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简答题1．简述异常高压地层形成的原因。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，就造成了地层的欠压实，从而导致了异常高压的形成。2．简述牙轮钻头在井底的运动形式及破岩机理。答：牙轮钻头在井底产生的运动形式主要有：（1）在钻柱的带动下产生的公转；（2）由于牙轮安装在牙轮轴上，在公转的同时产生自转；（3）单、双齿着地使得牙轮钻头的重心上下移动所形成的上下振动；（4）牙轮钻头的三种特殊结构——超顶、移轴、复锥使得牙轮在滚动的同时产生滑动。牙轮钻头的破岩机理：（1）在钻压作用下形成的压碎作用；（2）牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用；（3）三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所造成的剪切破碎。3．简述地层流体侵入井眼的主要检测方法。答：检测地层流体侵入井眼的主要方法有：（1）在不改变任何钻进参数的条件下，钻速突然加快；（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）由于钻井液粘度降低，使得大钩负荷增大。4．述注水泥过程中提高顶替效率的主要措施。答：（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”。5、对完井的基本要求?答：（1）最大限度的保护储集层，防止对储集层的损害；（2）减少油气流流入井筒时的流动阻力；（3）能有效的封隔油气水层，防止各层之间的干扰；（4）克服井塌或产层触出砂，保障油气井长期稳产，延长井的寿命；（5）可以实施注水、压裂、酸化等增产措施；（6）工艺简单，成本低。6、井身结构设计的原则是什么？答：进行井身结构设计所遵循的原则主要有：（1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。（2）应避免漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。（3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管外最薄弱的裸露地层。（4）下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。7、引起井斜的钻具原因中最主要的两个因素是什么？他们又与什么因素有关？答：钻具导致井斜的主要因素是钻具的倾斜和弯曲。导致钻具倾斜和弯曲的主要因素：首先，由于钻具直径小于井眼直径，钻具和井眼之间有一定的间隙。其次，由于钻压的作用，下部钻具受压后必将靠向井壁一侧而倾斜。8、简述提高钻头水功率的主要途径。答：（1）提高泵压ps和泵功率Ps；（2）降低循环压耗系数Kl；（L）①使用低密度钻井液；②减小钻井液粘度；③适当增大管路直径；（3）增大钻头压降系数Kb唯一有效的途径是减小喷嘴直径。（4）优选排量Q9、简述溢流的主要征兆有哪些？答：（1）起钻时井内未灌满钻井液；（2）井眼漏失；（3）钻井液密度低；（4）抽汲；（5）地层压力异常。10、简述井斜的主要原因。答：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）地层有倾角（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，使得钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。11.简述钻井液的主要功用。答：（1）从井底清除岩屑并把岩屑携带到地面上来；（2）冷却和润滑钻头和钻柱；（3）稳定井壁、保护井壁的作用；（4）利用钻井液的液柱压力控制地层压力；（5）循环停止时悬浮岩屑和加重材料，防止下沉；（6）利用循环的钻井液及所携带的岩屑获得地层资料；（7）传递水力功率；（8）减轻钻柱及下套管时的重量12、简述钻柱的功用（1）提供钻井液流动通道；（2）给钻头提供钻压；（3）传递扭矩；（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、井眼情况、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。13．简述满眼钻具的工作原理及正确使用方法。答：工作原理：采用大尺寸下部钻具组合（BHA），“填满”井眼。这种满眼钻具具有刚度大、与井眼的间隙小的特点，可以：（1）有效限制下部钻具的弯曲和倾斜，抵制钻头偏转；（2）承受较大的钻压而不发生弯曲；（3）支撑在井壁上，抵抗钻头上的侧向力，限制钻头横移。正确使用：（1）用于防斜和稳斜，不能纠斜。（2）可有效地控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。（3）“以快保满，以满保直”。使用满眼钻具的关键在于一个“满”字。（4）在井眼曲率大的井段使用，容易卡钻。（5）在钻进软硬交错，或倾角较大的地层时，要注意适当减小钻压，勤划眼，以便消除可能出现的“狗腿”。14．提高固井质量的主要措施。（简述提高固井注水泥质量的措施。）答：提高固井质量主要从两个方面入手，即提高顶替效率和防止窜槽。（1）提高顶替效率的措施有：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。（2）防止窜槽的措施有：①采用多级注水泥或两种凝速（上慢下快）的水泥；②注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空加回压；③使用膨胀性水泥，防止水泥收缩；④使用刮泥器，清除井壁泥饼。15．简述溢流形成的主要原因。答：（1）地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低；（2）钻井液密度降低；（3）起钻未按规定灌泥浆或井漏，使井内液面降低；（4）起钻抽吸作用使井底压力减小；（5）停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。16．简述溢流的主要征兆有哪些？答：（1）泥浆罐液面升高；（2）钻井液返出量大于泵排量；（3）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值；（4）停止循环时，井口仍有泥浆外溢。（5）钻速突然加快或钻进放空；（6）钻井液性能发生变化；–密度降低；–粘度上升或下降；–气泡、氯根离子、气测烃类含量增加；–油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓；–温度升高。（7）泵压上升后下降，悬重减小后增大；17．PDC钻头的破岩机理及使用地层答：PDC钻头的破岩机理：对于塑性岩石，在钻压和扭矩的联合作用下，岩石产生塑性流动破碎。对于塑脆性岩石，分为三个过程：（1）碰撞：刃前岩石发生剪切破碎后，刀刃在旋转扭矩作用下向前推进，碰撞刃前岩石。（2）压碎及小剪切：扭转力增大，压碎刃前岩石，产生小剪切破坏。（3）大剪切：扭转力继续增大到某一极限值，刃前岩石沿剪切面破碎，而后扭转力突然减小。PDC钻头的正确使用（1）PDC钻头适用于软到中硬的大段均质地层，不适合钻软硬交错地层和砾石层。（2）与牙轮钻头相比，PDC钻头宜采用低钻压、高转速钻进。（3）钻头下井前，井底要清洁，无金属落物。新钻头钻进时，先用小钻压和低转速磨合井底。（4）PDC钻头属于整体式钻头，无任何活动部件，适合高转速的涡轮钻井。（5）避免在需要划眼井段中使用。18．简述dc指数法检测异常高压层的依据和原理。答：dc指数法检测异常高压层的依据是地层压实理论及欠压实理论。主要原理：正常压力地层井段，随着井深的增加，岩石压实程度增加，机械钻速逐渐降低，dc指数值逐渐增大；当钻遇异常高压层段时，由于地层的欠压实，使得地层的孔隙度增加、岩石密度降低，机械钻速突然增加，dc指数值偏离正常dc指数趋势线而突然减小。19．简述现场实验法获取地层破裂压力的方法和步骤。答：现场实验法获取地层破裂压力时采用液压实验法，其方法步骤：①循环调节泥浆性能，保证泥浆性能稳定，上提钻头至套管鞋内，关闭防喷器。②用较小排量0.66～1.32L/s向井内注入泥浆，并记录各个时期的注入量及立管压力。③做立管压力与累计泵入量的关系曲线图④从图上确定各个压力值：漏失压力为PL，开裂压力Pr，传播压力Prro，⑤计算地层破裂压力和地层破裂压力梯度H.PH.PPLdfdLf00981000981020.简述钻柱的组成及主要作用答：钻柱由方钻杆，钻杆段（钻杆、接头）及下部钻具组合（钻铤、稳定器减震器、扩眼器）三大部分组成。钻柱的作用：1.为钻井液由井口流向钻头提供通道；2.给钻头施加适当的压力（钻压），使钻头的工作刃不断吃入岩石;3.把地面的动力传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石；4.起下钻头;5.根据钻柱的长度计算井深。钻柱的特殊作用：通过钻柱了解钻头的工作情况，井眼状况及地层情况等；进行取心挤水泥，打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业；中途测试。21.简述钻头的技术，经济指标包括哪些方面答：钻头进尺：一个钻头钻进的井眼总长度；钻头工作寿命：一个钻头的累计总使用时间；钻头平均机械钻速：一个钻头的进尺与工作寿命之比。钻头单位进尺成本：表示为：HttCCCtrbpm22.简述金刚石材料的钻头的特点答：1、金刚石材料钻头是一体性钻头，它没有牙轮钻头那样的活动部件，也无结构薄弱环节，因而它可以使用高的转速，适合于和高转速的井下动力钻具一起使用，取得了高的效益；在定向钻井过程中，它可以承受较大的侧向载荷而不发生井下事故，适合于定向钻井；2、金刚石材料钻头使用正确时，耐磨且寿命长，适合于深井及研磨性地层使用；3、在地温较高的情况下，牙轮钻头的轴承密封易失效，使用金刚石材料钻头则不会出现此问题；4、在小于165.1mm（61/2in）的井眼钻井中，牙轮钻头的轴承由于空间尺寸的限制，强度受到影响，性能不能保证，而金刚石材料钻头则不会出现问题，因而小井眼钻井宜使用金刚石材料钻头；5、金刚石材料钻头的钻压低于牙轮钻头，因而在钻压受到限制（如防斜钻进）的情况下应使用金刚石材料钻头；6、金刚石材料钻头结构设计、制造比较灵活，生产设备简单，因而能满足非标准的异形尺寸井眼的钻井需要；7、金刚石材料钻头中的PDC钻头是一种切削型钻头，切削齿具有自锐优点，破碎岩石时无牙轮钻头的压持作用，切削齿切削时切削面积较大，是一种高效钻头。实践表明，这种钻头适应地层时可以取得很高的效益；8、金刚石材料钻头由于热稳定性的限制，工作时必须保证充分的清洗与冷却；9、金刚石材料钻头抗冲击性载荷性能较差，使用时必须保证遵照严格的规程；23.简述常规二维定向井轨道的设计原则答：(1)能实现钻定向井的目的。(2)有利于安全、优质、快速钻井。轨道形状简单，尽量保持较长的直井段，容易实现钻进；尽量减小最大井斜角，以便减小钻井难度；15°～30°，小倾角定向井；30°～60°，中倾角定向井；大于60°，大倾角定向井。最大井斜角不得小于15°，否则井斜方位不易稳定。(3)有利于采油工艺的要求；24.简述空气钻井的优点及适应地层答：优点1.显著提高机械钻速，缩短钻井周期。2.井底清洗及冷却条件好，延长了钻头的使用寿命，节省了钻头用量。3.使用空气锤钻头,钻压小,转速低,扭矩小，防斜效果更加良好。4.可有效地避免井漏等井下复杂的发生,有利于环境保护。适应地层：①所钻地层平缓，地层倾角30°，无力学不稳定