石油工程ⅲ复习资料

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1、东北石油大学石油工程学院第一章静液压力：由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度。上覆岩层压力：地层某处的上覆岩层压力是该处以上地层（包括岩石基质和岩石孔隙中流体）总重力所产生的压力。地层压力：指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙压力，用pp表示。基岩应力：由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力，称为基岩应力，亦称有效上覆岩层压力、骨架应力或颗粒间压力，用σ表示。地层破裂压力：在井中一定深度处的地层，其承受压力的能力是有限的，当压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层的破裂压力pf。声波时差法基本原理在正

2、常压力层段，随着地层埋藏深度的增加，岩石孔隙度减小，密度增大，逐渐减小。在半对数坐标中，声波时差随井深呈直线变化关系，称之为正常趋势线。正常沉积条件下，泥页岩的孔隙度随深度的变化规律为：Δt＝Δt0e-cD进入异常高压地层时，由于岩层欠压实，孔隙度相对增大，声波时差相对增大，则必偏离正常压力趋势线。据此可预测异常高压，并可根据偏离程度的大小定量计算地层压力。声波时差法步骤1.收集声波时差测井资料，读取泥页岩点的声波时差数据；2.绘制散点图，引出正常压力趋势线；3.读出异常高压层段的实际Δt和该深度D所对应的正常趋势线上的声波时差Δtn，计算Δt-Δtn；4

3、.从经验图版上读出Δt-Δtn所对应的当量密度ρp；5.计算地层压力：pp=0.00981ρpD试述dc指数法预测地层压力的基本原理P14第3段dc指数法评价地层压力的步骤1.收集泥页岩地层的正常压力和异常压力层段的钻井资料：钻速、钻压、转速、钻头直径、地层水密度、实际钻井液密度；2.计算dc指数；3.在半对数坐标中绘制散点图，求出正常dc趋势线；4.计算地层压力,做出曲线，读出结果。岩石可钻性：岩石破碎的难易性，它反映了是岩石抵抗钻头破碎的能力。岩石的研磨性：岩石磨损钻头切削刃材料的能力。强度：岩石在外力作用下发生破坏时的最大应力。抗拉强度：岩石单纯受拉

4、伸应力作用时的强度。抗压强度：岩石单纯受压缩应力力作用时的强度。抗剪强度：岩石单纯受剪切应力作用时的强度抗弯强度：岩石单纯受弯曲应力作用时的强度。岩石抗压强度：岩石抵抗外力压缩的能力,大小等于在岩样上施加轴向压缩载荷直至破坏时单位面积上的载荷。硬度：岩石抵抗其它物体表面压入的能力。硬度与抗压强度区别：硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能力。常规三轴试验一般规律：a.岩石在三轴应力条件下的强度明显增加。随着围压的增大，岩石强度增大。b.随着围压的增大，岩石由脆性向塑性转变，且围压越大，岩石破坏前呈现的也塑性越大。东北石油大学石

5、油工程学院岩石从脆性向塑性转变的压力（围压）称为临界压力。不同的岩石，临界压力不同。c.在各向均匀压缩状态下，岩石永远不会破坏。第二章刃尖角β：刀翼尖端前后刃之间的夹角。它反映了刀翼的尖锐程度。β越小，刃部越尖锐，越容易吃入地层，但强度越低。一般:软地层β=8～10°；硬地层β=12°～15°切削角α：刀翼前刃和水平面之间的夹角。在相同钻压下，α越大，刀刃越容易吃入地层，但旋转扭矩大，剪切刃前岩石困难。一般:松软地层α＝70°软地层α＝70～80°；中硬地层α＝80～85°刃后角ψ＝α-β：刃后角必须大于井底角θ。刃前角φ：φ＝90°－α。刮刀钻头的工作原

6、理刮刀钻头主要以切削作用破碎地层。破碎塑性岩石过程：在钻压W作用下，刀翼容易吃入地层；刃前岩石在扭转力T的作用下不断产生塑性流动。这和车刀切削软金属过程类似。破碎脆性岩石过程：刮刀钻头破碎脆性岩石的过程为：碰撞→压碎及小剪切→大剪切。（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。牙轮钻头工作原理（1）牙轮钻头在井底的运动公转：牙轮随钻头一起旋转。自转：牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向旋

7、转称自转。滑动：牙轮齿相对于井底的滑移，包括径向（轴向）和切向（周向）滑动。引起滑动的原因：①超顶和复锥引起切向（周向）滑动②移轴引起径向（轴向）滑动纵向振动：牙轮在滚动过程，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。引起纵向振动的原因：①单、双齿交替接触井底，使牙轮中心上下波动；②井底凹凸不平牙轮滑动对破岩的作用:牙轮的超顶和复锥引起的切向滑动剪切掉牙齿之间的岩石。超顶引起的轴向滑动剪切掉齿圈之间的岩石。(2)牙轮钻头的破岩作用1）冲击、压碎作用纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。2）滑动剪切作用牙轮牙齿的

8、径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎齿间岩石。3）射流的