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1、第一章 钻井的工程地质条件（P41）1、简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层压力和基岩应力三者之间的关系。答：P6P82、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。答：P10答：地层在沉积压实过程中，能否保持压实平衡主要取决于四个因素：（1）上覆岩层沉积速度的大小，（2）地层渗透率的大小，（3）地层孔隙减小的速度，（4）排出孔隙流体的能力。在地层的沉积过程中，如果沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。由于上覆岩层继续沉积，岩层压力增加，而下面的基岩的支撑能力并没有增加，孔隙流体必然开始
2、部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭，就造成了地层欠压实，从而导致了异常高压的形成。3、简述在正常压实地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规律。答：密度、强度、dc指数随井深增加而增大（见P10上、P25下、P15中）；空隙度、声波时差随井深增加而减小（见P12下）。4、解释地层破裂压力的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力？答：地层破裂压力：P17中。根据液压实验曲线确定地层破裂压力：见P21中（步骤4、5）。5、某井井深2000m，地层压力25MPa，求地层压力当量密度。解：根据P13、式（1-12），地层
3、压力地层压力当量密度 6、某井井深2500m，钻井液密度1.18 g/cm3，若地层压力27.5MPa/m，求井底压差。解：井底压差井底钻井液液柱压力地层压力静液压力： P6、式（1-1）井底压差：7、某井井深3200m，产层压力为23.1MPa，求产层的地层压力梯度。解：地层压力梯度地层压力/井深参考P13、式（1-12），地层压力或P7、式（1-2），静液压力梯度 产层压力梯度：8、某井钻至2500m，钻头D215mm，钻压W160KN，钻速n110r/min，机械钻速7.3m/h，钻井液密度1.28 g/cm3，正常条件下钻井液密度1.07 g/cm3，求d和dc指数。解：据P15、式（
4、1-16）、式（1-17） （注意：各变量的单位）d指数：dc指数：12、岩石受围压作用时，其强度和塑性是怎样变化的？答：（1）当围压增加时强度均增大，但所增加的幅度对于不同类型的岩石是不一样的（P28）；（2）随着围压增大，岩石表现出由脆性向塑性转变，并且围压越大，岩石破坏前所呈现的塑性也越大（P31）。补充题：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35.0MPa。若采用平衡压力钻井方法钻穿油气层，能否压漏地层？（或是否需要下技术套管？）解：等价问题“钻2000m处油层时
5、，使用的钻井液在1000m处产生的液柱压力是否会超过此处的地层破裂压力”。思路：（1）计算套管鞋处地层破裂压力当量密度，与钻开油层所需钻井液密度比较；（2）计算套管鞋处地层破裂压力，与钻开油层时该处的液柱压力比较；（3）计算套管鞋处地层破裂压力当量密度，以及采用该密度的钻井液钻开油层时井底液柱压力，与油层压力比较（4）计算当前密度的钻井液钻开油层时关井套压，与漏失试验的漏失压力比较。解法1：计算地层破裂压力的当量密度： P21、式（1-27）计算钻开油层所需要的钻井液密度：采用平衡钻井钻穿油气层，钻井液静液压力等于地层压力。地层压力： P13、式（1-12）则井深2000m处，地层压力35.0
6、MPa，对应的钻井液密度为：比较两当量密度：采用平衡钻井钻穿油气层时，钻井液密度大于1000m处的地层破裂压力当量密度，而此处地层又没有用套管封隔，则地层被压漏。解法2：(比较1000m处的压力)计算1000m处的地层破裂压力：计算钻开油层所需要的钻井液密度：（同上）采用平衡钻井钻穿油气层，钻井液静液压力等于地层压力。地层压力： P13、式（1-12）则井深2000m处，地层压力35.0MPa，对应的钻井液密度为：钻开油层时，1000m处的静液柱压力：比较两个压力：由于，则地层被压漏。解法3：计算地层破裂压力当量密度： P21、式（1-27）破裂压力当量密度在2000m处能产生的静液柱压力：比
7、较两个压力：由于，说明该密度的钻井液在井底产生的静液压力不能平衡地层压力；如果采用平衡压力钻井方式钻开2000m处油气层，所需钻井液密度必定要高于套管鞋处地层破裂压力当量密度，则地层被压漏。第1章补充复习题：1、 名词解释：地层破裂压力、岩石的强度、岩石的可钻性第二章 钻进工具（P98-99）7、牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动？(P53-54)答：超顶和复锥产生切向滑动，可以剪切掉同一齿圈相邻牙齿之间的岩石；移轴产生轴向滑动，可以剪切掉相邻齿圈之间的岩石。16、PDC钻头是怎样破碎岩石的？适用于什么样的地层？答：（1）工作原理（P45：）：与刮刀钻头基本相同。主要以切削、剪切和挤压
8、方式破碎岩石，具体方式取决于钻头的切削结构及所钻地层的岩性。（2）适用地层（P69）：软到中硬地层；地层必须是均质地层，以避免冲击载荷；含砾石的地层不能使用PDC钻头。18、钻柱主要由哪几部分组成？其主要功用有哪些？答：P73中、P73上。23、井下钻柱受到哪些力的作用？最主要的作用力是什么？ 答：P8690。24、何为钻柱的中性点？为什么要保证中性点落在钻铤上？ 答：P87下、P88中上。25、钻柱的哪些部位受力最严重？最主要的作用力是什么？（P91）答：（1）钻进时：钻柱下部受力最为严重，同时受到轴向压力、扭矩和弯曲力矩作用。井口处钻柱受力比较严重，所受拉力、扭矩都最大。（2）起下钻时：井
9、口处受力最严重，受到最大拉力。31、某井用91/2in钻头，7in钻铤（）和5in钻杆（），设计钻压为180kN，钻井液密度1.28g/cm3，试计算所需钻铤长度。解：钢材密度统一取（1）浮力系数： P87、式（2-3）（2）取安全系数SN1.2 P88、式（2-7）钻铤长度：若此井为直井，则需要钻铤长度为189.70m。32、已知：井深，钻压，钻井液密度为；钻具结构：81/2 in钻头61/2 in钻铤200m（）5in钻杆1300m（）。求中性点所在井深。解：（1）浮力系数: P87、式（2-3）（2）中性点位置： P88、式（2-7）（3）中性点所在井深：34、某井用121/4in钻头钻
10、至3500m，试进行钻柱设计。已知：钻头直径，井深；钻井液密度；钻压；拉力余量；安全系数；卡瓦长度；正常润滑；井斜角。库存钻具：9in钻铤（）27m；7in 钻铤（）81m；61/4in钻铤（）供应充足;E级5in钻杆（）900m；95（X）及105（G）级5in钻杆（）供应充足。解：（1）选择钻铤查表2-21（P91，“钻头尺寸与钻柱尺寸配合”）：121/4 in钻头首选9in钻铤。浮力系数： P87、式（2-3）取安全系数 P92、式（2-12）则钻铤长度：计算长度大于库存量（27m），则实际长度。除了9in钻铤、还要选12段尺寸较小的钻铤，组成 “塔式钻具组合”（直井防斜打直）。中性点（
11、P87）：“钻柱上轴向力等于0的点”。 钻铤长度的确定原则（P92）：“保持中性点始终处在钻铤上”。各段钻铤长度的计算公式如下：第2段钻铤选择7in钻铤，则该段钻铤的计算长度为：计算长度仍然大于库存量（81m），则实际长度。除了9in钻铤、7in钻铤，还要使用61/4in钻铤，计算长度为：该尺寸钻铤供应充足。若按每根钻铤9m计算，需要7根，实际长度。全部钻铤的总长度：全部钻铤在空气中的重量：全部钻铤的浮重：（2）选择第一段钻杆（接钻铤）：E级5in钻杆，线重据钻杆直径、钢级、线重（或壁厚），查表2-12（P75）、表2-14（P77），最小抗拉载荷。A、计算最大安全静拉载荷： P93-95、分
12、3种情况计算，最后取最小值 安全系数法： P95、式（220） 设计系数法（卡瓦挤毁）： P95、式（221）其中，据钻杆外径127.0mm，卡瓦长度及正常润滑条件，查表2-22（P94），得到防止卡瓦挤毁钻杆的设计系数。 拉力余量法： P95、式（222）显然，按卡瓦挤毁比值计算的最大安全载荷最小，取。B、计算最大许用长度：因为库存量仅有900m，实取第1段钻杆长度。（3）选取第2段钻杆： 95 X级5in钻杆，线重同理：最小抗拉力最大安全静拉载荷： 安全系数法： 设计系数法（卡瓦挤毁）： 拉力余量法：实取最大安全静拉载荷。最大许用长度：因为总井深为3500m，实取第2段钻杆长度：。设计钻柱
13、组合列表如下：规范长度 /m空气中重 /kN第1段钻铤：9in，线重2.860kN/m2777.22第2段钻铤：7in，线重1.632kN/m81132.19第3段钻铤：61/2in，线重1.362kN/m6385.81第1段钻杆：5in，E级，线重284.78N/m900256.30第2段钻杆：5in，95 X级，线重284.78N /m2432692.59合计35001144.11第3章复习题：1、 钻井液的功用是什么？P101-102 2、 名词解释：井塌（P116）第四章 钻进参数优选（P165）1、某井用200mm241型钻头钻进，W=196kN，n=70r/min，井底净化条件较好，钻头工作14h后起钻，已知Af=2.3310-3。求牙齿磨损量hf。解：查表41（P130）、表42（P131），200mm241型钻头的有关数据：Z1=0.0167牙齿磨损量： P132、例4-12、某井用200mm211型钻头钻进，W=196kN，n=80r/min，钻头工作14h后起钻，轴承磨损到B6级，求轴承工作系数b。解：轴承磨损到B6级，表示轴承磨损了6/8。 参考P141、例4-2轴承的磨损速度方程：
