建筑工程管理钻井工程计算精编.docx
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建筑工程管理钻井工程计算精编
（建筑工程管理）钻井工程计算
1．某井用Φ127mm钻杆（372.4N/m）2200m，Φ184.20mm钻铤（1737N/m）60m、Φ158.8mm钻铤（1328N/m）100m及Φ216mm钻头，钻井液密度1.2g/cm3。
钻进时加钻压180kN，套管钢材密度为7.8g/cm3，求中性点位置。
（10分）
[解]：
①0.846
②88.17千牛<180千牛，
故中性点落在Φ158.8mm的钻铤上
③设中性点高度（距井底距离）为米
=60+81.736=141.736米
2．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某壹井深时的泵压为18MPa，所用排量为30l/s，钻井液密度为1.3g/cm3。
此时循环系统的循环压耗系数Kl=0.0223MPa（l/s）1.8。
已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试判断：
此时钻头上喷嘴直径是多大?
（14分）
[解]：
①=10.19MPa
②由
得：
MPa
③由
得：
=1.1cm=11mm
3．某井使用密度为1.3g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。
（1）求压井用的钻井液密度；
（2）已知上壹层套管下深2500m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体仍没有上窜到套管环空内，求允许的最大关井套压。
（12分）
解：
（1）压井所需要的钻井液密度：
g/cm3
（2）允许的关井套压
故MPa
4．某井钻至2400m井深时，测得井斜角30，井斜方位角100。
使用具有壹定造斜率的弯外壳马达继续钻进120m后，测得井斜角35，井斜方位角75。
现打算利用该造斜工具再继续钻进某壹深度后使井斜角达到40，井斜方位角达到50。
求此时造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？
扭方位的井段长度为多少？
（14分）
解：
=cos30cos35+sin30sin35cos（75-100）=0.969
1=14.23
（/30m）
=cos35cos40+sin35sin40cos（50-75）=0.962
=15.92
=50-75=-25
=-arccos0.1397=-81.97
m
5.某井钻进至井深3000m处发生井涌，此时所用钻井液密度为1.20g/cm3，关井立管压力为5.0MPa，关井套管压力为6.5MPa，求：
（1）产层的地层压力PP；
（2）压井应该用的钻井液密度；
答案：
（1）（MPa）
（2）k=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm3）
6．某井用Φ127mm钻杆（372.4N/m）2200m，Φ184.20mm钻铤（1737N/m）60m、Φ158.8mm钻铤（1328N/m）100m及Φ216mm钻头，钻井液密度1.2g/cm3。
钻进时加钻压180kN，套管钢材密度为7.8g/cm3，求中性点位置。
（10分）
[解]：
①0.846
②88.17千牛<180千牛，
故中性点落在Φ158.8mm的钻铤上
③设中性点高度（距井底距离）为米
=60+81.736=141.736米
7．某井使用密度为1.3g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。
（1）求压井用的钻井液密度；
（2）已知上壹层套管下深2500m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体仍没有上窜到套管环空内，求允许的最大关井套压。
（12分）
解：
（1）压井所需要的钻井液密度：
g/cm3
（2）允许的关井套压
故MPa
8．（10分）某井用12.25in钻头钻进至2000米，钻井液密度为1.25g/cm3，钻压为180kN，井斜角为6º，钻具组合为：
9in钻铤（qc=2847N/m）27m+7in钻铤（qc=1606N/m）54m+6.5in钻铤（qc=1362N/m）81m+5in钻杆1838m，求中性点所处的井深。
（钻柱钢材密度按7.8g/cm3计算）
解:
．设中性点落在6.5in钻铤上，高度为x米
根据中性点的定义，有：
解得：
中性点井深为：
9．（12分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到井深2000m时，排量为30L/s，循环压耗为5Mpa，钻进到2500m时所用排量为28L/s，循环压耗为5.5Mpa。
现计划保持排量不变，用18MPa的泵压钻到3000米，钻井液密度为1.3g/cm3，钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试设计喷嘴直径。
解:
（1）求循环压耗系数：
解得：
（2）求3000米处的循环压降
（3）求钻头压降：
（4）求喷嘴直径：
2.801（cm2）
10．（13分）某井使用密度为1.35g/cm3的钻井液钻至3800m时发生井涌，关井后求得关井立立管压力为4MPa，关井套管压力为5.5MPa。
（1）求地层压力；
（2）求压井用的最小钻井液密度；
（3）已知上壹层套管下深2500m，该处地层破裂压力试验时钻井液密度为1.20g/cm3，漏失压力PL=10.5MPa，开裂压力PR=11.8MPa，传播压力PrRo=10.2MPa，假设侵入井眼的地层流体仍没有上窜到套管环空内，求不发生井漏允许的最大关井套压。
解:
（1）求地层压力：
（2）求压井最小钻井液密度：
（3）求最大允许关井套压：
解得：
11．（13分）某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为PL=6.9MPa，此时井内钻井液密度为1.15g/cm3。
再次开钻后继续钻进至井深3000m处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm3，关井立管压力为5MPa，套管压力为6.5MPa，假设此时环空内钻井液密度均匀，
求：
（1）产层的地层压力PP；
（2）压井应该用的钻井液密度；
（3）最大允许关井套压。
.[解]：
①kPa
②g/cm3
③kPa
环空内钻井液平均密度为
g/cm3
则最大关井立管压力为
kPa=6.9098MPa
12．（11分）A井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜知道：
=12°,=80°。
继续钻进至1800m，测斜得：
=16°，=150°。
现拟用该造斜工具在保持变井斜角不变的情况下将方位扭转到=120°，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。
[解]：
①②
因为：
=120°<=150°
所以：
③
/m
④
13．（11分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某壹井深时的泵压为18MPa，所用排量为30L/s，钻井液密度为1.3g/cm3。
已知钻头上使用3个11mm的等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试求：
此时循环系统的循环压耗系数Kl。
．[解]：
①cm2
②MPa
③由
得：
MPa
④由得：
MPa（l/s）1.8
14．某井钻至4000m处发生井涌，此时钻井液密度为1.2g/cm3，关井立管压力5MPa，套压6.5MPa，
求：
（1）地层压力；
（2）求压井用的钻井液密度；
（3）已知上壹层套管下深2500m，此处地层破裂压力当量泥浆密度为1.98g/cm3，求允许最大关井套压；
（4）推荐使用的压井方法。
[解]：
①kPa
②g/cm3
③kPa
环空内钻井液平均密度为
g/cm3
则最大关井立管压力为
kPa=20.061MPa
④推荐使用司钻法，即俩周循环压井法：
第壹周用原浆循环，第
二周用配好的重钻井液。
15．某井用Φ127mm钻杆（372.4N/m）2200m，Φ158.8mm钻铤（1328N/m）150m及Φ212mm钻头，钻井液密度1.2kg/l。
钻进时加钻压180kN，求中性点位置。
[解]：
①0.846
②164千牛<180千牛，故中性点落在钻杆上
③设中性点高度（距井底距离）为米
=200.786米
16．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某壹井深时的泵压为18MPa，所用排量为30l/s，钻井液密度为1.3g/cm3。
此时循环系统的循环压耗系数Kl=0.0223MPa（l/s）1.8。
已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试判断：
此时钻头上喷嘴直径是多大?
[解]：
①=10.19MPa
②由
得：
MPa
③由
得：
=1.1cm=11mm
17、（12分）某井“二开”拟采用”钻头钻进，且用塔式钻具防斜，井斜角控制在3°以内。
设计钻压160KN，钻井液密度1.2g/cm3。
现已选用钻铤：
9”（qc1=2860N/m）27米，7”钻铤（qc2=1632N/m）54米，仍需多长的”钻铤（qc3=1362N/m）。
（安全系数取1.20，钻铤钢材密度取7.8g/cm3）。
1、解题要点：
（1）
（2）
（3）米，取6根钻铤共54米。
18、（12分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某壹井深时的泵压为18MPa，所用排量为30l/s，钻井液密度为1.3g/cm3。
此时循环系统的循环压耗系数Kl=0.0223MPa（l/s）1.8。
已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试判断：
此时钻头上喷嘴直径是多大?
2、解题要点
（1）MPa
（2）=18-10.165=7.835MPa
（3）
（4）（mm）
19、（13分）某井钻至2600米井深时，测得井斜角35°，井斜方位角75°。
现打算利用造斜率为3.6°/30m的弯外壳马达继续钻进某壹深度后使井斜角达到40°，井斜方位角达到50°。
求造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？
扭方位的井段长度为多少？
3、解题要点
（1）
度
（2）
（度）
（3）（米）
20、（13分）某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为PL=6.9MPa，此时井内钻井液密度为1.15g/cm3。
再次开钻后继续钻进至井深3000m处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm3，关井立管压力为5MPa，套管压力为6.5MPa，假设此时环空内钻井液密度均匀，求：
（1）产层的地层压力PP；
（2）压井应该用的钻井液密度；（3）最大允许关井套压。
4、解题要点
（1）（MPa）
（2）=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm3）
（3）（解题过程略）
21、（12分）某井准备用”牙轮钻头从2000米钻进至2500米。
钻井泵的排量为30升/秒，泵压为18MPa。
进行循环压耗试验得：
m=5.5×10-6，a=5.7×10-3。
钻井液密度为1.15g/cm3。
试计算钻头水力参数（计算井深取2500米）。
1、解：
（1）MPa
（2）MPa
=274.02kw
22、（15分）某井在二开钻至井深2500米处发生井涌，当时钻井液密度为1.25g/cm3，随即关井测压，测得关井立管压力为5MPa，关井套管压力为5.85MPa。
已知表层套管下深1050米，套管鞋处的地层破裂压力梯度为1.95g/cm3。
求：
（1）压井所需要的钻井液密度；
（2）在长期关井且不放气的情况下井底可能达到的最高压力。
解：
（1）（MPa）
（2）=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm3）
（3）（解题过程略）
23、（13分）某井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜知道：
=12°，=80°。
继续钻进至1800m，测斜得：
=16°，=150°。
现拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到=120°，求造斜工具的装置角（不考虑反扭角）和扭方位井段长度。
解：
（1）
度
（2）
（度）
（3）（米）
24、（10分）某井用Φ127mm钻杆（372.4N/m）2200m，Φ184.20mm钻铤（1737N/m）60m、Φ158.8mm钻铤（1328N/m）100m及Φ216mm钻头，钻井液密度1.2g/cm3。
钻进时加钻压180kN，套管钢材密度为7.8g/cm3，求中性点位置。
解
（1）
（2）
米
米
25．（15分）某井下套管至1000m后固井做漏失试验，测得漏失压力为PL=6.9MPa，此时井内钻井液密度为1.15g/cm3。
再次开钻后继续钻进至井深3000m处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm3，关井立管压力为5MPa，套管压力为6.0MPa，假设此时环空内钻井液密度均匀，
求：
（1）产层的地层压力PP；
（2）压井应该用的钻井液密度；
（3）最大允许关井套压。
[解]：
①kPa
②g/cm3
③kPa
环空内钻井液平均密度为
g/cm3
则最大关井立管压力为
kPa=6.9098MPa
26．（15分）A井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m测斜知道：
=12°，=80°。
继续钻进至1800m，测斜得：
=16°，=150°。
现拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到=120°，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。
[解]：
①
②
因为：
=120°<=150°
所以：
③
/m
④
25．（15分）1．某井用Φ127mm钻杆（372.4N/m）2200m，Φ184.20mm钻铤（1737N/m）60m、Φ158.8mm钻铤（1328N/m）100m及Φ216mm钻头，钻井液密度1.2g/cm3。
钻进时加钻压180kN，套管钢材密度为7.8g/cm3，求中性点位置。
[解]：
①cm2
②MPa
③由
得：
MPa
④由得：
MPa（l/s）1.8
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