现代钻井技术理论试题与答案文档格式.docx

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（9）随钻测量技术：

MWD、LWD、SWD，无磁、有磁测量，低压钻井的信息传输；

（10）水平井钻井液：

井眼净化、井眼稳定性；

（11）水平井固井技术：

套管的下入、套管居中、选择性固井；

（12）水平井压裂改造增产技术；

（13）径向水平井钻井系统研究。

4、水平井有那几种井眼类型？

简述超短半径水平井的实现方法。

几种井眼类型：

（1）长曲率半径：

R≥400m，1-2︒/10m；

（2）中等曲率半径：

R=120-350m，6︒/10m；

（3）短曲率半径：

R=8-16m，1-10︒/m；

（4）超短曲率半径：

R≤0.3m。

超短半径径向水平井的实现方法：

简称URRS——UltraShort-RadiusRadialHorizontalDrillingSystem；

是一种新型钻采方法，钻直井到产层，扩眼，下入斜向器，生产管通过斜向器由垂直方向转向水平方向的弯曲半径≤0.3米，生产管前接喷嘴，其特点是采用水力喷射钻井，可以在一个水平面上完成多个水平辐射井眼；

特别适合老井的单井增产、老井重入、提高采收率。

5、简述短半径侧钻水平井技术的优点、设计原则。

优点：

（1）使套损井、停产井等死井复活；

（2）改善油藏开采效果；

（3）有效开发各类油藏；

（4）提高采收率及油井产量；

（5）充分利用老井井眼、老井套管、老井井场及地面设备；

（6）降低综合开发成本；

（7）有利于环境保护。

设计原则：

（1）利于钻采目的的效益为主原则；

（2）利于快速钻井的最小成本原则；

（3）利于开窗及侧钻实施的技术优先原则；

（4）利于优质钻井的第一原则。

6、如何确定侧钻水平井开窗位置，简述套管开窗的常用方法。

开窗位置确定：

（1）对原井油层套管试压，憋压10MPa，30min压力不降为合格；

（2）应满足井眼轨迹控制要求；

（3）原井井斜、方位角及井眼轨迹有利于侧钻；

（4）应避开原井套管接箍和套管扶正器，选在完好的套管本体上；

（5）应避开原井事故井段和套管损坏井段；

（6）避开复杂坚硬地层，选固井质量好、地层易钻且较稳定的（砂岩）井段。

开窗方法：

（1）地锚斜向器开窗：

原井套管中下入地锚斜向器，用开窗工具（复式铣锥）在套管上开出窗口，然后再用侧向钻具钻出新井眼。

（2）套管段铣器开窗：

将原井眼的一段套管用段铣器铣掉，然后注水泥填井，再用侧钻钻具钻出新井眼。

7、什么是大位移井？

为什么要钻大位移井？

大位移井定义：

（1）国际定义：

井的水平位移和垂深之比大于2，且航行角大于60o的定向井；

（2）国内定义：

垂直井深2000米以上，垂直井深和水平位移之比为1：

2以上的井为大位移井。

钻大位移井的目的和意义：

（1）开发海上油气田：

节省建造人工岛或固定平台等的投资；

（2）开发近海油田：

距海岸10km左右的油田，可从陆地开发；

（3）用大位移井代替海底井：

不用海底设备，从而节省投资；

（4）开发不同类型的油气田，提高经济效益：

小断块或几个不相连的小断块油气田，可钻1口或2口大位移井开发；

若几个油气田或油气层不在同一深度、方位，可钻多目标三维大位移井开发，节省投资，便于管理；

（5）开发老油气田：

利用原有基础设施钻大位移井，可加速油田探边和开发，缩短产油周期，扩大泄油半径，提高单井产量，增加井的寿命，提高最终采收率；

（6）保护环境：

在环保要求比较高的地区钻大位移井，可满足环保要求。

8、和常规水平井相比，钻大位移井有哪些技术难题？

技术难题：

（1）井身设计：

是一个不断调整的过程，要求广泛地优化所有有关的参数，尽量增大延伸距离，降低扭矩、摩阻和套管磨损，提高管材、钻具组合和测量工具的下入能力，最重要的是保证不要超过钻柱的摩阻和扭矩极限；

（2）扭矩（torque）分析计算及降扭措施；

（3）摩擦阻力分析计算及降阻措施；

（4）钻柱设计及钻柱的选择；

（5）套管设计及通过能力分析；

（6）井眼稳定性：

特点是钻井液密度安全范围较窄，页岩水化机会大，抽汲作用的影响较大以及当量循环密度较高等；

关键是准确预测斜井段使井眼稳定所需要的泥浆密度；

方法是根据理论模型和邻井资料来预测各井段的泥浆密度；

（7）钻井水力参数和井眼净化分析；

（8）完井可行性分析。

9、钻大位移井，降低钻柱扭矩的措施有那些？

（1）优化井身剖面的设计和实施；

（2）提高泥浆的润滑性，采用油基泥浆，加润滑剂等；

（3）出现扭转力时，可考虑使用旋转反馈系统来降低扭力；

（4）做好钻头的选择和BHA的设计；

（5）加强钻具接头应力平衡和使用高扭矩的螺纹脂增加钻柱的抗扭矩能力；

（6）使用整体式叶片增加井眼的清洁度，从而降低由碎屑引起的机械扭矩；

（7）使用减少扭矩的工具，如不转动钻杆护箍、钻柱降扭短接等。

10、钻大位移井，降低管柱摩阻的措施有那些？

（1）优化钻井泥浆的润滑性和井身剖面；

（2）使用降低摩擦的钻杆保护器；

（3）优化钻杆设计，降低屈曲程度；

（4）使用复合钻柱；

（5）在近垂直井段使用厚壁钻杆，增加钻柱强度。

（6）使用旋转顶部驱动系统。

（7）通过优化浮鞋，套管浮箍以及套管旋转方案，降低套管阻力。

11、什么是多分支井？

和普通定向井、水平井相比，多分支井有什么特点？

多分支井定义：

多（底）分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼（二级井眼），甚至再从二级井眼中钻出三级子井眼。

主井眼可以是直井、定向斜井，也可以是水平井。

分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式分支井眼。

多分支井特点：

（1）油藏工程方面：

增大油藏的裸露面积，提高泄油效率，改善油流动态剖面，降低锥进效应，提高重力泄油效果，纵向调整油藏的开采，可以使用于多种油气藏的经济开采；

（2）钻井工程方面：

减少无效井段，减少钻井设备的搬迁；

节约套管、泥浆费用；

充分利用海上平台井口槽，降低了平台建造费用；

（3）地面工程方面：

由于地面井口的减少，相应的土地使用面积、地面管汇建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益；

多分支井缺点：

（1）完井风险，可能丢失分支井眼，沟通不了油藏；

（2）增加泥浆对油层的浸泡时间，可能造成油藏伤害；

（3）在分支井眼洗井作业时，因各分支井眼不同的要求，可能牵涉到的过程较复杂；

（4）操作费开支由于风险因素的存在而无法完全确定。

12、按TAML分级体系，多分支井分有几级？

各级的区别是什么？

TAML分级体系：

（1）一级完井：

主井眼和分支井眼都是裸眼。

侧向穿越长度和产量控制是受限的。

完井作业不对各产层分隔也不能对层间压差进行任何处理；

（2）二级完井：

主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。

主－分井筒连接处保持裸眼或者可能的话在分支井段使用“脱离式”筛管（‘drop-off’liner），即只把筛管（衬管）放入分支井段中而不和主井筒套管进行机械连接。

和一级完井相比可提高主井筒的畅通性并改善分支井段的重返潜力。

（3）三级完井：

主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。

三级完井提供了连通性和可及性。

分支井衬管通过衬管悬挂器、快速连接系统（Rapidconnect）或者其他锁定系统固定在主井眼上，但不注水泥。

主-分井筒连接处没有水力整体性或压力密封，但是却有主-分井筒的可及性。

（4）四级完井：

主井眼和分支井眼都下套管并注水泥，提供了机械支撑连接，但没有水力的整体性。

分支井的套管也可由水泥固结在主套管上的。

主井眼和分支井都可以全井起下进入。

（5）五级完井：

五级完井具有三级和四级分支井连接技术的特点，还增加了可在分支井衬管和主套管连接处提供压力密封的完井装置。

可以通过在主套管井眼中使用辅助封隔器、套筒和其他完井装置来对分支井和生产油管进行跨式连接（Straddle）以实现水力隔离。

从主井眼和分支井眼都可以进行侧钻。

（6）六级完井：

连接处压力整体性可通过下套管取得，而不依靠井下完井工具。

六级完井系统在分支井和主井筒套管的连接处具有一个整体式压力密封。

一个耐压密封的连接部，是为了获得一个整体密封特征或整体成形或可成形金属设计，这在海洋深水和海底（Subsea,水下）安装中将是有价值的。

13、在地层中图示多分支井井眼几何类型，说明各种类型的用途。

使用于（用途）：

（1）有多个目的层的油藏：

互不连通的油藏，封隔的断块，高质量砂岩；

（2）尺寸受限制的油藏：

透镜体，受断层所限制的油藏；

（3）多种泄油模式：

通过老井重钻，控制油流的位置；

（4）多层油藏：

在不同的油层中获得不同的产油能力；

（5）增加已投产井的产量：

重钻多底井/分支井；

（6）处理油藏的地质问题：

穿过断层或页岩隔层；

（7）限制水和气的产量：

减少锥进，降低压力消耗。

14、多分支井钻井要重点解决的关键技术有哪些？

关键技术：

（1）如何实现主井眼和分支井的分支连接；

（2）力学完整性，分支连接处要求一定的机械稳定；

（3）水力完整性，分支连接处要求一定的液压密封；

（4）再进入能力，如何实现选择性进入各分支井眼或主井眼；

（5）套管准确到位，要求更精确的井眼轨迹；

（6）油藏配伍性，生产机理。

15、什么是几何导向？

什么是地质导向？

几何导向：

几何导向的任务就是对钻井井眼设计轨道负责，使实钻轨道尽量靠近设计轨道，以保证准确钻入设计靶区（由于地质不确定度带来的误差，原设计靶区可能并非是储层）。

在地质导向技术问世之前，常规的井眼轨道控制技术均应属于几何导向范畴。

地质导向：

用地质准则来设计井眼的位置，对准确钻入油气目的层负责。

用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置。

16、简述地质导向钻井系统的主要功能。

地质导向的任务就是对准确钻入油气目的层负责，为此，它具有测量、传输和导向三大功能，具体为：

（1）近钻头地质参数（电阻率、自然伽玛）和工程参数（井斜角）测量，用无线短传技术把近钻头测量信息越过导向马达传至MWD（LWD）并进一步上传；

（2）用随钻测量仪器（MWD）或随钻测井仪器（LWD）作为信息传输通道，把所测的井下信息（部分）传至地面处理系统，作为导向决策的依据；

（3）用井下导向马达（或转盘钻具组合）作为导向执行工具；

（4）地面信息处理和导向决策软件系统，将井下测量信息进行处理、解释、判断、决策，指挥导向工具准确钻入油气目的层。

17、旋转导向钻井系统的突出优点是什么？

从工作方式和原理区分，可将旋转导向钻井系统分为哪几种类型？

突出优点：

（1）井下闭环带来高质量的井眼轨迹，可消除滑移模式，打出更平滑的井眼；

（2）避免螺旋状井眼和井眼弯曲（HoleSpiraling&

WellboreTortuosity）；

（3）旋转导向避免滑动钻进，降低磨阻，净化井眼，可防止岩屑堆积和轴向震动（CuttingBuildup&

AxialShock）；

（4）特殊钻井需要，如高难度大位移井、设计师井等具有复杂结构的特殊井；

（5）井深超过1万米，扩大勘探开发面积，节省平台和投资；

（6）油藏导航“ReservoirNavigation”，即在复杂油藏中导向钻井；

（7）调整工具面不耗费时间，钻速是滑动导向的一倍。

几种类型：

（1）AutoTrak或RCLS—SteerableRotaryCloseLoopdrillingSystem；

（2）PowerDrive；

（3）RCDOS—RemoteControlledDynamicOrientatingSystem。

18、简述一种旋转到向钻井系统的工作原理和系统组成。

工作原理：

流场变向器原理

系统组成：

测量系统、控制系统、执行机构、双向通信系统、地面监控系统。

19、随钻测量系统可区分为哪几大类？

各类系统采集的信息的主要作用是什么？

随钻测量系统分类：

MWD——measurewhiledrilling；

EM.MWD——eleetronicmeasureMWD；

FE.MWD——formtionEvaluationMWD；

DWD——Diagnostic-While-Drilling；

LWD——loggingwhiledrilling；

SWD——seismicwhiledrilling；

GST——GeosteeringTool。

随钻测量参数：

井斜、方位、工具面、井下钻压、井下扭矩、马达转速；

井下振动、伽马射线、地层电阻率、密度；

方位中子密度、中子孔隙度、环室温度；

探测各种异常地层压力、预测钻头磨损状况；

探测井下异常情况及故障分析；

通过井下存储可实现测井的全井图像分析。

20、简述随钻地震的工作原理。

随钻地震的工作原理：

在油气钻井过程中，钻头和井底岩石相互作用产生振动，形成钻头波场，钻头震源波一部分能量沿着钻杆自下而上传播形成参考信号，而钻头震源波的其余能量则经地层传播，以直达波和反射波的形式传播到地面，布置在地面的检波器接收到来自地层的各种地震波（包括多种干扰波），通过处理和解释即可获得和常规地震解释类似的有关地层参数的结果，这就是随钻地震。

21、小井眼钻井的主要优点是什么？

结合个人的认识或所在油田的实际情况，浅谈小井眼钻井使用的前景。

（1）节省钻井费用：

大量钻井实践表明，小井眼比常规井节约钻井费用30—75%。

（2）有利于环境保护：

小井眼占用耕地少，排放废料，废气少，噪声小。

（3）机动性能好：

小井眼钻机设备轻便，机动性能好，特别适用于边远地区，复杂地面条件油气田（如海滩，沼泽，沙漠，戈壁，山区，丛林，城市）。

使用的前景：

（1）对外开放和市场经济的需要；

（2）钻井成本占整个石油工业总投资的55～80%，使用小井眼钻井节省投资；

（3）我国人口众多，土地资源贫乏，钻井占用耕地和环境污染的问题非常突出；

（4）东部油气田有大量老井需要挖潜改造，打加深井，侧钻井，水平延伸井等都可使用小井眼钻井；

（5）西部油气田沙漠，戈壁和边际油田的勘探井使用小井眼可以减少风险投入；

所以小井眼钻井有广泛的使用前景。

22、和常规钻井相比，小井眼钻井的技术关键是什么？

技术关键：

（1）井控：

环空水利学，井涌早期检测，动态压井技术，高精度、高灵敏度压力、流量检测仪器；

（2）钻具选择及钻柱力学特性：

钻柱动力学，钻柱强度，钻柱减震，钻柱稳定性；

（3）钻井液及固控：

无固相钻井液，低密度钻井液，钻井液的润滑性；

（4）钻头：

单牙轮钻头，热稳定金刚石钻头（TSD），PDC钻头，取心钻头，抗偏型PDC钻头；

（5）钻井参数的优选：

喷射钻井在小井眼中的使用，井底当量泥浆密度；

（6）连续取心技术及岩心分析和解释处理技术：

现场岩心快速分析处理；

（7）完井方法和固井技术研究：

小间隙固井质量，小井眼电测，试井，采油，修井，增产作业。

23、为什么要进行低压欠平衡钻井？

目前国内推广使用欠平衡钻井最根本的原因是什么？

原因：

（1）常规钻井方法根本打不成的井，漏、喷、塌、卡等事故严重到无法克服的地步；

（2）打了井不见油气显示，导致勘探开发失败；

（3）打了井产油气太少，导致勘探开发低效；

（4）常规钻井方法成本太高，事故多，效率低，钻井困难；

（5）提高钻速4至10倍；

（6）提高油井增产3倍以上。

根本原因：

保护油气层，提高钻速。

24、低压欠平衡钻井有待继续发展和改造的技术重点有哪些？

技术重点：

（1）能够安全，顺利地完成油气层井段钻井，完井作业；

（2）具有良好的保护油气层的能力；

（3）能够适应深井和长水平井段水平井；

（4）能够适应高渗，特高渗裂缝性储层，克服“负压差置换性漏失”；

（5）能够对付复杂的多压力体系；

（6）能够有效的克服井壁失稳；

（7）能够提供及时的，准确的动态试井；

（8）设备简化，便于使用，降低成本；

（9）低压钻井和水平井相结合；

（10）更好的经济效益和更宽的使用范围；

（11）低压欠平衡钻井配套的完井技术；

（12）配套的气体流体测井，地质录井及增产改造技术。

25、简述液动冲击回转钻井的基本原理。

在常规钻柱钻头上接一个专用冲击器（约2米长）。

它是以循环的钻井液为动力，驱动一重锤上下振动，产生轴向冲击载荷；

冲击载荷直接作用于钻头并通过钻头将冲击能量传递给井底岩石，其在井底岩石中产生的冲击力可达几吨到几十吨（可调），冲击频率可达80Hz以上（可调），这种冲击载荷远远超过了岩石的破碎强度；

加上回转产生的剪切岩石的作用，破碎岩石的效果显著提高。

26、冲击钻的主要特点是什么？

特点：

（1）它要求的钻压很小，小于使钻柱失稳弯曲的临界钻压，从而消除了因钻柱弯曲而引起的井斜。

（2）由于钻压很小，且由于其破岩方式改变为以轴向冲击破岩为主，钻头和地层相互作用而在钻头上产生的侧向力将大大减小，从而起到进一步防止井斜的作用（顿钻钻井井眼很直就是一例）。

特别有利于高陡构造和地层倾角大的易井斜地层防斜打直。

（3）对于硬质地层，用常规方式钻井，其机械钻速往往很低。

而回转冲击钻主要是冲击破岩，由于其高频大冲击功的冲击作用，将大大提高破岩效率（常见的冲击回转型手电钻比单纯回转手电钻钻眼效果好就是一个极好的实例）。

（4）冲击器在结构上可将现在的连续射流变成高压聚能脉冲射流，射流动压力大大提高，比相同条件下连续射流的动能大好多倍，有利于消除岩屑压持效应，改善喷射钻井效果，提高钻井速度。

（5）可解决水平井水平段和大位移井钻井中难以施加钻压的问题，因为冲击回转钻在水平井段的钻进中所需的轴向破岩载荷主要是由自身的冲击作用产生，而不是完全依靠钻柱自重产生的钻压。

（6）现代常规钻井设备即可满足冲击旋转钻井工艺要求。

（7）为SWD或井间地震技术的实现提供了频率可控井下震源。

27、针对钻井工程或结合自身工作需求，阐述建立信息系统的必要性；

信息系统主要有哪几部分组成？

其进一步发展的趋势是什么？

必要性：

信息是第一财富，信息将成为石油企业的商品。

信息化将给石油公司带来巨大的经济效益，估计会节约开支25%，节约时间40%。

现已不能把信息技术和勘探开发的核心业务分离开了，如果仍将信息技术看作是一种单纯的技术手段或辅助工具，而认识不到信息化进程所引起的管理、组织和竞争的根本性变革，就会使自己的（企业、组织）处于劣势，甚至消亡。

在21世纪，最为重要的技能，就是把信息转化为真知并将其传递给需要它的人。

未来社会最大的赢家是那些最善于捕捉和使用信息并将其变成智慧的企业。

信息系统组成：

数据采集、井场实时监控、数据传输、数据管理、工程计算、辅助决策支持、工程设计、统计分析、生产管理。

发展的趋势：

国际互联网络和地区局域网络要进入现场作业，油田现场将象现在的公司办公室那样用网络连接起来，实时的现场数据将能远程送达后方钻井、地质、油藏和管理部门，并实现双向通讯，及时获得技术指导和支持。

多年来，石油工业都在对企业的诸多方面进行“信息化”，要想让信息化成为提高生产率的必要条件，一定要实施综合一体化，即需要一套全新的工作方式。

信息化涉及的面很宽，它带给企业的往往是一种新的管理思想。

这种管理思想要和企业现有的管理机构、管理体制很好地融合、或者进行改造，所以企业领导层和主要决策者的直接参和是信息化成败的关键。

随着世界上空中自动制导（如导弹、飞船等）和水下自动制导（水下机器人、巡航导弹等）技术日趋完善，地下自动制导技术也必将在陆地钻井中取得突破性进展，并达到工业使用程度。

钻井的发展将以信息化、智能化、自动化为特点。

钻井新技术

1、大位移井ERDDrillingTech.（ExtendedReachDisplacement）

2、水平井钻井技术（HorizontalwellDrilling）

3、旋转导向钻井、地质导向钻井技术

4、分枝井钻井技术（MultilaberalwellDrilling）

5、欠平衡钻井技术（UnderbalancedDrilling）

6、套管钻井技术

7、连续油管的使用（CoiledtubingTech.）

8、保护油气层的钻井完井技术

9、深井复杂井钻井技术

10、小井眼钻井技术

水平井

水平井的分类：

长半径水平井　　　造斜率：

2°

/30m－6°

/30m

使用范围：

水平位移较大的水平井

钻具组合：

常规的钻具组合（弯接头、弯外壳、多稳定器钻具组合）

测量工具：

常规测量工具（单点、多点、有线和无线MWD）

水平段长度：

取决和可用的工艺技术水平

完井：

常规完井技术，完井方式取决于油藏条件

中半径水平井　　　造斜率：

6°

/30m－20°

使用范围：

常规的钻具组合（弯外壳、导向钻具组合）

300m－900m

短半径水平井　　　造斜率：

1°

/m－10°

/m

水平位移不大的水平井

特殊钻具组合（铰接马达、挠性钻杆等）

特殊的测量工具

60m－120m

多数裸眼

水平井的用途

1、开发低渗透油气藏：

增加泄油长度；

增大传导率；

通过水平井穿透低渗透储层中的天然裂缝，亦可对水