一、简答题1. 在定向井轨迹控制中,全角变化率过大对施工有什么不良影响?
全角变化率过大对钻井、完井、采油及修井等作业都有影响,主要表现为:①下钻遇阻,甚至划出新眼;②易出键槽;③加剧钻具疲劳破坏;④电测、下套管困难;⑤影响固井质量;⑥加剧套管磨损,给采油和修井作业带来危害。
2. 随钻震击器的作用是什么?按工作原理和作用分,常用的类型有哪几种?在钻具结构中对随钻震击器连接的位置有何要求?
(1)随钻震击器的作用是:如出现卡钻等事故,随时通过合理操作提供额外的动负荷,达到解卡的目的。(2)常用随钻震击器的类型有:按工作原理分为①液压类和②机械类;按作用分为③上击器和④下击器。(3)连接要求主要有:①随钻震击器的位置要避开钻具加钻压后的中和点,应在中和点以上位置;②随钻震击器上部钻具外径不大于随钻震击器外径;③上击器应在下击器上部位置;④保证钻进过程中震击器始终处于安全状态。
3. 定向井单井工程设计主要包括哪几项内容?
定向井单井工程设计主要包括:①井身剖面设计;②井身结构设计;③分段钻具组合设计;④分段钻井参数设计;⑤水力参数设计;⑥井身质量要求。
4. 裸眼井段打水泥塞侧钻,侧钻点如何选择?对水泥塞的要求有哪些?
(1)侧钻点选择原则是:①井径规则且变化不大;②地层稳定,可钻性好;③侧钻井段全角变化率符合要求且变化趋势有利于侧钻。(2)对水泥塞的要求主要有:①水泥浆的密度大于1.85g/cm3;②水泥塞必须候凝48h以上;③静止承压80kN以上。
5. 套管开窗侧钻侧钻点的选择原则是什么?
侧钻点的选择原则有:①侧钻段地层稳定,可钻性好;②尽量避开套管接箍,或者减少锻铣的接箍数量;③开窗井段水泥封固良好;④避开套管扶正器。
6. 试述螺杆钻具使用时泵压突然升高的可能原因。
造成这种情况可能原因有:①马达制动失速;②马达、传动轴卡死;③钻头或其他钻具水眼被堵。
7. 目前常用的MWD仪器供电方式有哪几种?脉冲方式有哪几种?
(1)常用的MWD仪器供电方式有:①井下电池供电;②井下发电机供电;(2)脉冲方式有:①正脉冲;②负脉冲。
8. 常见的定向井卡钻有几种类型?
常见的定向井卡钻类型有:①压差卡钻;②地层坍塌卡钻;③键槽卡钻;④缩径卡钻;⑤泥包卡钻;⑥落物卡钻。
9. 在定向钻进过程中,开始钻进正常,突然无进尺,这种现象可能是由什么原因引起的?
造成这种情况的可能原因主要有:①钻头损坏;②钻具短路或泵排量减少;③地层岩性变化;④井下动力钻具损坏。
10. 钻井液密度过高有何危害?
钻井液密度过高可能造成的危害有:①损害油气层;②降低钻进速度;③易造成压差卡钻;④易产生井漏。
11. 钻定向井时钻井液的功用有哪些?
定向井中钻井液的功用有:①冲击清洗井底;②携带岩屑;③冷却、润滑钻头和钻具;④平衡地层中流体(油、气、水)压力,以防止井喷、井漏;⑤平衡岩石侧压力,并在井壁上形成泥饼,维持井壁稳定,防止地层坍塌;⑥传递压力,驱动井下动力钻具;⑦录井。
二、计算题1. 某井为五段制剖面设计,设计最大井斜角α
m为30°,以1.8°/30m(K
降)的降斜率降斜至10°(α
b)。试求降斜段的垂深增量△H
降、位移增量△S
降及段长△L
降。
△H
降=R
降(sincα
m-sinα
b)=311.64(m)
△S
降=R
降(cosα
b-cosα
m)=113.43(m)
△L
降=△α÷K
降=20°÷(1.8°÷30)=333.33(m)
答:降斜段的垂增为311.64m,平增为113.43m,降斜段长为333.33m。
2. 在某井设计中,井口坐标:纵
口为4286623.7m,横
口为20550601.8m;目标点坐标:纵
靶为4287414.9m,横
靶为20553163.8m;垂深H
靶为3800.00m。现钻进至A点,A点井深为4026.00m,垂深H
A为3215.00m,东、北投影分别为E
A2104.24m、N
A1639.26m。求从目前井底A点到目标点的方位角φ和井斜角α。
(1)目标点投影:N
靶=纵
靶-纵
口=4287414.9-4286623.7=791.20(m)
E
靶=横
靶-横
口=20553163.8-20550601.8=2562.00(m)
从A点到目标点的方位:
(2)从A点到目标点的位移:
从A点到目标点的井斜角:
答:从A点到目标点的方位角为71.64°,井斜角为39.50°。
3. 已知某井设计目标点井深2400m,设计方位角φ为60°,设计水平位移S为500m。现钻至A点时,井深为1200m,方位角φ
A为30°,井底水平位移S
A为200m,闭合方位角φ'
A为18°。求从A点钻进至目标点的方位扭转角△φ(不考虑漂移)。
目标点投影:N
靶=S·cosφ=500×cos60°=250(m)
E
靶=S·sinφ=500×sin60°=433.01(m)
A点投影:N
A=S
A·cosφ'
A=200×cos18°=190.21(m)
E
A=S
A·sinφ'
A=200×sin18°=61.80(m)
A点钻进至目标点的方位角:
方位扭转角:△φ=φ
A靶-φ
A=80.85°-30°=50.85(°)
答:A点钻进至目标点的方位扭转角为右扭50.85°。
4. 已知某井钻进至某点井斜12°(α
1)时,方位需扭15°(△φ),现采用3°/30m(K)的造斜率,要求60m(△L)完成增斜扭方位。试用沙尼金作图法求装置角ω以及扭完方位后的井斜角(α
2)。
(1)γ=△L·K=60×3°÷30=6(°)
(2)沙尼金作图法示意图如下。
比例:1cm表示2°。
(3)由图上量取得:装置角ω=47°;扭完方位后的井斜角α
2为16.6°。
答:装置角ω为47°,扭完方位后的井斜角α
2为16.6°。
5. 已知某正钻井井下钻具组合为:钻头(0.25m)+马达(6.7m)+弯接头(0.4m)+无磁钻铤(9.8m)+钻铤若干+钻杆若干+方钻杆及配合接头(11.80m)。弯接头定向键位于弯接头中部,定向键至测量仪器罗盘(探管)的距离为3.6m。求钻进完整单根并提出方钻杆,进行单点测量时的测深和实际井深的差值△L是多少?
△L=11.8+0.25+6.7+0.4÷2+3.6=22.55(m)
答:进行单点测量时,测深与实际井深的差值为22.5m。
6. 某井井底垂深5000m,钻井液密度1.6g/cm
3,有线随钻仪器的承压是15000psi。如果开泵立管压力为22MPa,试判断可否用该仪器施工?
(1)静液压力:
△p=ρgh=1600×9.8×5000=78.4×106(Pa)=78.4(MPa)
(2)井底压力:
p=△p+22=100.4(MPa)
(3)100.4MPa=100.4×145=14558psi
因为14558psi<15000psi,所以可以用该仪器施工。
答:可以用该仪器施工。
7. 某井用直径为244.5mm钻头、φ127mm钻杆钻井,泵排量Q为25L/s。求环空返速V
环。
答:环空返速为0.73m/s。
8. 某井钻进排量Q为36L/s,钻井液密度ρ为1.35g/cm
3,使用三水眼牙轮钻头,水眼型号为:20
#×2、16
#×1。试求钻头压降△p是多少(单位为MPa)?
(1)钻头喷嘴总面积
(2)
答:钻头压降为3.6MPa。
9. 某井队于1998年8月13日8时开始搬迁,8月15日10时30分第一次开钻,1998年9月18日2时30分钻达完钻井深3850.85m,9月30日10时0分完井。试求钻井周期、建井周期和钻机台月。
(1)钻井周期包含的整天数=(31-15)+17=33(d)
钻井周期包含的小时数=(24-10.5)+2.5=16(h)
因此,钻井周期为33d16h。
(2)建井周期包含的整天数=(31-13)+29=47(d)
建井周期包含的小时数=(24-8)+10=26(h)=1d2h
因此,建井周期为48d2h
(3)钻机台月=(48×24+2)÷720=1.6(台月)
答:钻井周期为33d16h,建井周期为48d2h,钻机台月为1.6台月。
10. 某井完钻井深为6998.55m,钻井总时间为15132h,纯钻进时效为25%。求该井机械钻速和钻机月速各为多少?
纯钻进时间=总时间×纯钻进时效=15132×25%=3783(h)
钻机台月=钻井总时间+720=15132÷720=21.02(台月)
机械钻速=总进尺÷纯钻进时间=6998.55÷3783=1.85(m/h)
钻机月速=总进尺÷钻机台月=6998.55÷21.02=333(m/台月)
答:该井机械钻速为1.85m/h,钻机月速为333m/台月。