井控技術(shù)試題及答案

1、井控技術(shù)試題及答案、名詞解釋 1何謂雙向應(yīng)力橢圓？答：在軸向上套管承受有下部套管的拉應(yīng)力，在徑向上存 在有套管內(nèi)的壓力或管外液體的外擠力，套管處于雙向應(yīng)力 的作用中。 根據(jù)第四強(qiáng)度理論， 列套管破壞的強(qiáng)度條件方程：2 2 2a z + a t - a t a z= a s改寫為：( a z/ a s) 2-( a z a t)/ a /+( a t/ a s) 2=1得一圓方程。用a z/ a s的百分比為橫坐標(biāo)，用a t/ a s的百分比為縱坐標(biāo)，繪出的應(yīng)力圖，稱為雙向應(yīng)力橢圓。2何謂前置液體系？答： 前置液是注水泥過(guò)程中所用的各種前置液體的總稱。前 置液體系是用于在注水泥之前，向井中注入的

2、各種專門液 體。二、簡(jiǎn)答題1 簡(jiǎn)述套管的的種類及其功用。答：( 1 )表層套管，表層套管是開(kāi)始下入的最短最淺的一層 套管，表層套管主要有兩個(gè)作用： 一是在其頂部安裝套管頭， 并通過(guò)套管頭懸掛和支承后續(xù)各層套管；二是隔離地表淺水 層和淺部復(fù)雜地層，使淡水層不受鉆井液污染。（2）中間套管，亦稱技術(shù)套管。介于表層套管和生產(chǎn) 套管之間的套管都稱中間套管，中間套管的作用是隔離不同 地層孔隙壓力的層系戒易塌易漏等復(fù)雜地層。（3）生產(chǎn)套管。生產(chǎn)套管是鉆達(dá)目的層后下入的最后 一層套管，其作用是保護(hù)生產(chǎn)層，并給油氣從產(chǎn)層流到地面 提供通道。（4）鉆井襯管，亦稱鉆井尾管。鉆井襯管常在已下入 一層中間套管后采用，即

3、只要裸眼井段下套管注水泥，套管 柱不延伸至井口。采用鉆井襯管可以減輕下套管時(shí)鉆機(jī)的負(fù) 荷和固井后套管頭的負(fù)荷，同時(shí)又可節(jié)省大量套管和水泥， 降低固井成本。2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是什么？ 答：進(jìn)行井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所遵循的原則主要有：（ 1）有效地保護(hù)油氣層，使不同地層壓力的油氣層免 受鉆井液的損害。（2）應(yīng)避免漏、噴、塌、卡等井下復(fù)雜情況的發(fā)生， 為全井順利鉆進(jìn)創(chuàng)造條件，以獲得最短建井周期。（3）鉆下部地層采用重鉆井液時(shí)產(chǎn)生的井內(nèi)壓力不致 壓裂上層套管外最薄弱的裸露地層。4）下套管過(guò)程中，井內(nèi)鉆井液柱的壓力和地層壓力之間的壓力差，不致產(chǎn)生壓差卡套管現(xiàn)象。3 套管柱設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？設(shè)計(jì)原則是什么？

4、答：套管柱設(shè)計(jì)包括套管的強(qiáng)度計(jì)算；有效外在計(jì)算；及套 管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)。套管柱設(shè)計(jì)原則：（ 1） 應(yīng)能滿足鉆井作業(yè)、 油氣層開(kāi)發(fā)和產(chǎn)層改造的需要；（ 2） 在承受外載時(shí)應(yīng)有一定的儲(chǔ)備能力；（ 3） 經(jīng)濟(jì)性要好。4 套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪幾種 力？答：套管柱在井下可能受到的力包括：（ 1） 軸向拉力：套管本身自重產(chǎn)生的軸向拉力、套管彎 曲引起的附加應(yīng)力、套管內(nèi)注入水泥引起的套管柱 附加應(yīng)力及動(dòng)載和泵壓變化等引起的附加應(yīng)力。（ 2） 外擠壓力：主要有套管外液柱的壓力，地層中流體 的壓力、高塑性巖石的側(cè)向擠壓力及其他作業(yè)時(shí)產(chǎn) 生的壓力。（ 3） 內(nèi)壓力：主要來(lái)自地層流體（油、氣、水）

5、進(jìn)入套 管產(chǎn)生的壓力及生產(chǎn)中特殊作業(yè)（壓裂、酸化、注 水）時(shí)的外來(lái)壓力。主要受：軸向拉力、外擠壓力及內(nèi)壓力。5目前主要有幾種套管柱的設(shè)計(jì)方法？各有何特點(diǎn)？答：等安全系數(shù)法：它的設(shè)計(jì)思路是使各個(gè)危險(xiǎn)截面上的最 小安全系數(shù)等于或大于規(guī)定的安全系數(shù)。(1) 邊界載荷法：它的優(yōu)點(diǎn)是套管柱各段的邊界載荷相 等，使套管在受拉時(shí)，各段的拉力余量是相等的， 這樣可避免套管浪費(fèi)。(2) 最大載荷法：其設(shè)計(jì)方法是先按內(nèi)壓力篩選套管， 再按有效外擠力及拉應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)。該方法對(duì) 外載荷考慮細(xì)致，設(shè)計(jì)精確。(3) AMOCC設(shè)計(jì)方法：該方法在抗擠設(shè)計(jì)中考慮拉力影 響，按雙軸應(yīng)力設(shè)計(jì)，在計(jì)算外載時(shí)考慮到接箍處 的受力

6、，在計(jì)算內(nèi)壓力時(shí)也考慮拉應(yīng)力的影響。(4) BEB設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)特點(diǎn)是將套管分類進(jìn)行設(shè)計(jì)。( 5) 前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)思想是考慮外載按不同時(shí) 期的變化，考慮不同井段的抗拉安全系數(shù)不同，不 考慮雙向應(yīng)力，但是當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到管體屈服強(qiáng)度的 50%時(shí)，把抗拉安全系數(shù)增加到 10%。6 何謂雙向應(yīng)力橢圓？何時(shí)考慮雙向應(yīng)力？ 答： 在軸向上套管承受有下部套管的拉應(yīng)力，在徑向上 存在有套管內(nèi)的壓力或管外液體的外擠力，套管處于雙向應(yīng) 力的作用中。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，列套管破壞的強(qiáng)度條件方 程：2 2 2(X z + t -(X t (X z= (X s改寫為：(a z/ a s) 2-( a z a t)/

7、 a s2+( a t/ a s)2=1得一橢 圓方程。用a z/ a s的百分比為橫坐標(biāo)，用a t/ a s的百分比為縱坐標(biāo)， 繪出的應(yīng)力圖，稱為雙向應(yīng)力橢圓。軸向拉應(yīng)力與外擠壓力的聯(lián)合作用，由于軸向拉力的存 在使套管強(qiáng)度降低，因此此時(shí)考慮雙向應(yīng)力。7 油井水泥的主要成分和性能是什么？ 答：油井水泥的主要要成分有：(1) 硅酸三鈣3CaO?Si02(簡(jiǎn)稱C3S)是水泥的主要成分， 一般的含量為40%- 65%它對(duì)水泥的強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度 有較大的影響。高早期強(qiáng)度水泥中C3S的含量可達(dá)60% 65% 緩凝水泥中含量在 40%- 45%。(2) 硅酸二鈣 2CaO?Si02(簡(jiǎn)稱C2S)，其含

8、量一般在 24%- 30%之間。 C2S 的水化反應(yīng)緩慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)慢，但能在 很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)增加水泥強(qiáng)度，對(duì)水泥的最終強(qiáng)度有影響。 不影響水泥的初凝時(shí)間。(3) 鋁酸三鈣3CaO?Al203 (簡(jiǎn)稱C3A),是促進(jìn)水泥快 速水化的化合物，是決定水泥初凝和稠化時(shí)間的主要因素。 對(duì)水泥的最終強(qiáng)度影響不大，但對(duì)水泥漿的流變性及早期強(qiáng) 度有較大影響。 它對(duì)硫酸鹽極為敏感， 因此抗硫酸鹽的水泥， 應(yīng)控制其含量在 3%以下，但對(duì)于有較高早期強(qiáng)度的水泥， 其 含量可達(dá) 15%。(4)鐵鋁酸四鈣4CaO?AI 2Q?Fe2Q (簡(jiǎn)稱C4AF ),它對(duì) 強(qiáng)度影響較小，水化速度僅次于C3A ，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，含量為8% 12%。除了以上四種主要成分之外，還有石膏、堿金屬的氧化 物等。8 水泥漿性能與固井質(zhì)量有何關(guān)系？ 答：水泥漿性能與固井質(zhì)量關(guān)系密切：水泥漿密度為1.801.90g/cm 3之間時(shí)對(duì)固井質(zhì)量最好； 水泥漿的稠化時(shí)間因不同的井而時(shí)間長(zhǎng)短要合理；水泥漿的 失水應(yīng)當(dāng)通過(guò)加入處理劑的方法使之盡量降低；水泥石強(qiáng)度 應(yīng)滿足支撐和加強(qiáng)套管，承受鉆柱的沖擊載荷，承受酸化、 壓裂等增產(chǎn)措施作業(yè)的能力以及應(yīng)能抵抗各種流體的腐蝕。9 何謂前置液體系？有何作用？答： 前置液是注水泥過(guò)程中所用的各種前置液體的總 稱。前置液體系是用于在注水泥之前，向井中