了钻井方案优化设计。

1 英页1H 井难点分析英页1H 井为一口页岩油水平井，地质勘探风险高，目的层部分层位压力较高存在超压，邻井复杂情况多，导致钻井施工复杂，主要难点如下：（1）由于速度场的变化，在时深转换过程中可能会产生误差，导致设计目标层深度与实钻深度不符，增加设计难度。

（2）根据地质资料以及邻井发生的复杂情况显示，层位从姚二、三段至泉头组，姚二、三段裂缝最为发育，为垂直裂缝。

姚二、三段极易发生漏失，且上部为强水敏地层，下部青二、三段为破碎性不稳定泥岩且不具备做技套条件。

（3）由地质分层以及岩性分析可以看出，嫩江组200-1880m 为水敏性地层，青山口组下部地层破碎性泥岩发育具有非常强的水敏性，井壁易失稳，地层易坍塌青一段水平段长2133.20m ，井壁稳定难度大[6-7]。

大型钻井平台“海洋石油981”进出船坞操作分析作者：孙本荣来源：《中国水运》2020年第07期摘要：本文以大型钻井平台“海洋石油981”为例，介绍了钻井平台进出船坞前的准备工作、操作过程，对钻井平台进出船坞操作风险、难点进行分析，提出了进出船坞操作需注意的问题，供业内同行参考。

关键词：“海洋石油981”钻井平台;船坞;拖轮;风险管控中图分类号：U675 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2020）07-0115-03随着世界上石油钻井平台数量的增多，钻井平台出现故障也在增多。

为使钻井平台持久正常的工作，保障钻井平台和海洋环境的安全，需要定期进船坞进行维修和保养。

近几年来，烟台中集莱福士船厂为世界上多家石油公司鉆井平台进行了维修和保养，“海洋石油981”钻井平台就是其中之一（图1），烟台港引航站负责承担该钻井平台进出船坞的引航任务。

1船坞和钻井平台概况1.1船坞概况烟台中集莱福士船厂大型船坞开口向南正对港池，船坞门可以控制船坞内水位。

船坞基础数据资料见表1所示。

1.2“海洋石油981” 钻井平台概况“海洋石油981”钻井平台（以下简称平台），于2008年4月开工建造，是中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台，也是世界上首次按照南海恶劣海况设计的钻井平台。

它整合了全球一流的设计理念和装备，选用了最高动力定位级别DP3动力定位系统，1500米水深内锚泊定位，入级中国船级社（CCS）和美国船级社（ABS）双船级。

平台的建成，标志着中国在海洋工程装备领域已经具备了自主研发能力和国际竞争能力。

平台进出船坞时状况参数见表2所示。

2进船坞前的准备（1）调整平台吃水。

平台进港先靠在莱福士船厂10号码头，为满足进船坞要求，要卸掉平台底部的所有螺旋桨和部分平台设备，使平台进坞吃水为8.6米;出船坞前同样要卸掉一些维修保养等设备，不增加平台吃水。

（2）现场沟通协调。

平台进出船坞前，引航站相关负责人与主领引航员一起到现场查看，了解船厂需求，修订引航方案，提出引航操作需求，沟通操作流程配合。

井眼轨道井身结构钻具组合设计书一、基本数据1、井位：(1) 井口地理位置：(2) 构造位置：(3) 井位坐标：井口O 纵X： 4 127 560.03m 横Y： 20 630 236.82m靶点A 纵X： 4 127 325.00m 横Y： 20 630 350.00m靶点B 纵X： 4 127 225.00m 横Y： 20 630 398.16m2、井别：生产井 (油藏评价斜井)3、设计垂深： 2370.00m，A靶垂深2125.00m，B靶垂深2265.00m，A～B靶间水平距离111.99m。

4、完钻层位：沙三上。

5、钻探目的：7、下套管原则：表层套管：(1)直径273.1mm 钢级J55 壁厚9.65mm 表层套管，预计下入深度300m，具体要求执行钻井工程设计。

(2)水泥返高：返至地面。

油层套管：(1)直径139.7mm 钢级N80 壁厚9.17mm 油层套管，阻流环下过相当于官2-斜2井2433.60～2480.50m上油层下含油水层以下20m，具体下入深度测井后由现河采油厂地质所确定。

(2)短套管：预计下入短套管2根，具体下入深度测井后确定。

(3)水泥返高：返至最上一层油气层、油水同层、含油水层顶界以上200m。

二、设计地质剖面1、设计井及依据井地层分层：地层名称设计井号依据井号界系统组段官2-斜22 官7-斜49 官2-斜2底垂深(m)厚度(m)底深(m)含油井段(m)底深(m)含油井段(m)新生界第四系更新统平原组275.00 275.00 未测274.00新近系上新统明化镇组960.00 685.00 972.00 962.00中新统馆陶组1395.00 435.00 1387.00 1398.00古近渐新东营组1760.00 365.00 1836.00 1794.00 沙河街组沙一段1990.00 230.00 2052.00 2006.00沙二段2165.00 175.00 2190.00 2170.00沙三上2370.00(未穿)205.00 2440.002352.0～2382.02481.002283.4～2480.5 沙三中2596.002522.6～2525.32511.00沙三下2742.002625.0～2630.8沙四上纯上亚段2833.00纯下亚段2922.00沙四下3008.00系统代表整合代表不整合代表假整合断层2、邻井测井及钻探成果：官7-斜49井井口位于设计井井口方位：149°距离：529m。

技术员井控应知应会题库一、填空题1、相关注水深度在（1000）m以内的注水井，其注水井对应井口压力控制在（2. 0）MPa以内。

2、相关注水深度在（1001～1500）m的注水井，其注水井对应井口压力控制在（2.50～3.0）MPa。

3、相关注水深度在（1501～2000）m的注水井，其注水井对应井口压力控制在（3.0～4.0）MPa。

4、相关注水深度在（2001～3000）m的注水井，其注水井对应井口压力控制在（4.0～5.0）MPa。

5、本岗位的井控巡检路线：（井控装置）→（循环罐区）→（坐岗房）→（储备罐）→（录井房）→（泥浆房）→（值班房）。

6、溢流发生的主要原因：（泥浆密度低）（抽吸）（液柱高度不够）。

7、根据设计井的地面环境条件和工艺技术难度，将井控风险级别划分为（一级）、（二级）和（三级）井控风险井。

8、在高危地区实施的重点井，在危险地区实施的高含硫井属于（一级）井控风险井。

9、在危险和一般地区实施的重点井（不包括高含硫井）；在高危地区实施的常规井属于（二级）井控风险井。

10、在危险和一般地区实施的常规井属于（三级）井控风险井。

11、防喷器安装完后，要校正井口、转盘、天车中心，其偏差不大于（10）mm。

闸板防喷器要用（4）根直径不小于（16）mm的钢丝绳对角绷紧固定。

12、闸板防喷器应装齐手动操作杆，靠手轮端应支撑牢固，其中心与锁紧轴之间的夹角不大于（30°）。

挂牌标明开、关方向和到底圈数。

13、远程控制台安装在面对井架大门左前方，距井口（25m）以外，距放喷管线应有（2m）以上距离，并在周围留有宽度不小于（2m）的人行通道，周围（10m）内不得堆放易燃、易爆、腐蚀物品。

14、管排架或管线盒与防喷管线及放喷管线的距离不小于（1m），车辆跨越处应装（过桥盖板）；不允许在管排架上堆放杂物或作为电焊接地线和焊割作业。

15、远程控制台和司钻控制台气源专线供给，气源压力为（0.6～0.8）MPa；储能器油压设定为（17.5～21）MPa；管汇的二次油压设定为（10.5）MPa；万能防喷器油压设定为（8.5～10.5）MPa；司钻控制台与远程控制台压力值的误差不超过（1）MPa。

硬地层取心规范硬地层取心工具包括Y-8120（常规）、Ym-8115(硬密闭)、Yb-8100（硬保形）、Y-670（6"小井眼）、D-8120（定向井取心）五种类型，主要适合于东营组（2000m以下）、沙河街组、古潜山以下中硬到硬地层的取心作业。

一、推荐取心常用钻具组合的选择φ311.1mm井眼8-15/32"CORE-BIT+7"CORE-BARREL ASSEMBL Y +X/O(411×630)+8"DC1+12"STB+8"DC8+8"(F/J+JAR) +X/O +5"HWDP14φ215.9mm井眼8-15/32"CORE-BIT+7"CORE-BARREL ASSEMBL Y + 6-1/2"DC1 + 8-3/8"STB + 6-1/2"DC8+6-1/2"（F/J+JAR）+5"HWDP4+X/O+5-1/2"DPφ152.4mm井眼（Y-670工具）6" CORE-BIT +4 3/4" CORE-BARREL ASSEMBL Y +4-3/4"DC9+ 4- 3/4"(F/J+JAR)+ X/O + 3 1/2"HWDP具体组合应根据现场井下实际工况由平台领导、钻井监督、泥浆监督、地质监督、取心服务人员共同协商确定。

二、作业参数推荐：Y-8120、Yb-8100、Ym-8115、D-8100取心工具作业参数如下：取心工程师有义务和权利根据实钻情况对上述参数进行合理的变更与调整。

三、施工流程图工具组装——井口检查——下钻——循环清洁井底（初探井底）——投球——造心——取心钻进——割心——起钻——出心——岩心丈量分析——工具维修保养四、施工作业规程1、井身质量符合设计要求，取心前要通井，起下钻遇阻、遇卡井段必须处理正常。

屹立深海的中国力量：海洋石油981钻井平台全解读集高精尖技术于一身据中海油方面提供的资料，世界范围内，类似“海洋石油981”的平台大约有17到18艘。

中海油深水钻井船工程项目组项目副总经理粟京表示，论综合能力，“海洋石油981”可以处于前三。

“海洋石油981”整合了全球一流的设计理念、一流的技术和装备，因此它集“高精尖”技术于一身，其中尤以六大“世界之最”最为典型。

“海洋石油981”之所以能在海上风浪较大的深水区保持不动又准确无误地打井，是因为它首次采用动力定位和锚泊定位的组合定位系统。

简单说，就是在1500米水深海区，用抛锚方式固定平台；在3000米水深海区，抛锚鞭长莫及，就采用动力定位，即在精确计算的基础上，靠8个推进器的反作用力抵消风、浪、流等对船体的作用力，达到平衡定位目的。

这样二位一体的组合定位，国际上没有先例。

该系统让“海洋石油981”成为惊涛骇浪中的“定海神针”，确保平台全天候作业。

“海洋石油981”的中控室，相当于整个钻井平台的“大脑”。

动力定位师靠操作中控室里一排排的按钮将自重为3.1万吨、可变载荷9000吨的“海洋石油981”航行定位，可以保证游离但不偏离一米。

“海洋石油981”最关键的部件之一，便是位于船体最下方，分列4个角落的8个螺旋桨。

在电脑控制系统精确的分析计算下，螺旋桨各方位恰当运转，才使得钻井平台不会“随波逐流”。

即使任何两个螺旋桨失效，平台也会在其它螺旋桨的“借力补力”下，正常运转。

此外，“海洋石油981”首次采用南海200年一遇的风浪参数对平台的总强度和稳性进行校核，平台可以在南海恶劣海况条件下高效安全作业；又如，“海洋石油981”上首次成功研发的世界顶级超高强度R5级锚链，在不增加重量的基础上比R4级增加了100多吨的拉力，平台在调试中曾遇到两次风力超过15级强台风的袭击，抛锚状态下的平台稳若磐石，没有位移，R5锚链起了关键性的作用。

“海洋石油981”还首次采用最先进的本质安全型水下防喷器系统，可预防类似墨西哥湾重大漏油灾难的发生。