完井工程答案.docx

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完井工程答案

中国石油大学（北京）远程教育学院《完井工程》标准答案

期末复习题

一、名词解释

1.泥侵：

钻井液中的固相物质侵入储层的现象

2.井身结构：

主要包括套管层次、每层套管的下入深度以及套管和井眼尺寸配合。

3.后期裸眼完井：

先用符合打开油气层条件的优质钻井液钻开油气层，再下入油层套管固井在油气层之上固井的完井方法。

4.射孔孔眼参数：

主要包括孔眼深度、孔眼密度、孔眼直径和孔眼相位。

5.石油井口装置：

主要指套管头、油管头和采油（气）树三大部分。

6.地应力：

岩层内部产生反抗变形、并作用在地壳单位面积上的力

7.水浸：

钻井液中自由水侵入储层的现象。

8.水灰比：

水与干水泥重量之比。

9.水泥浆稠化时间：

水泥浆从配制开始到其稠度达到其规定值所用的时间。

10.窜槽：

水泥浆不能将环空中钻井液完全替走，而使环形空间局部出现未被水泥浆封固住的现象。

11.射孔：

射孔枪在油层某一层段套管、水泥环和地层之间打开一些孔道，使地层中流体能流出。

12.正压射孔：

通常井筒内液柱压力高于或近似等于地层压力，称为正压射孔或平衡射孔。

13.完井：

完井是使井眼与油气储集层（产层、生产层）连通的工序，是联系钻井和采油生产的一个关键环节。

14.出砂：

是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏，导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒，而对油气井生产造成不利影响的现象。

15.砂桥：

地层砂粒或充填砂粒在炮眼周围构成的圆拱结构。

16.端部脱砂：

使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。

二、判断正误（正确的打√，错误的打×）

1.地应力是地壳外部作用力（×）

2.轴向拉力作用下，套管的抗外挤强度提高（×）

3.套管柱的设计通常是由下而上分段设计的（√）

4.通常用套管的抗滑扣力表示套管的抗拉强度（√）

5.中间套管的作用主要是封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂层安装井口（×）

6.固井时前置液的作用是将水泥浆与钻井液隔开（√）

7.无枪身射孔器的使用容易受到井下温度、压力的影响（√）

8.铅模通井应该快速下钻（×）

9.套管头用来安装采油树的井口装置（×）

10.偏心配水器可保持管柱有较大的通道，便于井下工具通过（√）

11.套管所受轴向拉力一般在井口最大。

（√）

12.由拉应力引起的破坏形式：

本体被拉断、脱扣（√）

13.外挤作用下破坏形式有失稳破坏和强度破坏（√）

14.通常以套管鞋处的地层破裂压力值确定井口内压力。

（√）

15.以井口装置承压能力作为套管在井口所受的内压力。

（√）

16.API套管系列中的抗硫套管有:

HKJCL级套管。

（√）

17.套管柱设计表层套管的设计特点：

主要考虑内压载荷（√）

18.套管柱设计技术套管的设计特点：

既要高抗内压强度，又要抗钻具冲击磨损。

（√）

19.套管柱设计油层套管的设计特点：

上部抗内压，下部抗外挤。

（√）

20.大位移井是指井的水平位移与垂深之比等于或大于2的定向井。

大位移井具有很长斜度稳斜段，大斜度稳斜角大于60°（√）

21.射孔器按结构可以分两类：

有枪身射孔器和无枪身射孔器。

（√）

22.裸眼完井法是国内外最为广泛的一种完井方法。

（×）

23.表层套管柱设计时主要考虑抗拉载荷（×）

24.地层流体高于临界流速时容易形成砂桥（×）

25.水泥面以下套管强度计算时应考虑双向应力影响（√）

26.砾石充填完井法是国内外最为广泛的一种完井方法（√）

27.偏心配水器相对于常规配水器可以增加内通孔直径（√）

28.在加重钻井液中，无枪身射孔器比有枪身射孔器更容易下井（×）29.套管轴向拉力一般井底最大（√）

30.油管头上法兰以上的所有装备称为采油树（×）

二、不定项选择题

1.井身结构中常见的套管的分类有（ABCD）

A.表层套管B.中间套管

C.生产套管D.尾管（衬管）

2.储层流体包括（ACD）

A.油B.岩石C.气D.水

3.套管受力分析中，主要考虑：

（ABD）

A.轴向拉力B.外挤压力C.振动载荷D.内压力

4.井身结构设计的主要依据是（BC）

A.地应力剖面B.地层压力剖面C.地层破裂压裂压力剖面D.产层压力剖面

5.引起套管腐蚀的主要介质有：

（ABC）

A.气体或液体中的硫化氢B.溶解氧C.二氧化碳D.地层水

6.注水泥目的：

（AC）

A.固定套管B.稳定井壁C.封隔井内的油气水层D.保护油气层

7.对油井水泥的基本要求：

（ABCD）

A.配浆性好，在规定时间内保持流动性。

B.在井下温度及压力下性能稳定,在规定时间内凝固并达到一定强度。

C.能和外加剂相配合，调节各种性能。

D.水泥石具有很低的渗透性。

8.对水泥强度，尤其是早期强度有较大影响的是：

（ACD）

A.硅酸三钙B.硅酸二钙C.铝酸三钙D.铁铝酸四钙

9.常见的套管损坏形态有：

（ABCDE）

A.套管变形B.套管破裂C.套管错断D.腐蚀穿孔E.套管密封性破坏

10.井深结构设计基础数据中有那几个压力剖面？

（ABCD）

A.孔隙压力剖面B.破裂压力剖面

C.坍塌压力剖面D.漏失压力剖面

11.下列属于人为因素造成孔隙出砂的是（ABC）

A.地层压降及生产压差对出砂的影响

B.射孔孔道填充物对出砂的影响

C.地层伤害的影响

D.颗粒胶结性质

12.高能气体压裂的作用原理包括（ABCD）

A.机械作用B.水力振荡C.高温作用D.化学作用

四、简答题（每题5分，共30分）

1.套管的分类及作用：

表层套管，封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂层，安装井口、悬挂及支撑

后续各层套管；中间套管，表层和生产套管间因技术要求下的套管，可以是一层、两层或更多层，主要用来分隔井下复杂地层；生产套管，钻达目的层后下入的最后一层套管用以保护生产层，提供油气生产通道。

2.井身结构设计原则:

（1）有效保护油气层;

（2）有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故，安全、快速钻井;（3）井涌时，有压井处理溢流能力;（4）下套管顺利，不压差卡套管.

3.完井的四类井底结构类型：

（1）封闭式井底—钻开后下油套或尾管固井，射孔；

（2）敞开式井底—钻开后产层裸露，或下筛管不固井；（3）混合式井底—产层下部裸露，上部套管固井射孔；（4）防砂完井——砾石充填，筛管。

4.端部脱砂压裂技术的出发点：

使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，这时裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。

5.简述无枪身射孔器的主要缺点：

（1）火工器件与液体直接接触，药柱和壳体承受温度和压力联合作用，降低射孔器性能指标。

（2）在小直径套管内射孔时，损坏套管可能性很大。

（3）单位长度上重量轻，在加重钻井液里使用，下井比较困难。

6.正循环洗井和反循环洗井的主要区别：

正循环洗井是把洗井液从油管泵入，由油管返出；反循环洗井是把洗井液从油管泵入，由油管返出。

7.套管柱设计的等安全系数法的基本设计思路

答案：

（1）计算可能出现最大内压力，筛选符合抗内压强度套管

（2）水泥面以上套管强度考虑双向应力影响（3）轴向拉力通常按套管在空气中的重力计算，（4）当考虑双向应力时，按浮重计算。

8.完井方法选择条件

答案：

（1）有效封隔油、气、水层，防止层间干扰

（2）具备分层注水、注气、分层压裂、酸化等措施（3）稠油开采能达到注蒸汽热采要求（4）满足采油和井下作业要求（5）油田开发后期应具备侧钻条件（6）保持井筒稳定，确保油井具有一定寿命

9.简述有枪身射孔器特点

答案：

（1）射孔弹、导爆索、雷管等火品与井内液体无接触，只受井内温度影响。

深井和高压井，必须用有枪身射孔器。

（2）射孔弹爆轰产物冲击能量大部分被枪身吸收，弹壳、弹架等碎片留在射孔枪内。

（3）枪与枪之间刚性连接，采用油管传送射孔器时，容易实现刚性输送。

（4）直径较大有枪身射孔器，由于枪身保护，减小套管和水泥环损坏。

10.完井的概念和完井工程的主要内容

答案：

完井：

使井眼与油气储集层（产层、生产层）连通的工序（WellCompletion），联系钻井和采油生产的一个关键环节。

完井工程内容：

钻开储集层（生产层）；下套管、注水泥固井，射孔、生产管柱、完井测试、防砂排液；确定完井井底结构，使井眼与产层连通；安装井底和井口装置，投产措施等；

11.出砂的危害有哪些？

答案：

1、砂粒可能在井内沉积并形成砂堵，产量降低；

2、砂粒将磨损井内和地表设备，卡抽油泵进出口凡尔、活塞、衬套等；

3、出砂严重的井还可能引起井壁坍塌而损坏套管和衬管、砂埋油层导致油气井停产，使采油的难度和成本都显著提高等等。

4、污染环境，尤其是海洋油气田。

12.简述出砂地层类型及出砂特征

答案：

出砂地层根据地层砂胶结强度大小分成三种类型，每一类型有各自出砂特征。

1.流砂地层

特征：

指没有胶结的地层砂。

流砂地层仅靠很小的流体附着力和周围环境圈闭的压实力来聚集。

这种地层一旦开井投产便连续不断出砂，但产出液含砂量相对稳定，基本是一常数。

虽然累计出砂量不断增大，但套管周围不会出现地层空穴，只是地层越来越松。

2.部分胶结地层

特征：

含胶结物量少，胶结力弱，地层强度低。

投产后地层砂会在炮眼附近剥落，逐渐发展成空穴，剥落的地层砂进入井筒极易添满井底，堵塞炮管。

其产出液含砂量变化很大。

3、脆性砂地层也称易碎砂地层，较多胶结物，中等胶结强度砂岩。

特征：

开始投产时出砂几天或几周，随后出砂量大减，几乎无砂产出，到一定可能重新出砂。

因出砂过程中套管外部地层冲蚀空穴突然增大，过流面积成倍增长，地层流体流速大幅下降，导致出砂量明显下降。

当单位面积流体流速达到一定值时，又会出现地层砂大块坍塌，过流面积倍增而停止出砂，出现另一个周期。

周而复始任其发展，洞穴将越来越大，最终形成灾难性地层坍塌，使套管变形而报废。

13.油井防砂方法有以下几种：

答案：

1、机械防砂法2、化学防砂法3、焦化防砂法4、复合防砂法5、其他防砂法

五、计算题（第1题6分，第2题7分，共13分）

1.某井用177.8mm，N-80钢级、11.0mm的套管，其额定抗外挤强度pc＝16000KPa，管体抗拉屈服强度为2900KN，其下部悬挂浮重为180KN的套管，试计算pcc。

解：

2.139.7mm、J-55钢级、10.03mm的套管允许抗外挤强度为26320KPa，如果抗挤安全系数为1.19，求在1.30g/cm3的钻井液中的允许下入深度。

3.某井用177.8mm，P-110钢级、壁厚9.0mm的套管，其额定抗外挤强度pc＝23000KPa，管体抗拉屈服强度为3200KN，其下部悬挂浮重为270KN的套管，试计算pcc。

解：

4.139.7mm、N-80钢级、壁厚11mm的套管允许抗外挤强度为24180KPa，如果抗挤安全系数为1.21，求在1.29g/cm3的钻井液中的允许下入深度。