中国石油大学(华东)钻井工程课后题答案.doc

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1、第一章钻井的工程地质条件（P41）1、简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层压力和基岩应力三者之间的关系。答：P6～P82、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。答：P10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

2、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，就造成了地层欠压实，从而导致了异常高压的形成。3、简述在正常压实地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规律。答：密度、强度、dc指数随井深增加而增大（见P10上、P25下、P15中）；空隙度、声波时差随井深增加而减小（见P12下）。4、解释地层破裂压力的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力？答：地层破裂压力：P17中。根据液压实验曲线确定地层破裂压力：见P21中（步骤4、5）。5、某井井深2000m，地层压力25MPa，求地层压力当量密度。解：根据P13、式（1-12），地层

3、压力地层压力当量密度6、某井井深2500m，钻井液密度1.18g/cm3，若地层压力27.5MPa/m，求井底压差。解：井底压差＝井底钻井液液柱压力－地层压力静液压力：P6、式（1-1）井底压差：7、某井井深3200m，产层压力为23.1MPa，求产层的地层压力梯度。解：地层压力梯度＝地层压力/井深参考P13、式（1-12），地层压力或P7、式（1-2），静液压力梯度产层压力梯度：8、某井钻至2500m，钻头D＝215mm，钻压W＝160KN，钻速n＝110r/min，机械钻速7.3m/h，钻井液密度1.28g/cm3，正常条件下钻井液密度1.07g/cm3，求d和dc指数。解：据P15、式（

4、1-16）、式（1-17）（注意：各变量的单位）d指数：dc指数：12、岩石受围压作用时，其强度和塑性是怎样变化的？答：（1）当围压增加时强度均增大，但所增加的幅度对于不同类型的岩石是不一样的（P28）；（2）随着围压增大，岩石表现出由脆性向塑性转变，并且围压越大，岩石破坏前所呈现的塑性也越大（P31）。补充题：某井将套管下至1000m固井后做漏失试验，测得漏失压力为pL=5.9MPa，井内泥浆密度为1.15g/cm3。继续钻进至2000m将钻遇油气层，预计油气层压力为35.0MPa。若采用平衡压力钻井方法钻穿油气层，能否压漏地层？（或是否需要下技术套管？）解：等价问题——“钻2000m处油层

5、时，使用的钻井液在1000m处产生的液柱压力是否会超过此处的地层破裂压力”。思路：（1）计算套管鞋处地层破裂压力当量密度，与钻开油层所需钻井液密度比较；（2）计算套管鞋处地层破裂压力，与钻开油层时该处的液柱压力比较；（3）计算套管鞋处地层破裂压力当量密度，以及采用该密度的钻井液钻开油层时井底液柱压力，与油层压力比较（4）计算当前密度的钻井液钻开油层时关井套压，与漏失试验的漏失压力比较。解法1：①计算地层破裂压力的当量密度：P21、式（1-27）②计算钻开油层所需要的钻井液密度：采用平衡钻井钻穿油气层，钻井液静液压力等于地层压力。地层压力：P13、式（1-12）则井深2000m处，地层压力35.

6、0MPa，对应的钻井液密度为：③比较两当量密度：采用平衡钻井钻穿油气层时，钻井液密度大于1000m处的地层破裂压力当量密度，而此处地层又没有用套管封隔，则地层被压漏。解法2：(比较1000m处的压力)①计算1000m处的地层破裂压力：②计算钻开油层所需要的钻井液密度：（同上）采用平衡钻井钻穿油气层，钻井液静液压力等于地层压力。地层压力：P13、式（1-12）则井深2000m处，地层压力35.0MPa，对应的钻井液密度为：③钻开油层时，1000m处的静液柱压力：④比较两个压力：由于，则地层被压漏。解法3：①计算地层破裂压力当量密度：P21、式（1-27）②破裂压力当量密度在2000m处能产生的静

7、液柱压力：③比较两个压力：由于，说明该密度的钻井液在井底产生的静液压力不能平衡地层压力；如果采用平衡压力钻井方式钻开2000m处油气层，所需钻井液密度必定要高于套管鞋处地层破裂压力当量密度，则地层被压漏。第1章补充复习题：1、名词解释：地层破裂压力、岩石的强度、岩石的可钻性第二章钻进工具（P98-99）7、牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动？(P53-54)答：超顶和复锥产生切向滑动，可以