钻井

第二章 井身结构设计

1.井身结构设计的任务、依据。

任务：下入套管层数；各层套管的下入深度；选择合适的套管尺寸与钻头尺寸组合。

原则：能有效保护油气层；能避免产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况,为全井安全、优质、快速和经济地钻进创造条件；当实际地层压力超过预测值发生溢流时，在一定范围内，应具有处理溢流的能力。

2.地层压力：岩石孔隙中流体（油气水）的压力，也叫地层孔隙压力。

地层破裂压力：在井中，当井内液体压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。

地层坍塌压力：当井内液柱压力低于某一值时，地层出现坍塌或缩径，我们称这个压力为地层坍塌压力。

3. 预测地层压力的方法：dc指数法、声波时差法、地震波法。 4.岩石破裂的力学机理是什么？（液压试验检验地层破裂压力）

是由井壁上的应力状态决定的，深部地层的水压致裂是由于井壁的有效切应

力达到或超过了岩石的抗张强度。

地层破裂压力≥钻井液有效液柱压力≥地层压力

第三章 钻井液

1.钻井液的循环路径

2.钻井液的基本成分：分散相（膨润土、加重材料、水气油）+分散介质（水、油、气体）+化学处理剂

3.钻井液的类型：按密度分：高密度钻井液、低密度钻井液；

按与粘土水化作用的强弱：抑制性钻井液、非抑制性钻井液； 按连续相性质：水基钻井液、油基钻井液、气基钻井液。

4.钻井液的功能：清洗井底，携带钻屑；冷却和润滑钻头、钻具；形成泥饼，保护井壁；控制和平衡地层压力；悬浮钻屑及加重材料；提供所钻地层的地质资料；

传递水功率；防止钻具腐蚀。

5.钻井液工艺性能：钻井液的流变性、钻井液的失水造壁性、钻井液的其它性能。（10年已考）

6.钻井液流变参数：在外力作用下，钻井液流动和变形的特性。如钻井液的塑性粘度、动切力、表观粘度、有效粘度、静切力和触变性等性能都属流变性参数。（08年已考）

7.钻井液失水造壁性：钻井液中自由水在压差作用下渗入地层的同时，固相物质和固相物质吸附的少量水滞留在井壁上形成泥饼。 8.钻井液性能对钻井工程的影响

密度： 粘度： 切力：

触变性：恒温恒压下搅拌后变稀，静止后变稠的特性。 剪切稀释特性：

失水造壁性对钻井工程的影响：失水量过大：（1）水敏性泥页岩的垮塌、缩径（2）导致油气层内粘土水化膨胀而使产层渗透率下降，损害油气层。泥饼过厚的危害：（1）井径缩小，引起起下钻遇阻遇卡；（2）泥饼粘附卡钻。 流变性对钻井工程的影响：影响钻井速度；影响环空携岩能力；影响井壁稳定；影响岩屑与加重物的悬浮；影响井内压力激动；影响钻井泵压和排量；影响固井质量。

第四章 钻进工艺

1. 影响钻进过程（钻速）的有关因素？（10年已考）

a) 地层岩性：强度、硬度、研磨性（岩石磨损破岩工具表面的能力）、可钻

性（岩石破碎的难易性）。

b) 钻井液性能：密度（反比）、固相含量（反比）、粘度（反比）、失水（正

比），含油量（反比）。

c) 钻头：类型（刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头）及结构 d) 水力参数：泵压、排量、喷嘴直径

e) 钻井机械参数：钻压、转速。 2. 钻井液循环系统

地面管汇：钻井液从钻井泵流出后，先经过地面高压管线、立管、水龙带、水龙头和方钻杆。

钻柱内部：钻井液从方钻杆流出后，即进入钻杆和钻铤内部。

钻头：钻井液从钻铤流出后，即进入钻头喷嘴，形成钻井液射流，清洗井底和破碎岩石。

环形空间：钻井液到达井底以后，又从钻柱与井壁的环形空间返出到达地面上——携带岩屑。

3. 水功率传递关系式：Ps（钻井泵泵压）=P1（循环系统压力损耗）+Pb（钻头压力降）=Pg（地面管汇压力损耗）+Ppl（钻柱内外压力损耗）+Pcl（钻铤内外压力损耗）+Pb

4. 喷射钻井常用的两种工作方式：最大水功率、最大射流冲击力。

5. 钻铤：位于钻柱下部，与钻头相连，用它自身的重力给钻头施加压力。钻铤长度计算（09年、10年）记住公式。

第五章 钻井过程压力控制

1. 压力控制钻井包括：平衡钻井（钻进时有效钻井液柱压力等于地层压力）、**衡钻井（有效钻井液柱压力略高于地层压力）、欠平衡钻井（有效钻井液柱压力低于地层压力）、过平衡钻井（有效钻井液柱压力大于地层压力）。 2. 溢流：当井底压力低于地层压力时，井口返出钻井液流量大于泵入量，停泵后井筒内流体从井口自动外溢流出井口的现象。（10年已考） 井喷：溢流发展到井筒流体喷出转盘面一定高度的现象。 发生溢流的三个控制过程：（09年已考）

（1） 初步控制：保持井筒钻井液柱压力略高于地层压力，地层流体不能进

入井筒而维持正常钻井。

（2） 二次井控：当地层—井筒压力系统失去平衡时，向井筒泵入设计合适

的压井液密度来平衡地层压力。常规井控技术

（3） 三次井控：无法用保持井底压力不变的方法排除高压油气溢流时，采

用紧急的处理办法，如泵入重晶石或打水泥塞。

引发溢流或井喷的原因：①地层压力Pp预测不准确；②井筒钻井液面高度h下降；③钻井液密度下降；④起钻中抽汲压力降低了井筒液柱压力。 3. 井涌余量Sk：溢流发生后，关井和处理溢流过程中允许达到的最大井内压力的当量梯度密度与正常压井钻井液密度之差。 4. 加重钻井液密度计算。（11年考计算题） 公式 先求地层压力，再求压井钻井液密度 5. 常规井控压井方法

关井立管压力不为0的压井方法。司钻法和工程师法。

司钻法：分两个循环周期进行。第一循环采用原密度ρm钻井液循环排出环空气侵的钻井流体；第二循环泵入按关井立管压力求得的所需密度ρmk钻井液置换出井筒内ρm的钻井液而恢复建立井筒压力平衡时的压井方法。特点：第一循环周结束，关井立管压力Pd等于套压Pa。第二循环周结束，立管压力等于循环压降，套压为0。停止循环后，立管压力和套压皆等于0。 工程师法：溢流关井后，根据关井立管压力求得地层压力，待配置好所需压井密度的钻井液后，通过一个循环周内同时排出环空气侵流体的压井方法。特点：施工时间短，套压及井内地层受力较司钻法小。一个循环周结束后，立管压力和套压都等于0。 司钻法压井套压变化曲线

第六章 井眼轨迹设计与控制

第七章 固井

1. 固井：向井内下入套管，并向套管和井眼之间的环形空间注入水泥的施工作业。包括下套管和注水泥两大部分。

2. 注水泥：下完套管后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆顶替到套管外环形空间设计位置的作业。

3. 固井的目的：封隔地层、加固井眼、建立密封性能良好的井内流通通道，以保障继续安全钻进，保证后期作业和生产的正常进行。

4. 对水泥的凝结和硬化起主导性作用的四种矿物成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。 5. 水泥浆工艺性能（09已考）

6. 在深井固井过程中为什么要有足够的稠化时间？保障注水泥施工作业能够在稠化时间以内完成。

7. 提高注水泥效率措施（11年已考）

8. 预防水泥浆失重及其所导致的油气水窜的措施：

（1）降低水泥柱高度；（2）采用双凝水泥；（3）候凝时井口环空加压；（4）固井时加大环空内钻井液密度；（5）增加水泥浆混合水的密度；（6）使用防窜水泥浆。

第八章 完井

1. 完井：根据油气层的地质特性和开发开发的技术要求，在井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方式。 2. 合理完井的要求（08年已考） 3. 完井方法及适用地层（09已考）

第九章 储层保护

1. 储层损害：在钻井、完井、井下作业及油气田开采的全过程中，造成储层渗透率下降的现象通称为储层损害。

2. 储层损害的室内评价：①储层敏感性评价（酸敏、盐敏、碱敏、速敏、水敏）②工作液对储层的损害评价

3. 钻井过程中的储层损害（10、11已考）

4. 钻井过程中影响储层损害的工程因素（10年已考）

5.钻井过程中的储层保护：①平衡压力钻井技术②优质钻井液完井液③屏蔽暂

堵保护储层钻井液技术（屏蔽暂堵技术）