《第五章井眼轨道设计与轨迹控制》专业技术人员竞赛钻井试题

钻井工程专业竞赛试题一、选择题：（每题只有一个是正确的，将正确的选项填入括号内）（每题1分，共10分）1、一口井钻进之前人们预想的该井井眼轴线形状称（）。（A）井眼轨迹（B）井眼轨道（C）井眼曲线（D）井眼图形2、一口已钻成的井实际井眼轴线形状叫（C）。（A）井眼轨迹（B）井眼轨道（C）井眼曲线（D）井眼图形3、水平井技术的迅速发展是从20世纪（）年代开始的。（A）60（B）70（C）80（D）904、只能纠斜不能防斜的钻具是（）。（A）钟摆钻具（B）塔式钻具（C）偏重钻铤（D）满眼钻具5、测斜仪入井后，为防止卡钻，活动钻具（）。（A）时间越长越好（B）不能连续长时间活动（C）尽可能转动（D）范围越小越好6、水平井的摩擦阻力随井斜角的增大而（）。（A）不变（B）增大（C）减小（D）影响不大7、（）是确定水平井各项技术方案的依据。（A）地面设备（B）工艺要求（C）曲率半径（D）储层特征8、井眼轴线上某一点到（）之间的距离，为该点的水平位移。（A）井口铅垂线（B）井口坐标（C）井口（D）井口直线9、根据井眼曲率的大小，水平井可分为（）类。（A）2（B）3（C）4（D）510、常规定向井的最大井斜角在（）以内。（A）60°（B）70°（C）80°（D）90°11、水平井的最大井斜角保持在（）左右。（A）60°（B）70°（C）80°（D）90°12、定向井中通常所说的“井深”是指（）。（A）斜深（B）垂深（C）设计井深（D）井眼某点到井口直线长度13、常规定向井和丛式井中的最大井眼曲率不应超过（）。（A）4°/30m（B）5°/30m（C）5°/35m（D）7°/35m14、上扶正器能保证钻具上至少有3个稳定点与井壁接触，从而保证井眼的直线性。（A）2（B）3（C）4（D）515、井眼间隙对钟摆钻具组合性能的影响（）（A）非常明显（B）不太明显（C）比较明显（D）不明显一、单项选择答案：1、B；2、A；3、C；4、A；5、B；6、B；7、D；8、A；9、C；10、A；11、D；12、A；13、B；14、B；15、C二、多项选择题：（每题有两个或两个以上答案是正确的，将正确的选项填入括号内）（每题2分，共20分，每道题答案中只要有一个错误选择就不能得分，答案选择两个或以上都正确但不全的得1分，全部正确得2分）1、定向井应用领域大体有以下情况（A、C、D）A、处理井下事故的特殊手段B、增加单井产量C、地面环境条件的限制D、地下地质条件的要求2、测斜仪在每个点测得的参数有（）。A、垂深B、井深C、井斜角D、井斜方位角3、钻头按破岩作用分为（B、C、D）A、破碎型B、切削型C、冲击型D、复合作用型4、直井井斜的钻具主要因素有：（B、C）。A、钻头不对称切削B、钻具的倾斜C、钻具的倾斜和弯曲D、钻头侧向力5、直井井斜的地质因素有（A、D）两个方面A、地层可钻性不均匀性B、地层可钻性C、沉积岩特性D、地层倾斜6、可以防斜的下部钻具组合有（）A、满眼钻具组合B、钟摆钻具组合C、光钻杆钻具D、塔式钻具组合7、井眼轨迹控制的实质，就是不断地控制井眼的前进方向。即控制井眼的（）和（）A、垂深B、井斜角C、井斜方位角D、水平位移二、多项选择答案：1、ACD；2、BCD；3、BCD；4、BC；5、AD；6、AD；7、BC三、判断题:(对的画“√”，错的画“×”)1、水平井的类型除普通水平井外，还有丛式水平井、多底水平井、双层水平井。（）2、水平井是开发薄油气层的最佳选择。（）3、水平井不是提高低渗透油气藏产量的有效方法。（）4、井斜方位角是指以井眼方向线为始边，顺时针方向旋转到正北方位线上所转过的角度。（）5、真方位角=磁方位角+东磁偏角。（）6、根据井底井斜角、方位角，选择相应的定向接头和弯接头。（）7、定向井分为常规定向井、大斜度定向井两类。（）8、造斜是指利用造斜工具钻出一定方位斜井段的工艺过程。（）9、常用造斜工具有井下动力钻具带弯接头造斜和转盘钻稳定器组合钻具造斜。（）10、井眼轨迹控制就是控制井斜和方位的变化而得到合格的井斜角和方位角。（）11、装置角是指造斜工具的工作面在井底的安装方位与井斜方位的夹角。（）12、井下动力钻具带弯接头造斜钻具结构为：钻头+井下动力钻具+弯接头+无磁钻铤+钻铤+钻杆。（）13、真方位角=磁方位角-西磁偏角。（）14、某点的井眼方向线就是该点的切线方向。（）15、井斜角就是井眼方向线与重力线之间的夹角。（）16、井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上，即为该点的井斜方位线。（）17、方位角就是井斜方位线与正北方向的夹角。（）18、井斜方位角就是方位角。（）19、井眼轴线投影到水平面上以后，过其上某一点作投影线的切线，该切线向井眼前进方向延伸部分，即为该点的井斜方位线。（）20、井斜角和方位角的大小决定了井眼前进的方向。（）21、井眼曲率也称为全角变化率，但不是狗腿严重度。（）22、钻头总是有向着容易钻进的方向前进的趋势。（）23、地层倾角小于45°时，钻头偏向垂直地层层面的方向。（）24、地层倾角超过60°时，钻头沿着平行地层层面方向下滑。（）25、地层倾角在45°～60°之间时，井斜方向属不稳定状态。（）26、近扶正器的作用是保证扶正器与钻头之间的钻柱不发生弯曲。（）27、满眼钻具组合既能控制井眼曲率，又能纠斜。（）28、钟摆钻具组合多数用于井斜角较大的井纠斜，在直井内无防斜作用.（）29、沿着预定设计的井眼轨道按既定的方向偏离井口垂线一定距离，钻达目标的井称为定向井。（）答案：1、×2、√3、×4、×5、√6、7、×8、×9、×10、×11、×12、√13、√14、×15、√16、√17、×18、√19、×20、√21、×22、√23、√24、√25、√26、×27、×28、√29、√四、简答题（共5题，每题8分，共40分）1.列举防斜打快的几种钻具结构和工具（列举4种或以上得8分，3种或以下，每列举一种给2分）⑴塔式钻具组合⑵刚性满眼钻具⑶钟摆钻具及柔性钟摆⑷井下动力钻具组合⑸偏轴钻具组合⑹POWER-V2.水平井的优点有哪些？①增加油藏裸露面积，提高单井产量（20分）②减少气锥和水锥，延长开采周期（20分）③减少地层出砂（20分）④提高采收率（20分）⑤提高勘探开发综合效益。（20分）3.在定向井、大斜度施工中，经常在滑动钻进时出现托压现象，分析可能的原因和解决方法（原因分析3分，解决方法5分）原因：⑴随着井斜角的增大，钻柱对井壁的载荷增大，致使钻柱运动阻力增大；⑵液柱压力与地层压力之差较大，产生使钻柱向井壁的推力，摩阻大⑶井眼清洁差，钻井液性能不好⑷井眼周围由于应力不平衡，产生井眼变形，使起下钻阻力，摩阻和扭矩增大方法：⑴选用合适的井眼轨道⑵选用具有较好润滑性能的钻井液⑶改善泥饼质量⑷保持井壁稳定，井眼清洁，加强固相控制⑸采用专用的减摩降扭工具4.简述直井井斜在钻井施工方面的危害恶化钻柱工作条件；易造成井壁坍塌和卡钻；易造成固井下套管困难和注水泥窜槽；纠斜侧钻增加成本。5.简述直井井斜的危害答：1、在地质勘探方面：造成地质资料失真；打乱合理的地下井网和开发方案。2、在钻井施工方面：恶化钻柱工作条件；易造成井壁坍塌和卡钻；易造成固井下套管困难和注水泥窜槽；纠斜侧钻增加成本。3、在开发采油方面：影响分层开采；影响修井工作；影响采收率（死油区）。五、计算题（共2题，每题15分，共30分）1、某测段长∆L=30m，上测点井斜角α1=35⁰，下测点井斜角α2=39⁰，上下测点的方位角差值∆φ=8⁰，试用三种曲率计算方法计算该测段的曲率。答案：方法一：利用公式：方法二：利用公式：mradK/003641.03.5737sin3.573083.573035392226.2588(°/30m)cLLK222sincossinsincoscoscos2121方法三：利用公式：2、已知：当前测点处的轨迹参数如下：井深1407.8m，井斜角75.8°，方位角254.3°，垂深1292.8m，N坐标-74.6m，E坐标-224.9m，水平长度247.4m。测量另长段以滑动钻进方式（保持工具面角不变）钻进了一个单根（9.5m），滑动钻进时的工具面角为25°，剩下井段是采取旋转钻进方式完成的。根据前面井段的实钻轨迹数据，滑动钻进时的工具造斜率为8°/30m，旋转钻进时的工具造斜率为1°/30m。求解：预测钻头处的井深、井斜角、方位角、垂深、N坐标、E坐标、水平长度。3、在直井钻井中使用满眼钻具组合，已知钻头直径216mm，扶正器直径215mm，钻铤钢材的杨氏模量为2.0594×108kN/m2，钻铤外径178mm，内径75mm，钻井液密度1.35g/cm3，允许的最大井斜角3°，求中扶距钻头的最优长度。答案：根据给定条件，可求得：mradK/003637.0303.578cos3.5739sin3.5735sin3.5739cos3.5735cosarccos6.2520(°/30m)mradK/003795.0303.578cos3.57393.573523.57393.573522LKcos2212221LK6.5236(°/30m)钻铤截面的轴惯性矩J=（dco4-dci4）/64=？,钻铤在钻井液中的线重qm=1.6（1-d/s）=？kN/m,扶正器与井眼的半间隙c=（dh-ds）/2=0.0005m中扶距钻头的最优长度Lp=[(16C·E·J)/(qm·sinα)]0.25=？。4、测段的参数为α1=33°；α2=37°；φ1=196°；φ2=216°；ΔL=30m。分别用平均角法和校正平均角法计算K、ΔH、ΔS的值。5、某定向井设计目标点垂深Ht=4000m，水平位移St=2000m，αt=88°，造斜点垂深Ha=2570m，αa=0，R1=610m，R2=880m，Rw=2800m，靶前稳斜段长0m，试设计该井轨道。（要求：先根据轨道自由度和约束条件选择轨道形式，然后推导有关公式并设计，设计结果按下表形式给出。）井段项目第1段…第n段井深(m)井斜角(°)垂深(m)水平长度(m)六、论述题：1.简述定向井轨道设计的一般原则和造斜点位置的选择注意事项。（共50分）定向井轨道设计的一般原则：①应能实现定向井的目的；②应尽可能利用地层的自然规律(造斜和方位漂移)；③应有利于采油、修井和各种井下增产措施；④应有利于安全、优质、快速、低成本钻井。（10分）造斜点位置的选择注意事项：造斜点应避开复杂地层(漏失、坍塌、缩径、膨胀、高压等)，可钻性以中等为宜，太软太硬都不好；造斜点距离上层套管鞋最小应有50米远，防止造斜时损坏套管。2.简述轨道设计的内容和步骤内容和步骤：①选择轨道形状；②选定造斜率、增斜率、降斜率，确定最大井眼曲率；③确定造斜点；④轨道关键参数的求得；⑤井身计算及轨道绘图；轨道设计的关键：①造斜点选择，增斜率和降斜率的选择，需要经验；②轨道关键参数的求得，需要先进的计算公式。3．水平井的优点有哪些？①增加油藏裸露面积，提高单井产量（20分）②减少气锥和水锥，延长开采周期（20分）③减少地层出砂（20分）④提高采收率（20分）⑤提高勘探开发综合效益。（20分）4．水平井的常用剖面类型单增剖面双增剖面直-增-稳-增-稳5．水平井钻井中常用的钻具组合钻头+螺杆+无磁+MWD短节+HWDP+随钻震击器+DP在井斜大时，为减小摩阻及加压更容易，常倒装钻具，钻头+螺杆+无磁+MWD短节+斜坡DP+随钻震击器+HWDP+DP6．在定向井、大斜度施工中，经常在滑动钻进时出现托压现象，请分析可能的原因和解决方法（阐述总体给80分，基本原因和方法答全可给满分）原因：⑴随着井斜角的增大，钻柱对井壁的载荷增大，致使钻柱运动阻力增大；⑵液柱压力与地层压力之差较大，产生使钻柱向井壁的推力，摩阻大⑶井眼清洁