钻探工程概论试题及答案 - 图文

2026/4/29 16:00:33

动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。

15. 什么是正循环钻进?什么是反循环钻进?反循环的形式有多少种?

正循环钻进是泥浆自供应池由泥浆泵泵出,输入软管送往水龙头上部进口,再注入旋转空心钻杆头部,通过空心钻机一直流到钻头底部排出,旋转中的钻头将泥浆润滑,并将泥浆扩散到整个孔底,携同钻碴浮向钻孔顶部,从孔顶溢排地面上泥浆槽。

反循环钻进与正循环钻进的差异在钻进时泥浆不经水龙头直接注入钻孔四周,泥浆下达孔底,经钻头拌和使孔内部浆液均匀达到扩壁,润滑钻头,浮起钻碴,此时压缩空气不断送入水龙头,通过固定管道直到钻头顶部,按空气吸泥原理,将钻渣从空心钻杆排入水龙头软管溢出。

反循环钻进按照产生冲洗液上升流动的方式不同,可分为地表喷射反循环,泵吸反循环和气举反循环三种方式。不同反循环钻进方式,随着钻孔深度的变化,钻进效率也有所不同,所示为三种反循环钻进方式在不同孔深时的效率曲线,从曲线变化情况可以看出,地表喷射反循环钻进效率,在浅孔段效率较高,气举反循环钻进效率在50 m 以后较高。在选择反循环钻进方式时,应根据孔深、水位等情况进行合理的选择,为了提高钻进效率,有时也采用两种方式相结合的复合式反循环钻进。

16. 钻进参数主要有哪些?各自起到什么作用?

17. 反映钻井液基本性能的参数有哪些?——泥浆的主要性能有哪些? (1)失水量及造壁性

失水量和造壁性是泥浆最重要的性能指标之一。钻进时,若泥浆柱与地层间有压力差存在时,泥浆中的自由水逐渐脱离泥浆结构向孔壁岩层的孔隙中渗入,这个过程叫做泥浆的失水。表示泥浆失水多少的性能称为失水量。在泥

浆失水的同时,泥浆中的一些较大的粘土附着在孔壁岩石上,形成一层泥皮,泥浆的这种能力称为泥浆的造壁性。 (2)触变性和静切力

泥浆静止时,粘土颗粒两端水化膜薄处粘结形成网状结构,稠化成胶状物质。当再进行搅拌或振荡时,又恢复其原有的流动性,这种性质称为泥浆的触变性。

要使静止状态的泥浆开始运动,破坏单位面积网状结构所需的力,称为静切力。其单位为Pa。一般规定,静止1min[美国石油学会的标准为10s(秒)]后测得的静切力,称为初切力。静止10min后测得的切力,称为终切力。 泥浆触变性能的好坏,以终切力和初切力的差来表示。差值越大表示触变性能越好。 (3)粘度

粘度是泥浆流动难易程度的指标。它反映泥浆流动时,其内部摩擦阻力的大小。摩擦阻力包括液体之间、粘土颗粒之间以及粘土颗粒与液体之间的磨擦阻力,并且也有泥浆结构的影响。一般静切力大的泥浆,其粘度也高。 (4)比重

泥浆的比重是指泥浆与同体积水的重量之比。泥浆比重的大小取决于泥浆中固相(粘土、加重剂及岩粉等)的含量和固相的比重。固相含量高和固相比重大,则泥浆的比重也大。

泥浆的比重决定着对岩层的压力。因此,在钻进时,应根据地层的稳定程度来选择泥浆的比重。如地层压力大,加大泥浆的比重以平衡井内地层的压力。相反,在漏失地层钻进时,应加入发泡剂或减少固相的含量,用来降低泥浆的比重以减少漏失。 (5)含砂量

泥浆含砂量是指泥浆中不能通过200号筛孔,即直径大于0.074mm的砂粒所占泥浆总体积的百分含量。 泥浆的含砂量高,不仅增大泥浆的比重,影响钻速。而且也磨损钻具、钻头和水泵等设备。同时在循环中止时还会因砂子的沉淀,发生埋钻事故。故要求含砂量越低越好。一般不应超过4%。 (6)胶体率

泥浆静止24小时内分离出水的体积百分数,即为泥浆的胶体率。

泥浆的胶体率可作为初步评定泥浆质量好坏的简易方法。高质量的泥浆,因粘土颗粒分散和水化好,在静止时不分离出水。而粘土颗粒分散和水化程度不高的劣质泥浆,往往能分离出许多水。 (7)pH值

泥浆的pH值(酸碱度)对泥浆性能有重大影响,也是泥浆进行化学处理的重要依据。一般情况下,泥浆pH值应控制在8~10之间,而钙处理泥浆pH=11左右。

19.为什么说钻井液是钻井工程的血液?

基本功用:(1)排除钻渣(2)保护井壁(3)冷却钻头(4)润滑钻具

特殊功用:(1)提供孔底动力(2)取心取样介质(3)传递孔底信号(4)水力碎岩与导向(见作业)

20.什么是欠平衡钻井?其优点与风险何在?

所谓欠平衡钻井工艺技术,就是在钻井过程中始终保持钻井液循环体系井底压力低于地层孔隙压力,利用专用设备使产层的流体有控制地进入井筒并将其循环到地面,实现安全钻进。包括:欠平衡专用装备的选型与配套、井身结构 、钻头优选、钻具组合、参数优选、井控技术等几个方面。

优点:1、减少或防止地层污染2、对产层进行实时连续调查3、提高钻速, 提高钻头寿命 4、杜绝或减少井漏5、

杜绝或减少压差卡钻等井下复杂6、提前生产,降低完井及增产作业成本7、提高初期产量。8、延长有效储层开采期和发现新的产层。

风险:1.井壁坍塌:对于欠压实的地层,不宜采用欠平衡钻井技术。 2.环境保护:欠平衡钻井产出的储层流体有油气水等,甚至含CO2或H2S。必须根据地面循环及分离系统的功能、压力级别、控制能力等确定能否用欠平衡钻井。 3.考虑井眼失控的危险性:对高压高渗地层,特别是高压气井,如果防喷系统损坏或人员操作失误有可能导致井喷失控。 4.膨胀地层盐岩蠕动泥岩膨胀缩径导致卡钻:不宜应用欠平衡钻井。5.油气产出过量:造成速敏

21.XY-8是什么意思?写出XY系列岩心钻机的标识符号并注明其意义。 XY-8:钻探深度为3000米,油压(液压)式岩芯钻机。

X:岩芯钻机 Y:油压(液压) 数字:钻探深度等级。(1-100m;2-300m;3-600m;4-1000m;5-1500m;6-2000m;8-3000m;9-4000m) 二、综述题 每题25分。

1. 钻探工程在国民经济建设中能够发挥哪些作用?

我国人口多、资源相对不足。目前资源短缺已成为制约我国经济发展的?瓶颈?。巨大的资源缺口将成为长期制约我国经济社会发展的重要因素。快速勘查发现矿产资源后备基地,确保国家经济安全已成为十分迫切的战略任务。发深部地质岩心钻探关键技术与装备无论是提升我国的钻探技术水平还是满足资源勘探的迫切需求都是非常必要的;对缓解目前资源短缺制约我国经济发展的瓶颈、发现新的矿产地、拓展新的找矿空间实现资源可持续发展意义重大。”随着科技进步和经济发展,岩土钻掘工程在国民经济中发挥着越来越大的作用 。已广泛

(1) 矿产资源勘探和(2) (3) 工程地质勘查和生态环(4) (5) (6) 国防工程及海岸工程;

(7) 科学钻探。 地质矿产勘探钻进;水文水井钻进;工程地质勘察、基础工程施工钻进;油气井钻进;爆破孔钻进(采矿、物探);科学钻探(海洋、湖泊、大陆、环境、冰川、外星);地热、干热岩钻采;水力采矿;核废料掩埋、二氧化碳掩埋等;地质灾害治理(边坡锚固、抗滑桩、止水帷幕等);非开挖铺管;文物考古钻探;竖井钻凿(矿山、地下核试验等);抢险救灾(地下灭火、通风孔等) 2. 泥浆在钻探工程中的重要作用是什么?

钻井液(原称泥浆)是指钻井中使用的工作流体。 泥浆是广泛使用的钻井液,主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 钻井液 - 其主要功能如下:

1.冲洗井底:钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流,喷向井底。这高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起,起冲洗井底的作用。

2.携带岩屑:当钻井液在环空的上返速度大于岩屑的沉降速度时,钻井液可将井中的岩屑带出,即在一定的上返速度下,钻井液有携带岩屑(简称携岩)的作用。

3.平衡地层压力:钻井液的液柱压力必须与地层压力相平衡才能达到防止井喷或者钻井液大量漏进地层的目的。

可通过调整钻井液密度控制钻井液的液柱压力,使它与地层压力相平衡。

4.冷却与润滑钻头:钻井液可将钻井过程中钻具(钻头与钻柱)与地层摩擦产生的热带至地面,起冷却作用。同时,钻井液能有效地降低钻具与地层的摩擦,起润滑作用。

5.稳定井壁:可在钻井液中加入适当的处理机,使钻井液具有抑制页岩膨胀和(或)分散的能力,同时产生薄而韧的滤饼,起稳定井壁的作用。

6.悬浮岩屑和密度调整材料:当停止循环时,钻井液处于静止状态,其中的膨润土颗粒可互相联结,形成结构,将岩屑悬浮起来。若钻井液中加有密度调整材料(如重晶石),则在停止循环时,钻井液也可将它悬浮起来。钻井液悬浮岩屑和密度调整材料的能力,可使钻井液停止循环后易于再启动。

7.获取地层信息:通过钻井液携带出的岩屑,可以获取地层许多信息,如油气显示、地层物性等。

8.传递功率:钻井液可将钻井液泵的功率经钻柱从钻头水眼高速喷射传到井底,提高钻头的破岩能力,加快钻井速度。

钻进过程中,用液体或气体的连续循环把孔内的岩屑冲洗或吹洗出来,称为钻孔冲洗。冲洗用的介质,不论是液体还是气体习惯上都被叫做冲洗液或钻井液(drilling fluid)。由于早期的冲洗液多为粘土与水的混合物,所以冲洗液也被笼统地称做泥浆(mud) ,泥浆这个术语一直沿用,现在还有不少人把冲洗液统称为泥浆。 钻井液作用:悬浮和携带岩屑及加重剂;平衡地层压力和井壁侧压力,稳定井壁,防止井喷、井漏和井塌等事故的发生;传递水功率,帮助和破碎岩石;冷却和润滑钻头及钻具;为井下钻具提供动力;部分地支承钻柱和套管的重量;从钻井液中获得所钻地层的地质资料。 冷却、排粉、润滑、支撑

没有泥浆的保护,钻井井壁会遇水膨胀、缩径,甚至流散、垮孔 。 3.为什么说上天难、入地更难?


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