钻井工程（含课程设计）

李老师

中国石油大学（北京）远程教育学院
期 末 考 试
《 钻井工程》
学习中心：_______   姓名：________  学号：_______   
关于课程考试违规作弊的说明
1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。
3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。
一、名词解释（每小题5分，共20分）
1.井斜方位角
2.硬关井
3.欠平衡钻井  
4.岩石的可钻性  
二、简答题（每小题10分，共40分）
1.钟摆钻具组合的防斜原理
2.钻井液的功用
3.射流清洁井底的机理
4.钻柱的功用

三、课程设计（共40分）
设计任务：XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。
设计内容：（其中打“√”部分必须设计，其他部分可选做或不做）。
1.地质设计摘要（√）；
2.井身结构设计（√）；
3.固井工程设计：套管柱强度设计（√）；
4.钻柱组合和强度设计（√）；
5.钻机选择（√）；
6.钻进参数设计：
（1）机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（√）；
（2）钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）
（3）水力参数设计（√）；
（4）钻柱与下部防斜钻具结构（√）。
考核方式及成绩评定
（1）格式、规范：4分，评分依据：工程设计规范；评分标准：4＊符合程度％。
（2）设计的依据与原则准确性：12分，评分依据：工程设计依据与原则；     评分标准：12＊符合程度％。
（3）过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性：12分，评分依据：参数符合工程实际，计算过程可靠；评分标准：12＊符合程度％。
（4）结果准确性：12分。
基础数据：
1.地质概况：见后附设计样例表A－1。
2.设计井深：H=3000 + 4×100 + 学号的后二位数字 ×3    （m）
3.地层压力和破裂压力剖面：根据图A－1，地层压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm3变为1.10g/cm3的井深按以下规律取值：
H=3000 + 4×100 + 学号的后二位数字 ×3    （m）
4.设计系数：见表A-2和表A-3，其他数据查《钻井手册》（甲方）和参考书。
5.水力参数设计数据见表A-4。
6.钻柱设计数据见参数书2。
7.完井方式：先期裸眼完井，Ø177.8mm(7”)生产套管。
附录
1.地质概况
表A-1       
井 别        探 井        井 号        A5        设计井深                目的层       
井

位        坐标        地面海拔  m                 50
纵（）m                  4275165
横（）m                  20416485
        测线位置        504和45地震测线交点
        地理位置        XX省XX市东500m
        构造位置        XX凹陷
钻探目的        了解XX构造含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源
完钻原则        进入150m完钻
完井方法        先期裸眼
层位代号        底界深度，m        分层厚度，m        主要岩性描述        故障提示
A        280                砾岩层夹砂土,未胶结        渗漏
B        600        320        上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩        渗漏
C        1050        450        中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩；
下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层        防塌
D        1600                泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩        防漏
防斜
E        1900        300        砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩        防斜
防漏
F3        2650        750        泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩        防斜
F2J        2900        250        泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩        防斜、塌、卡
F2K        3150        250        泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互       
F1        3500        350        泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩        防漏、喷、卡
QJ        3650
(未穿)        150        深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩        防漏、喷、卡
2.井身结构设计
钻探目的层为灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。油气套管下入层3－5m。
根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。

图A-1  地层压力和破裂压力



设计系数见表A-2。
表A-2 井深结构设计有关系数
名称       
g/cm3       
g/cm3       
g/cm3       
g/cm3       
MPa       
MPa
数值        0.05        0.05        0.03        0.05        15        20
来源        理论计算        理论计算        区域资料统计        区域资料统计        区域资料统计        区域资料统计
表 A-3  各层段地层可钻级值
地    层        A    B    C     D     E     F3      F2J      F2K        F1      QJ
可钻性值        0.6    1    1.39   2.16   3     3.5     7.3      5.2     4.9
3.水力参数设计
（1）泥浆泵型号与性能
表A-4 水力参数设计数据
3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）
缸套直径（mm）        额定泵冲（次 分）        额定排差（L S）        额定泵压（Mpa）
120        150        19.9        33.1
130        150        23.4        28.2
140        150        27.1        24.3
150        150        31.1        21.2
160        150        35.4        18.6
170        150        40.0        16.5
（2）钻井液性能其它参数
  地面泵压不超过20Mpa
  Kg=1.07*10Mpa SL
  环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s
  钻井液塑性粘度0.0047pa.S