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(2)钻井液池液面上升;
(3)钻井液返出流量增加;
(4)返出的钻井液温度升高;
(5)返出的钻井液密度降低;
(6)返出的钻井液导电率变化,一般油气侵导电率变低,盐水侵变高;
(7)返出的钻井液粘度有变化;
(8)循环压力下降;
(9)返出的钻井液有油气显示(即地面有油气显示);
(10)大钩负荷增大。
5.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
30,井斜方位角100
35,井斜方位角75
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?
解cos1cos1cos2sin1sin2cos
=cos30cos35+sin30sin35cos(75-100)=0.969
1=14.23
Kc
301
3014.23
3.56(/30m)
D
120
cos
1cos
1cos2sin
1sin2cos
=cos35
cos40+sin35
sin40cos(50-75)=0.962
=15.92
0.1397
cos1coscos2cos
sin1sin
=50-75=-25
=-arccos0.1397=-81.97
134.16
4
•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)已知上一层套管下
解:
(1)压井所需要的钻井液密度:
井液性能及钻具结构条件下,循环压力Pci=7.65103kPa,求:
(1)2000m处的地层压力;
(2)压井所需的钻井液密度(不加安全附加值);
(3)初始循环总压力;
(4)终了循环总
压力;
(5)假设气侵钻井液还在套管鞋以下,求作用于套管鞋处的压力。
①PpPd9.81dH25214kPa
Pp25214
cd1p1.285/r
2.9.81H9.812000g/cm3
6.已知某井五点钻速法的实验结果如下表所示:
实验点
1
2
3
二5
6
钻压
160
190
140
转速
80
60
110
二60
钻速
22.5
24.6
32.2
22.1
16.8
23.6
解:
(1)^—Q100%
所以实验数据合格。
(2)求门限钻压M
试求该地区的门限钻压和转速指数。
由杨格钻速方程及实验的2、5点得
由杨格钻速方程及实验的3、4点得
M2WminWmaxWminV414019014022.130.59
V3V432.222.1
lgV5V4lg22.116.8
10.537
lgnminnmaxlg60100故
、判断题
1•随着围压的增大,岩石的强度增大、塑性也增大。
(V)
2•用d指数法检测地层压力时没有考虑到水力因素的影响。
(V)
3•牙轮钻头牙轮超顶和复锥可以使牙轮产生周向滑动。
(X)
4.钻柱设计时应使中性点落在钻杆上,以减少事故。
5•钻速方程中得门限钻压主要反映了岩石的抗压入强度。
6•在其它条件不变时,井底压差越大机械钻速越高。
7.真方位角等于磁方位角加上西磁偏角。
&
在倾斜的层状地层中钻进时,钻头一般有平行于地层前进的趋势。
9•多压力层系共存于同一裸眼井段时,应以最高压力层为准设计钻井液密度。
(
10.压井时控制井底压力不变的途径是保持立管压力不变。
11•下套管时一般将套管引鞋安装在套管鞋之下。
12•满井眼钻具只能有效地控制井斜角的变化,不能降斜。
13.钻具折断往往发生在钻杆本体或钻铤的丝扣。
(V:
14.起下钻时发生井涌,应迅速将钻具全部起出,然后关井。
15.钻柱设计中安全系数法是针对钻杆解卡时的安全考虑的。
16.一般情况下,岩石的抗拉强度大于抗剪强度。
17•地层空隙压力是指地层空隙中流体所具有的压力。
18.一般,套管鞋处的地层是容易发生地层破裂的部位。
19.牙轮钻头复锥的目的是为了是牙轮在滚动时产生对岩石的冲击作用。
20.PDC钻头是以切削方式破碎岩石的。
21.转盘钻正常钻进时,在井底处钻柱所受的扭矩最小。
22.井眼清洗的两过程,使岩屑离开井底比由环空携带至地面更困难。
23.优选参数钻井的观点认为:
钻头使用到牙齿为完全磨损时才是最经济的。
(X)
24.井斜角越大。
井眼曲率也就越大。
25•以装置角3=75。
安装造斜工具时,所钻井眼的井斜角增大,井斜方位角也增大。
(V)
26.钻进时,若井内泥浆液柱压力大于地层压力,就不可能发生气侵。
27.气侵关井后,井口压力不断上升,说明地层空隙压力在不断升高。
28.套管在承受轴向拉应力的情况下,其抗外挤强度减小。
29.水灰比是指水和干水泥的体积之比。
30.先打开生产层后固井的方法称为先期裸眼完井法。
二、填空题
1.在岩石的诸强度中,抗拉强度__最小。
2.
是泵压等于额定泵压
切削型钻头破碎塑性岩石主要有_碰撞、压碎、剪切(大、小)_三个过程。
3.钻井泵在额定泵压工作状态时,获得最大钻头水功率的条件是
4.平均角法是假设测段为直线,方向是上、下两测点的_井眼方向的“和方向”(矢量和)。
5.射流对井底的清洗作用主要包括_射流的压力冲击作用_和_漫流的横推作用
6.API规定水泥浆的稠化时间是指从水泥将达到稠度100Bc时的时间。
7.起钻过程中遇卡,起出的钻具发现偏磨严重,推断为_键槽_卡钻
8.先期完井法是指先_固井_后_打开储集层_的完井方法。
9.井漏主要有_渗透性漏失_、裂缝性漏失和溶洞性漏失三种。
10.井眼轨迹的三个基本参数为井深、_井斜角__和_井斜方位角_。
11.钻具结构中钻铤的长度是根据钻井过程中钻压_的需要而确定的。
12.钻头牙齿的磨损速度随牙齿磨损的增大而_减慢_。
13.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
14.牙轮钻头的寿命主要取决于_轴承_寿命和_牙齿_寿命。
15.射流对井底岩屑的清洗作用主要包括_射流的压力冲击作用_和_漫流的横推作用_。
16.铣齿钻头的牙齿磨损量是指_磨损掉的高度_与_原始高度_之比。
17.满眼钻具组合中,钻具上至少要安置_3_个扶正器。
18.装置角3=150°
时,井斜角和方位角的变化为:
井斜角_减小_,方位角_增大_。
19•当钻遇压力过渡带或异常高压地层时,一般会出现机械钻速—加快_;
De指数—减小_
20.注水泥浆井段的环空顶替效率为_环形水泥浆体积_和_环形空间体积_之比。
三、名词解释
1.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。
2.取心收获率:
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。
3.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。
4.窜槽:
指在注水泥过程中,由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走,使环形空间局部出现未被水泥浆封固的现象。
5.钻柱中和点:
指井内钻柱上轴向力为零的点
6.岩屑运载比:
岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空上返速度之比。
7.上覆岩层压力:
指该层以上岩石基质和岩石孔隙内流体造成的总重力。
8.欠平衡压力钻井:
指在钻井过程中保持井内钻井液柱压力小于地层压力的钻井技术。
9.拉力余量法:
在钻柱设计过程中,考虑钻柱被卡时的上提解卡力,钻杆柱的最大安全静拉载荷应小于其最大允许拉伸载荷一定值(拉力余量)的设计方法。
四、简答题
1.简述井深结构设计得主要指导思想和依据。
(1)有效地保护油气层;
(2)避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生,保证安全、快速钻进;
(3)钻下部高压层采用重钻井液所产生的井内压力,不致压裂上层套管鞋处最薄弱的裸露地层;
(4)下套管过程中,井内钻井液液柱压力和地层压力间的压差不致于压差卡套管;
(5)当实际地层压力超过预测值而发生井涌时,在一定压力范围内,具有压井处理溢流的能力。
设计依据:
(1)地层剖面及复杂层位
(2)两个压力剖面:
地层压力和地层破裂压力
(3)工程数据:
抽吸压力系数Sb:
0.024〜0.048g/cm3激动压力系数Sg:
0.024〜0.048g/cm3压裂安全系数Sf:
0.03〜0.06g/cm3
井涌允量Sk:
0.05〜0.08g/cm3
压差允值p:
PN=15〜18MPa,
PA=21〜23MPa
2.司钻法压井的方法和步骤。
第一循环周:
1)缓慢启动泵,泵入原钻井液,调节节流阀,使套压等于关井套压。
2)在保持套压不变的条件下,调节泵速达到压井排量,此时立管压力等于或接近
初始循环压力。
保持立压不变,直到全部排除溢流。
3)停泵,关闭节流阀,记录新的套压,此时套压应等于关井立管压力。
第二循环周:
1)缓慢启动泵,调节节流阀保持新套压不变(等于关井立管压力),调整泵速达
到压井排量,此时立管压力等于或接近初始循环立管压力。
2)泵入压井液,调节节流阀使立管压力在压井液从地面到钻头的时间内,从初始
循环立压逐渐降低到终了循环立压。
3)在压井液从井底到地面的时间内,保持立压不变,套压逐渐降至零。
3.简述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。
(1)采用套管扶正器,改善套管居中条件;
(2)注水泥过程中活动套管,增大水泥浆流动的牵引力;
(3)调整水泥浆性能,使其容易顶替钻井液;
(4)注水泥过程中使水泥浆在环
空的流动形成紊流或塞流,有利于水泥浆的顶替;
(5)在注水泥前,打入一定量的隔离液或
清洗液,增加二者的密度差,形成有利的“漂浮”。
4.钻柱的主要功用。
(1)提供钻井液流动通道;
(2)给钻头提供钻压;
(3)传递扭距;
(4)起下钻头;
(5)计量井深。
(6)观察和了解井下情况(钻头工作情况、井眼状况、地层情况);
(7)进行其它特殊作业(取
芯、挤水泥、打捞等);
(8)钻杆测试,又称中途测试
五、计算题
1.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,此时井内钻井液的密度为1.15g/cm2。
再次开钻后继续钻进至深3000m出发生井涌,此时井内钻井液
密度为1.2g/cm2,关井立压为5MPa,套管压力为6.5MPa,设计此时环空钻井液密度均匀,
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。
2300040.316MPa
PPPsp
9.81103
PD59.81031.
psp
5
d1
d
1.2
0.06
1.43g/cm3
0.00981D
0.0098
3000
f
mpl/(0.00981
DJ
1.15
6.9/(0.009811000)
1.85g/cm
Pf0.009811.85100018.15MPa
Pamax(Pf9.81d)Dc(18.159.811.2)10006378kPa6.4MPa
2.A井用动力钻具+弯接头定向钻进,钻至1500m测斜知道:
a1=12。
,①1=80。
。
继续
钻进至1800m,测斜的:
a2=16°
①2=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①3=120。
,求装置角和扭方位井段长度。
cor
2sin
1sin
2cos(2
1)0.96
16.3
100/
Dm
5.43/100m
”cor解:
2cos
3sin
3cos(3
2)0.98
8.18
(cos
3)/(sin
2sin)
0.2494
104.4
Dm30/Kc150.6m
3.
某井采用喷射钻井技术进行钻进,钻井到某一井深时的泵压为钻井液密度为1.3g/cm2。
已知钻头上使用
0.96。
试求:
此时循环系统的循环压耗系数
0.081dQ2
18MPa所用排量为30L/s
3个11mm的等直径喷嘴,喷嘴的流量系数为
K。
Pb
7.80MPa
Pl
kL
C2d:
pPb10.2MPa
P
0.0237
Q
钻井时加钻压
某井用①127mm钻杆(372.4N/M)2200m钻头,钻井液密度1.2kg/l
①158.8mm钻铤(1328N/m)150m及①212mm
180kN,求中性点位置。
Kb1d/s1
KBqJc168.52kN
1.2/7.80.846所以中性点落在钻杆上
180kN
LNLC
WPc
KBqi
150180168・52185.85m
0.860.3724
5.某井将套管下至1000m固井后做漏失试验,测得漏失压力为PL=5.9MPa,井内泥浆密度为1.15g/cm3。
继续钻进至2000m将钻遇油气层,预计油气层压力为压力钻井方法钻穿油气层,能否压漏地层?
35.0MPa。
若采用平衡
Pf
mPl/0.00981D11.155.9/(0.00981
0.009811.75100017.18MPa
1000)
1.75g/cm3
35
P353
1.78g/cm0.00981D0.009812000
所以可以压漏地层
6.某井在井深1300m测得井斜角35°
井斜方位角进至1500m,测得井斜角为37°
井斜方位角为解:
Pp
1.75g/
cm3
用动力钻具带2.5°
弯接头定向钻240°
求该造斜工具的实际造斜率。
255
corcos1cos2
sin1sin2cos(2
1)0.6540.3330.987
9.02
kc30
30/Kc
9.02/200
1.353/30m
7.某井用密度为
177.8毫米外径,长100米的钻铤,127毫米外径钻杆钻进,泥浆20升/秒时的压耗
4.4兆帕。
现用18兆帕的泵压继续钻进,要求
1500米的钻头水功率和喷嘴直径(用流量系数
216毫米钻头,
1.20g/cm3。
钻至井深1100米进行循环系统压耗试验,排量为为2.0兆帕,排量为30升/秒时的压耗为环空泥浆返速不小于1.05米/秒,
为0.96的三个等经喷嘴)
求井深
•••
Pl(mLn)Q1.8
2.0
4.4
(m1100n)201.8
(m1200n)301.8
5.49610MPa
s1.8/(m
183
L.),n5.95510MPa
1.8#.1.8
s/L
Qmin
122
沙dp)Va
Pl(1500)(5.49610
12
-[(0.2161.05)2
15005.59510
0.1272]
)29.1
PsPl18
PbQ12.028
5.97212.028MPa
29.1350.015MPa
dne
18
0.081dQ.
0.0811.229.12
1.05
0.0291(m2/L)
5.972MPa
小2
CPb
•0.96212.028
1.2cm
12mm
di.d;
e/37mm
某井完钻井深3100米,钻井液密度1.30g/cm3。
已下入外径为139.7mm,单位重248.1N/m,长度为2100米的套管柱。
现场还剩下N—80、壁厚分别为7.72mm和9.17mm两种套管。
要将套管下到井底,选用那种套管较合适?
(安全系数:
抗拉1.8,抗挤1.0,抗内压
1.1)
外径1
壁厚
单位重
管体屈服强度1
接头抗拉强度
抗挤强度
(mm)
(N/m)
(KN)〒
(KN)
(Mpa)
139.7
7.72
248.1
1765.9
1903.8
60.9
9.17
291.9
2072.9
2233
76.9
按抗拉设计进行校核:
选择壁厚7.72mm的套管,
FoqcLi0.248121000.24811000769.11kN
i1
FS1.8F01.8769.111384.398kN
•••选择的套管满足抗拉要求
校核其抗挤强度:
Fm(1d/s)F。
(11.3/7.8)769.11640.925kN
FCcFC(1.030.74Fm/FS)60.9(1.030.74640.925/1765.9)46.371MPa
FC。
0.00981dD0.009811.3100012.753MPPcc
抗挤强度也符合要求