井下作业工技师计算题(2008版)

一、计算题1.某井井深2100m,用φ73mm油管冲砂,当冲砂至2000m时,发生油管折断事故,落鱼长1000m,鱼顶深1000m,φ73mm钻杆打捞发生卡钻事故,卡后上提管柱F1=200kN时,钻具伸长了1.0m，求卡点深度(φ73mm油管K2=2450,φ73mm钻杆K1=3800)。2.某井下入φ73mm油管2829m,地层出砂后将油管卡住,用清水压井处理事故,倒出油管1350m。再下反扣φ73mm钻杆以上提力F=210kN倒扣,预计倒扣位置在多少米?清水中φ73mm钻杆每米质量为12.4kg/m,φ73mm油管每米质量为8.3kg/m。(取小数点后一位,g=10m/s2)。3.某井深2560m，井内为φ73mm平式油管1996m，在上提管柱时发现油管被卡，测卡点时第一次上提拉力为F1=130kN，油管伸长λ1=30cm，第二次上提拉力为F2=160kN，油管伸长λ2=50cm，第三次上提拉力F3=190kN，油管伸长λ3=70cm，求卡点位置。（φ73mm的K=2450。计算结果取整数)。4.某井压井液密度为1.20g/cm3，垂直井深为2000m，求井底静液柱压力Ph（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)？5.某地区地层水密度为1.04g/cm3，求该地区正常地层压力梯度（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)？6.某地区正常地层压力梯度为11.80kPa／m，当井深为2km时，地层压力为多少兆帕（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)?7.某地层3500m以上为正常地层压力，测得地层深度为2500m处的地层压力为26.215MPa，试求该地层的正常压力梯度（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)?8.某井油层垂直深度h为4300m时，地层压力PP为49.95MPa，试求地层压力当量井液密度ρe为多少?（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)？9.某井循环池井液增加量为ΔV=2500L关井，立管（油管）压力Pd=6MPa，套压Pa=7MPa，原井液密度ρ1=（1）20g/cm3；环空容积Va＝23.93L／m，垂直井深H=3000m。试求：1.侵入流体的密度（ρw）?并判断侵入井内的流体为气体、盐水或油气水的混合物?（2）地层压力（Pp）、地层压力当量密度（ρ当）?（重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)10.某井上部产层1700m（H破压）处的破裂压力当量密度ρ当为1.85g/cm3，用148mm钻头，73mm钻杆，壁厚9mm（不考虑钻铤）,原压井液密度ρ1=1.50g／cm3。钻塞深度H为2800m时发生溢流，关井后测得立管压力Pd为2.5MPa，套管压力Pa为4.5MPa，井液循环池增加量ΔV为1.8m3，已知环空容积Va全井平均为11L/m，溢流前用压井排量为14L／s，测得相应立管压力为7.4MPa，用司钻法压井。试求：（1）侵入井内地层流体密度ρw？并判断侵入井内的流体为气体、盐水或油气水的混合物?（2）地层压力Pp？（3）所需新的重压井液密度ρ新？4.最大允许关井套压值Pa？（重力加速度g取9.8m/s2,安全附加密度值ρe取0.15g/cm3，计算结果保留两位小数）。11.某井用密度为1.25g/cm3的盐水压井液钻磨灰塞，发生溢流前，测得低泵速泵压（循环立管压力）为10MPa，随后继续钻磨灰塞三小时，该井发生溢流立即关井，记录关井立压为4.57MPa，经计算要用1.35g/cm3盐水压井液才能将井压稳,试计算初始循环立管压力和终了循环立管压力？(计算结果保留两位小数)12.某井由于发生溢流而关井，井的垂直深度为3580m，井内修井液为1.33g/cm3,关井后测得关井油管压力（立管压力）为6.9MPa，该井为气层且含硫化氢气体,求所需要的压井液密度应为多少？(重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留两位小数)13.某井油层中部深度为2325.8m，井内无固相压井液密度ρ=1.21g/cm3，进行常规电缆射孔，起出射孔枪后井口发生溢流，抢关防喷器，关井15分钟，测得井口压力为3.2MPa，求油层中部压力为多少兆帕？放喷后，重新挤压井作业应选择密度多大的无固相压井液？(重力加速度g取9.8m/s2,判断为油水层，安全附加密度值ρe可选择0.05～0.1g/cm3，计算结果保留两位小数)##一、计算题1.已知:鱼顶深H1=1000m,落鱼长度L鱼=1000m,下钻杆捞鱼上提拉力F2=120KN,钻具伸长λ=100cm,K1=3800,K2=2450。求:卡点的深度H=？解:设钻杆伸长为λ1,油管伸长为λ2。根据已知条件得:λ1=H1F1/K1代入已知数值:λ1=1000×200÷3800=52.63(cm)λ2=λ-λ1=100-52.63=47.37(cm)卡点以上油管长为:H2=K2λ2/F1=2450×47.37÷200=580.28(m)卡点深度为:H=H1+H2=1000+580.28=1580.28(m)答:卡点深度为1580.28m。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。2.已知:井内油管为φ73mm油管,倒出长度为1350m,钻杆长度L=1350m。油管在水中质量q油=8.3kg/m,钻杆在水中的质量q钻=12.4kg/m,上提拉力F=210kN。求:预计倒开的位置H。解:上提井内钻杆所需拉力F1:F1=q钻×L/100=12.4×1350÷100=167.4(kN)用于上提油管的拉力:F2=F－F1=210－167.4=42.6(kN)在F2提拉力的作用下,能提动油管的长度:L2=F2×100/q油=42.6×100÷8.3=513.3(m)预计倒开的位置:H=L＋L2=1350＋513.3=1863.3(m)答:预计倒开的位置H为1863.3m。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。3.解：①三次上提油管平均拉力：F=（F1＋F2＋F3）÷3=（130＋160＋190）÷3=160（kN）②三次上提油管平均伸长：λ=（λ1＋λ2＋λ3）÷3=（30＋50＋70）÷3=50（cm）③卡点位置：H=K×λ÷F=2450×50÷160=766（m）答：卡点在766m处。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。4.已知ρ=1.20g/cm3,g=9.8m/s2,H=2000m。求：求井底静液压力Ph？解：根据计算公式：Ph=10-3ρgH得：Ph=10-3×1.20×9.8×2000=23.54（MPa）答：井底静压力为23.544MPa。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。5.已知：ρ=1.04g/cm3，g=9.8m/s2。求：该地区正常地层压力梯度G？解：根据计算公式：G=ρ·g得：G=1.04×9.80=10.19（KPa/m）答：该地区正常地层压力梯度为10.19kPa／m。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。6.已知：G=11.80kPa／m，H=2km。求：地层压力pP=?解：根据计算公式：pP=GH得：pP=11.8×2=23.60（MPa）答：地层压力为23.60MPa。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。7.已知：pP=26.215MPa，H=2.5km。求：该地层的正常压力梯度地层压力G?解：根据计算公式：G=pP／H得：G=26.215/2.5=10.45（kPa/m）答：该地区正常地层压力梯度为10.45kPa／m。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。8.解：根据计算公式ρe=PP／10－3·g·h得：ρe=49.95／10－3×9.8×4300=1.19（g／cm3.）答：地层压力当量井液密度为1.19g／cm3。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。9.解：(1)求侵入流体的密度ρw，判断侵入井内的流体性质。根据计算公式：ρw=ρ1－[（Pa-Pd）÷（10-3×g×ΔV÷Va）]将已知数据代入公式得：ρw=1.20－[（7-6）÷（10-3×9.8×2500÷23.93）]=0.22（g/cm3）又依据判断侵入流体性质的经验值,当计算值ρw=0.12～0.36g/cm3，为气；当计算值ρw=0.36～0.60g/cm3，为油气或气水混合物；当计算值ρw=0.60～0.84g/cm3，为油、水或油水混合物。本题计算结果ρw=0.22g/cm3，小于0.36g/cm3，故判断侵入井内的流体为天然气。(2)求地层压力Pp和地层压力当量密度ρ当根据地层压力计算公式：Pp=Pd＋10-3×g·ρ1·H将已知数据代入公式得：Pp=6＋10-39.8×1.20×3000=41.28（MPa）根据地层压力当量密度计算公式：ρ当=Pp/10-3·g·H将已知数据代入公式得：ρ当=41.28÷10-3×9.8×30000=1.40（g/cm3）答：侵入流体的密度为0.22g/cm3，经判断侵入井内的流体为气体。地层压力为41.28MPa，地层压力当量密度为1.40g/cm3。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。10.解：(1)求侵入井内地层流体密度ρw，判断侵入井内的流体性质。根据计算公式：ρw=ρ1－[（Pa－Pd）÷（10-3×g×ΔV÷Va）]将已知数据代入公式得：ρw=1.50一［（4.5—2.5）÷（10-3×9.8×1800÷11）］=0.25（g/cm3）又依据判断侵入流体性质的经验值,当计算值ρw=0.12～0.36g/cm3，为气；当计算值ρw=0.36～0.60g/cm3，为油气或气水混合物；当计算值ρw=0.60～0.84g/cm3，为油、水或油水混合物。本题计算结果ρw=0.25g/cm3小于0.36g/cm3，故判断侵入井内的流体为天然气。(2)求地层压力Pp。根据计算公式：Pp=Pd＋10-3×g·ρ1·H将已知数据代入公式得：Pp=2.5＋10-3×9.8×1.50×2800=43.66（MPa）(3)求所需新的重压井液密度ρ新。根据计算公式：ρ新=ρ1＋[（Pa—Pd）÷10-3×g·H]＋ρe将已知数据代入公式得：ρ新=1.50＋[（4.5—2.5）÷10-3×9.8×2800]＋0.15=1.72（g/cm3）(4)求最大允许关井套压值Pa。根据计算公式：［Pa］=10-3×gH破压（ρ当－ρ1）将已知数据代入公式得：［Pa］=10-3×9.8×1700（1.85－1.50）=5.83（MPa）答：侵入流体的密度为0.25g/cm3，经判断侵入井内的流体为气体。地层压力为43.66MPa，需要新的重压井液密度为1.72g/cm3，节流压井时最大允许关井套压值为5.83MPa。评分标准：公式、过程、结果全对得满分；过程对，结果错，给50%分；只有公式对，给20%分；公式、过程不对，结果对，无分。公式可用汉字表达。11.已知:ρ1=1.25g/cm3，ρ2=1.35g/cm3，Pd=4.57MPa，PCi=10MPa。求:初始循环立管压力PTi和终了循环立