採油工程簡答

2023-01-04 18:57:04 字數 5118 閱讀 8452

1. 寫出修正的楊格模式鑽速方程,簡要分析該鑽速方程中所列因素對鑽進機械鑽速的影響規律。

答:楊格模式鑽速方程為:

式中 ——鑽速,m/h; w——鑽壓,kn; m——門限鑽壓,kn; n——轉速,r/min;、、、、、h為無因次量。

鑽速方程考慮的因素對鑽進機械鑽速的影響規律如下:(1)岩石可鑽性:它包含了岩石強度,以及與可鑽性有關的鑽頭型別和泥漿效能等對鑽速的影響;可鑽性越大鑽速越高。

(2)井底壓差:隨著井底壓差的增加鑽速減小。(3)單位鑽壓:

隨著單位鑽壓的增加鑽速增加。(4)轉速:轉速的增加鑽速增加。

(5)水力淨化和水力引數:隨著井眼淨化程度和水力能量的提高鑽速增加。(6)牙齒磨損:

磨損量增加鑽速降低。

1. 簡述地層沉積欠壓實產生異常高壓的機理。

答: 在穩定沉積過程中,若保持平衡的任意條件受到影響,正常的沉積平衡就被破壞。如果沉積速度很快,岩石顆粒就沒有足夠的時間去排列,孔隙內流體的排出受到限制,基岩無法增加它的顆粒與顆粒之間的壓力。

由於上覆岩層繼續沉積,負荷增加,而下面基岩的支撐能力沒有增加,孔隙中的流體必然開始部分地支撐本來應由岩石顆粒所支撐的那部分上覆岩層壓力,從而導致了異常高壓。

2.岩石受圍壓作用時,其強度和塑脆性是怎樣變化的?

答:當岩石受到圍壓作用時,所有岩石的強度均增大, 隨著圍壓的增大,岩石表現從脆性向塑性的轉變,並且圍壓越大,岩石破碎前所呈現的塑性也越大。

2. 水平地應力是怎樣產生的?它與上覆岩層壓力的關係是怎樣的?

答:水平地應力由兩部分組成,一部分是由上覆岩層的重力作用引起的,另一部分是地質構造力,它隨著埋藏深度的增加而線形增大,和有效上覆岩層壓力成正比。有效上覆岩層壓力指上覆岩層壓力和岩石內孔隙流體壓力的差。

3. 分析井內液柱壓力和地層孔隙壓力對鑽井岩石破碎的影響。

答:岩石的屈服強度隨著孔隙壓力的減小而增大。當圍壓一定時,只有當孔隙壓力相對地小時,岩石才呈現塑性的破壞;增大孔隙壓力將使岩石由塑性破壞轉變為脆性破壞。

一些受壓巖頁由於孔隙壓力相當高,當鑽開井眼後,從井壁上因產生脆性的破壞而崩落,大概與這種機理有關。因此,在考慮頁岩井壁的穩定時應對孔隙壓力給予足夠的重視。相反地,在鑽井工程中,孔隙壓力有助於岩石的破碎從而提高鑽井的速度。

井底的岩石,如果不滲透、無孔隙液體時,則增大泥漿的液柱壓力ph,也將增大對岩石的「各向壓縮效應」。其結果必然導致岩石抗壓入強度的增加和塑性的增大,並且在一定的液柱壓力下,岩石將從脆性的破壞轉變為塑性破壞。

1,金剛石鑽頭有哪些突出優點?

答:(1)是一體性鑽頭,沒有結構薄弱的環節,因而可以使用較高的轉速,可以承載較大的側向載荷而不發生井下事故,(2)金剛石鑽頭在正確使用的情況下,耐磨且壽命長,適合於深井及研磨性地層。(3)在高溫下,牙輪密封易失效,金剛石鑽頭則不會出現此問題。

(4)金剛石鑽頭不受空間尺寸的限制,適合於小井巖鑽井。(5)在鑽牙受限的情況下可以使用金剛石鑽頭。(6)結構設計製造比較靈活,生產裝置簡單,能滿足非標的需要。

(7)pdc鑽頭是一種切削型鑽頭,實踐表明在適應地層可以取得很高的經濟效益。(8)由於熱穩定性的限制,必須保證充分的沖洗和冷卻。(9)金剛石鑽頭抗載荷、抗衝擊能力較差,使用時必須巖嚴格的規程。

(10)金剛石材料**較高。

12.天然金剛石鑽頭是怎樣破碎岩石的?適用鑽什麼樣的地層?

答:聚晶金剛石復合片(1)在鑽遇硬地層時,在鑽壓的作用下壓入岩石,使接觸岩石呈現極高的應力狀態而使岩石呈現塑性。(2)在塑性地層,金剛石吃入地層並在鑽頭扭矩的作用下使前方的岩石內部發生破碎或塑性流動,,脫離岩石基體,這一過程稱作犁削。

(3)在脆性較大的岩石中,在鑽壓和扭矩的作用下,岩石表現為脆性破碎,在這種情況下,金剛石鑽頭的破岩速度較高,岩石破碎的體積遠大於金剛石吃入後位移的體積。

鑽頭是怎樣破碎岩石的?適用於什麼樣的地層?

答:pdc鑽頭實質上就是具有負切削角度的微型切削片刮刀鑽頭。在鑽壓和扭矩的作用下,pdc復合片吃入地層,充分利用復合片極硬、耐磨.

自銳的特點犁削和剪下地層、破碎岩石。 pdc鑽頭適宜於在軟到中硬的均質、無礫岩的地層中鑽進。

23.井下鑽柱受到哪些力的作用?

答:(1)、軸向壓力和拉力(2)、在轉盤鑽井時,受到扭矩(3)在鑽壓超過鑽柱臨界值時等情況下,將受到彎曲力距。(4)當鑽柱繞井眼軸線公轉時,將產生離心力。

(5)鑽桿測試時,鑽桿將受到很大的外擠壓力。(6)鑽進時會引起鑽柱的縱向振動。(7)在某一臨界轉速下鑽頭將出現橫向擺振。

1. 影響鑽進速度的主要因素有哪些,哪些為可控制的因素?簡要分析這些可控因素對鑽進速度的影響。

答:影響因素:地質條件、岩層性質和鑽井深度等客觀因素;鑽頭型別、鑽井液效能、水力引數、鑽壓、轉速等可控變數。

鑽頭型別:因不同的鑽頭型別適用於不同的地層,選擇好鑽頭可獲得高的機械鑽速。

鑽井液效能:密度增加會降低機械鑽速;粘度增加會降低機械鑽速,固相含量增加會降低機械鑽速,鑽井液的分散性增加鑽速降低。 鑽壓:增加鑽壓,提高機械鑽速。

轉速:增加轉速,一般機械鑽速提高,但當鑽頭齒的接觸時間小於破碎岩石的接觸時間時,鑽速降低。

2. 什麼是噴射鑽井?噴射鑽井能大幅度提高鑽速的主要原因是什麼。

答:簡單地說噴射鑽井就是充分利用鑽井液通過噴射鑽頭所形成的高速射流的水力作用,以提高機械鑽速的一種鑽井方法。 它具有很高的噴射速度,具有很大的水力功率,它能給予井底岩屑乙個很大的衝擊力,從而使岩屑及時迅速地離開井底,始終保持井底乾淨。

另當鑽井液射流水力功率達到一定程度時,它還具有輔助鑽頭機械破岩的作用,從而使機械鑽速更進一步地提高。

2測斜計算,對乙個測段來說,要計算那些引數?對乙個測點來說,需要計算哪些引數?測段計算與測點計算有什麼關係?

答:測斜時,對乙個測段來說,需要計算的引數有五個:垂增、平增、n座標增量、e座標增量和井眼曲率;對乙個測點來說,需要計算的引數有七個:

五個直角座標值(垂深、水平長度、n座標、e座標、視平移)和兩個極座標(水平位移、平移方位角)。軌跡計算時,必須首先算出每個測段的座標增量,然後才能求得測點的座標值。

2滿眼鑽具組合控制井斜的原理是什麼?它能使井斜角減小嗎?

答:滿眼鑽具組合採用在鑽鋌上適當安裝扶正器(近鑽頭扶正器、中扶正器、上扶正器、第四扶正器),採用扶正器組合的辦法解決井斜問題。滿眼鑽具組合並不能減小井斜角,只能做到使井斜角的變化(增斜或將斜)很小或不變化。

1螺桿鑽具在定向井造斜方面有何優點?

答:螺桿鑽具的扭矩與壓力降成正比。壓力降可從幫浦壓表上讀出,扭矩則反映所加鑽壓的大小,所以可以看著幫浦壓表打鑽。

根據幫浦壓表上的壓力降還可以換算出鑽頭上的扭矩,從而可以較為準確的求得反扭矩。這是螺桿鑽具在定向鑽井應用中的突出優點。

1軌跡控制的三個階段的主要任務各是什麼?

答:(1)打好垂直井段。在鑽垂直井段時要求實鑽軌跡盡可能接近鉛垂線,也就是要求井斜角盡可能小。

(2)把好定向井造斜關。如果定向造斜段的方位有偏差,則會給以後的軌跡控制造成巨大困難。(3)跟蹤控制到靶點。

這一階段的任務是在鑽進過程中,不斷了解軌跡的變化發展情況,不斷地使用各種造斜工具或鑽具組合,對井眼軌跡進行控制,原則就是既要保證中靶,又要加快鑽速。

1水平井的難度主要表現在哪些方面?引起這些難度的原因是什麼?

答:(1)水平井的軌跡控制要求高,難度大。要求高,是指軌跡控制的目標區要求高。

難度大,是指在軌跡控制過程中存在「兩個不確定性因素」。一是目標垂深的不確定性;二是造斜工具的造斜率的不確定性。這兩個不確性的存在,對直井和普通定向井來說,不會有很大的影響,但對水平井來說,則可能導致脫靶。

(2)管柱受力複雜。(3)鑽井液密度選擇範圍變小,容易出現井漏和井塌。地層的破裂壓力和坍塌壓力隨井斜角和井斜方位角而變化;在水平井段,地層破裂壓力不變,而隨著水平井段的增長,井內鑽井液液柱的激動壓力和抽吸壓力將增大,也將導致井漏和井塌。

(4)岩屑攜帶困難。由於井眼傾斜,岩屑在上返過程中將沉向井壁的下側,堆積起來,形成「岩屑床」。特別是在井斜角45°~60°的井段,已形成的「岩屑床」會沿井壁下側向下滑,形成嚴重的堆積,從而堵塞井眼。

(5)井下纜線作業困難。在大斜度和水平井段,測井儀器不可能依靠自重滑到井底。 (6)保證固井質量的難度大。

一方面由於大斜度和水平井段的套管在自重下貼在下井壁,居中困難;另一方面鑽井液在凝固過程中析出的自由水將集中在井眼上側,從而形成一條沿井眼上側的「水槽」,大大影響固井質量。(7)完井方法選擇和完井工藝難度大。水平井井眼曲率較大時,套管將難以下入,無法使用射孔完井法,將不得不採用裸眼完井或篩管完井法等。

這將使完井方法不能很好地與地層特性相適應,將給採油工藝帶來難度。

1. 分析造成井斜的原因,簡述控制井斜的基本方法和原理。

答:造成井斜的原因主要有:(1)地質因素a.

地層可鑽性的各向異性,即地層可鑽性在不同方向上的不均勻性。b. 地層可鑽性的縱向變化。

c. 地層可鑽性的橫向變化。(2)鑽具原因下部鑽具的傾斜和彎曲,引起鑽頭傾斜,在井底形成不對稱切削;或使鑽頭受到側向力的作用,迫使鑽頭進行側向切削。

(3)井眼擴大井眼擴大,鑽頭可在井眼內左右移動,靠向一側,也可使受壓彎曲的鑽柱撓度加大,於是鑽頭軸線與井眼軸線不重合,導致井斜。

控制井斜的基本方法有:(1)滿眼鑽具組合控制井斜如果鑽具直徑與鑽頭直徑完全相等,上述三個井斜原因就都會被克服。(2)鐘擺鑽具組合控制井斜鑽柱的下部適當位置加乙個扶正器,該扶正器支撐在井壁上,使下部鑽柱懸空,則該扶正器以下的鑽柱就好像乙個鐘擺,產生乙個鐘擺力,其作用是使鑽頭切削井壁的下側,從而使新的井眼不斷降斜。

4.地層流體侵入的原因及其預防。

造成井底有效壓力降低,進而導致地層流體進入井眼的原因有多種,主要為:鑽井液密度低;環空鑽井液液柱降低;起鑽抽汲;停止迴圈。要預防地層流體的侵入,就要使井底有效壓力不小於地層壓力值:

首先鑽井液密度不小於地層壓力當量密度與安全係數之和;保持鑽井液液柱高度不降,起下鑽要平穩等。

1. 簡述地層流體侵入井眼的徵兆。

答:地層液體侵入井眼的徵兆有:

(1)鑽時加快;(2)鑽井液池液面增高;(3)鑽井液返出流量增加;(4)返出鑽井液溫度增高;(5)返出鑽井液密度變低;(6)返出鑽井液電導率變化; (7)返出鑽井液粘度變化;(8)迴圈壓力下降;(9)地面油氣顯示;(10)大鉤負荷增大。

1地層流體侵入井眼檢測方法比較。

答:1)鑽井液池液面檢測法:(2)返出鑽井液流量檢測法:(3)聲波氣侵早期檢測法:

1完井方法選擇的依據是什麼?

答:(1)能有效地連通油、氣層與井眼,油、氣流入井內的阻力要小;(2)能有效地封隔油、氣、水層,防止互相串擾,並能滿足分層開採和管理的要求;(3)有利於井壁穩固,保證油、氣井長期穩定生產;(4)所採用的完井方法工藝簡單,完井速度快,成本低。

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