期末复习题及答案——钻井液工艺原理.doc

中国石油大学（北京）远程教育学院钻井液工艺原理期末复习题一. 单项选择题(共30题)1、在水中易膨胀分散的粘土矿物是（C）。 A. 高岭石； B. 云母； C. 蒙脱石； D. 绿泥石2、泥浆10秒和10分钟静切力是电动旋转粘度计以3转/分转动时刻度盘指针的（A）。A. 最大读数； B. 最小读数； C. 稳定后的读数3、泥浆含砂量是指大于74微米的颗粒在泥浆中的体积百分数，因此测试时需用（B）目数的过滤网过滤泥浆样。A. 150； B. 200； C. 325； D. 1004、低固相钻井液若使用宾汉模式, 其动塑比值一般应保持在（A）Pa/mPas。 A. 0.48 B. 1.0 C. 4.8 D. 2.105、标准API滤失量测定的压力要求是（A）。 A. 686kPa B. 7MPa C. 100Pa D. 100kPa6、 用幂律模型的n值可以判别流体的流型，n等于1的流体为（A）。A. 牛顿流体； B. 假塑性流体； C. 膨胀性流体7、钻井作业中最重要的固相控制设备是（C）。A. 除泥器； B. 除砂器； C. 振动筛； D. 离心机8、钻井液密度越高，机械钻速越（B）。 A. 高； B. 低； C. 不影响9、下列那种基团叫酰胺基（A）。 A. -CONH2 B. -COOH C. -SO3H D. -CH2OH10、抗高温泥浆材料一般含有那个基团（A）。 A. -SO3H B. -CH2OH C. -CONH2 D. -COOH11、钻井过程中最主要的污染物是（B）。 A. 水泥浆； B. 钻屑； C. 原油； D. 都不是12、醇类有机化合物的分子结构中含有（C）。A. 羧基； B. 硝基； C. 羟基； D. 羰基13、聚合物处理剂中,CMC属于（B）型处理剂。A. 阳离子； B. 阴离子； C. 非离子14、搬土在钻井液中存在的几种形态分别为（D）。 A. 端-面； B. 面-面； C. 端-端； D.以上都有15、阳离子交换容量最大的是（C）。 A. 伊利石； B. 高岭石； C. 蒙脱石； D. 绿泥石16、在储层物性参数中，表皮系数S（A）时，说明井眼受到污染。 A. 大于1 B. 等于0 C. 小于117、宾汉塑性模型常用来描述（A）液体的流动特性。 A. 塑性流体； B. 牛顿流体； C. 膨胀流体18、粘土的粒径范围是（C）。 A. 2-44m； B. 44-74m； C. 2m19、某油基泥浆固相测定的结果是固相20%, 含油56%, 含水24%, 则此泥浆的油水比是:（B）。 A. 56/24 B. 70/30 C. 80/20 D. 76/2420、油包水乳化钻井液的破乳电压是衡量体系好坏的关键指标，一般要求不低于（B）。 A. 800V； B. 400V； C. 200V； D. 1000V21、石灰有促进水润湿作用的趋势，所以添加石灰时同时加入（A）。A. 润湿反转剂 B. 降失水剂 C. 乳化剂22、油基泥浆与水基泥浆相比，具有润滑性好，井壁稳定，（A），抗温，抗盐，抗钙侵等多种优点。A. 对油气层损害程度小； B. 对油气层损害程度大； C. 对油气层无损害 23、分散剂的作用机理是因为它能中和粘土颗粒（A）。 A. 表面负电荷； B. 端面正电荷； C. 都中和24、抑制性钻井液pH值要求控制在（B）范围内。 A. 7-9； B. 8-9 ； C. 6-9； D. 6-725、钻井液滤失量主要决定于（B）。A. 降滤失剂的加量； B.泥饼质量； C.滤液粘度； D.钻井液固相含量26、能在盐水中造浆的粘土矿物是（B）。 A. 高岭石 B. 凹凸棒石 C. 蒙脱石 D. 绿泥石27、API标准下的HTHP失水测定压力和时间（D）。 A0.7MPa,30min B7MPa,30min C. 3.5MPa,15min D. 3.5MPa,30min28、 MMH泥浆属于（A）。A. 阳离子泥浆体系； B. 阴离子泥浆体系；C. 两性离子泥浆体系 D.非离子泥浆体系29、三磺钻井液的主剂不包括（D）。 A.磺化栲胶； B. 磺化褐煤树脂; C. 磺化酚醛树脂； D. 磺化沥青30、对于低孔低渗油藏，钻完井液的污染主要通过何种方式（B）。 A. 固相堵塞； B. 水锁效应； C.正压差过大； D.微粒运移二. 多项选择题(共15题)1、属于粘土矿物有: （ABCD） A、高岭石；B、伊利石； C、蒙脱石；D、海泡石； E、膏泥岩2、常见的井下复杂情况是：（ABCD）。A.垮塌； B.井漏; C. 卡钻 ； D、井喷 ; E、盐水侵3、下列处理剂中哪种能用来控制泥浆的PH值（ACD） A. NaOH B. CaCl2 C. Na2CO3 D. CaO4、以下哪些是发生井塌时应该采取的正确措施（ACD）。A.提高比重； B.降低粘度； C.降低失水； D.增加抑制剂含量； E.大幅度调整泥浆性能5、请指出不是密度单位的符号:（BC）。A. g/cm3 B. ppb C. ppm D. lb/gal6、用来判断泥浆触变性强弱的是（AB） A 初切 B终切 C 塑性粘度 D 屈服值7、泥浆静滤失量影响因素有（ABCD）A 时间 B压差 C温度 D 固相含量8、钻井液术语中“有用固相”指的是：（BCD）。A.钻屑 B.加重剂C.非溶解性钻井液添加剂 D.搬土9、以下哪些处理剂可用于油基泥浆体系：（ABCD）。A.有机土 B氧化沥青 C.石灰 D.润湿剂10、粘附卡钻的原因有（ABCD）A. 泥浆密度过高；B. 泥饼很厚； C.泥饼摩擦系数大；D.钻具在井内静止时间较长；E.泵压过高。11、下列物资中哪些用于亚甲基兰吸附容量的测定（ABC）。 A. H2O； B. H2O2； C. H2SO4； D. HCl12、保护油气层的水基钻井液最好选用（CDE）钻井液。A. 多固相；B.混油; C.低固相；D、低密度； E、无固相聚合物13、钻井液与油气层岩石不配伍造成的损害有（ABCD）。A. 水敏性损害；B.碱敏性损害； C.酸敏性损害；D.油气层岩石润湿翻转造成的损害； E.提高泥岩抑制性损害14、容易发生井漏的地层是: （ABC）A.粗粒的渗透性地层 B.溶洞性岩层或裂缝连通的岩层 C.天然破裂的或容易破裂的地层 D.储层15、使流体开始流动的最低剪切应力，在钻井液流体参数中可称为（BD）。A. 动切力； B. 静切力； C.屈服值； D. 凝胶强度三. 判断题(共20题)1、溶液的pH愈大则酸性愈强。（）2、大多数钻井液属于非牛顿液体。（）3、在任何时候泥浆的失水量越小越好。（）4、钻井过程中最主要的污染物是钻屑。（）5、泥浆中加入磺化沥青来提高防塌能力，其防塌机理主要是通过增加液相粘度来实现的。（）6、100磅等于 50公斤。（）7、屈服值又叫动切力, 单位是厘泊。（）8、总矿化度是指钻井液中所含水溶性无机盐的总浓度。（）9、在较低的剪切速率范围内, 幂律方程比宾汉方程公式更接近泥浆的真实情况。（）10、按照钻井液配方配制泥浆时可以不考虑先后顺序。（）11、钻井液初终切的差值越大，触变性越弱。（）12、采用合成基钻井液替代普通油基钻井液，是减少对环境污染的措施之一。（）13、油包水乳化液通常可用“O/W”表示。（）14、为了控制塑性粘度，控制泥浆固相含量是很重要的。（）15、凡是影响泥浆凝胶结构的因素，都将影响屈服值的大小。（）16、Ca2+ 抑制粘土的水化分散，任何时候都要将它除去, 是有害离子。（）17、油包水乳化泥浆中乳化剂的存在是使水相能否以乳液稳定存在的关键。（）18、屈服值的定义是引起流体流动所需的剪切速率。（）19、井涌关井时, 关井立管压力表示的是地层压力。（）20、油基泥浆混水后会造成粘度上升，稳定性下降。（）四. 简答题(共15题)1钻井液的基本功能有哪些？2钻井液原材料和处理剂可分成哪几类？3什么是漏斗粘度？漏斗粘度的测量方法有哪几种？4根据连续介质的不同钻井液可分为哪几类？5按照剪切速率与剪切应力之间的关系，流体可分为哪几种类型？6我国的钻井液处理剂按其功能是如何分类的？试写出常见的降滤失剂、增粘剂和降粘剂各三种。7简述聚合物钻井液的特点。8聚合物页岩抑制剂抑制作用与哪些因素有关？9什么是合成基钻井液？与油基钻井液相比，其特点有哪些？10什么是气体钻井？气体钻井方式有哪几类？11什么是井喷？井喷发生的原因有哪些？12页岩坍塌的可能原因有哪些?13当前钻井液工艺技术的关键内容主要包括哪些方面？14常用的固控设备有哪些？15简述K+作用机理。五. 计算题(共4题)1用Fann 35A测得某钻井液在600 r/min和300 r/min的刻度盘读数分别为和，求塑性粘度、动切力、流性指数和稠度系数。2使用Fann 35A型旋转粘度计，测得某种钻井液的600=38，300=28试求该钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、流性指数和稠度系数。3使用重晶石将80 m3密度为1.12 g/cm3的钻井液加重至密度为1.34 g/cm3，如最终体积无限制，试求重晶石的用量。4使用高温高压滤失仪测得1.0 min滤失量为5.5 mL，7.5 min滤失量为13.2 mL。试确定这种钻井液在高温高压条件下的瞬时滤失量和HPHT滤失量？六. 推导题(共1题)1试推导钻井液静滤失方程。中国石油大学（北京）远程教育学院2011年秋季期末复习题答案钻井液工艺原理四. 简答题(共15题)1钻井液的基本功能有哪些？钻井液是钻井工程的“血液”。在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。钻井液基本功能主要有以下几个方面：（1）携带和悬浮岩屑；（2）稳定井壁和平衡地层压力；（3）冷却和润滑钻具、钻头；（4）传递水动力。2钻井液原材料和处理剂可分成哪几类？按其组成进行分类，通常可分为：钻井液原材料，无机处理剂，有机处理剂，表面活性剂。按其在钻井液中所起的作用或功能，可分为以下16类：（1）降滤失剂；（2）增粘剂；（3）乳化剂；（4）页岩抑制剂；（5）堵漏剂；（6）降粘剂；（7）缓蚀剂；（8）粘土类；（9）润滑剂；（10）加重剂；（11）杀菌剂；（12）消泡剂；（13）泡沫剂；（14）絮凝剂；（15）解卡剂；（16）其它类。3什么是漏斗粘度？漏斗粘度的测量方法有哪几种？漏斗粘度是指钻井液从某一特定漏斗中流出一定量所需要的时间。漏斗粘度计有苏氏漏斗和马氏（Marsh）漏斗两种，API标准推荐马氏漏斗方法。（1）苏氏漏斗粘度把700mL钻井液流出500 mL所用的时间称为漏斗粘度。（2）马氏漏斗粘度把1500mL钻井液流出1夸脱（946 mL）所用的时间称为漏斗粘度。4根据连续介质的不同钻井液可分为哪几类？根据连续介质的不同，钻井液大体可以分为水基钻井液、油基钻井液、合成基钻井液和气体型钻井流体等四大类。5按照剪切速率与剪切应力之间的关系，流体可分为哪几种类型？（1）牛顿流型外；（2）塑性流型；（3）假塑性流型；（4）膨胀流型。6我国的钻井液处理剂按其功能是如何分类的？试写出常见的降滤失剂、增粘剂和降粘剂各三种。我国的钻井液处理剂按其功能共分为以下16类，即（1）降滤失剂；（2）增粘剂；（3）乳化剂使油水乳化产生乳状液；（4）页岩抑制剂；（5）堵漏剂；（6）降粘剂；（7）缓蚀剂；（8）粘土类；（9）润滑剂；（10）加重剂；（11）杀菌剂；（12）消泡剂；（13）泡沫剂；（14）絮凝剂；（15）解卡剂；（16）其它类等。常用的降滤失剂有：钠羧甲基纤维素CMC；磺甲基褐煤SMC；水解聚丙烯腈；PAC系列；磺甲基酚醛树脂SMP-1，SMP-2；羧甲基淀粉（CMS）常用的降粘剂有：磺甲基单宁SMT；铁铬木质素磺酸盐FCLS；X-40系列降粘剂；XY-27；SSMA常用的增粘剂有：XC生物聚合物；HEC羟乙基纤维素7简述聚合物钻井液的特点。与其它水基钻井液相比，聚合物钻井液具有以下特点： 固相含量低，且亚微米粒子所占比例也低； 具有良好的流变性，主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型； 钻井速度高； 稳定井壁的能力较强，井径比较规则； 油气层损害小，有利于发现和保护产层； 可防止井漏并能用来堵漏； 钻井成本低。8聚合物页岩抑制剂抑制作用与哪些因素有关？ 聚合物在粘土表面上的吸附量； 聚合物的分子量； 聚合物的结构特性； 聚合物中阳离子的类别； 聚合物处理剂的类型； 聚合物的浓度。9什么是合成基钻井液？与油基钻井液相比，其特点有哪些？合成基钻井液是以人工合成或改性有机物，即合成基液为连续相的钻井液体系。它在配制工艺和许多性能方面与油基体系相似，但无毒或低毒并容易在海水中降解，因此能被环境所接受。10什么是气体钻井？气体钻井方式有哪几类？气体钻井技术就是采用以气体为主要循环流体的欠平衡钻井技术。相对于常规钻井，其优势主要表现在保护和发现储层、提高油气产量和采收率、提高钻井速度、减少或避免井漏等方面的优势。气体钻井方式可分为以下四类： 纯气体钻井； 雾化钻井； 泡沫钻井； 充气钻井液钻井。11什么是井喷？井喷发生的原因有哪些？井喷是指地层流体失去控制，喷到地面，或是窜至其它地层里的现象。发生井喷的基本条件是井内液柱压力小于地层压力。井喷发生的主要原因可以归纳为以下几个方面： 地层压力掌握得不够确切，采用的钻井液密度偏低； 井筒中钻井液液柱下降； 钻井液密度因地层流体的进入而下降； 起下钻具时抽吸压力或激动压力过高； 钻遇特高压油、气、水层等。12页岩坍塌的可能原因有哪些?（1）页岩坍塌的可能原因有：地层压力超过泥浆静液柱压力；（2）页岩水化膨胀分散；（3）由于泥浆循环及压力激动或钻具碰撞所引起的井壁冲蚀；（4）地层多裂缝或倾斜过大。13当前钻井液工艺技术的关键内容主要包括哪些方面？（1）深井高温、高密度钻井液；（2）井壁失稳机理与防塌钻井液；（3）新型处理剂和新型钻井液体系的发展与应用；（4）大斜度井、水平井、多底井和小井眼等特殊工艺井的钻井液技术；（5）欠平衡钻井液技术；（6）保护储层的钻井液、完井液；（7）钻井液润滑性及防卡、解卡技术；（8）钻井液防漏、堵漏技术；（9）钻井液流变性及其与携岩的关系；（10）钻井液固控技术；（11）废弃钻井液处理技术和环境可接受钻井液体系的研究和应用。14常用的固控设备有哪些？振动筛；除泥器；除砂器；清洁器；离心机。15简述K+作用机理K+的水化能低，粘土首先对阳离子的吸附，使K+优先吸附，使粘土晶层脱水，抑制水化。K+直径大小刚好可以镶嵌到粘土晶格空间，形成K+的固定作用，形成的致密结构不会在水中再发色很能够较强的水化，同时造成K+很难被其他离子置换。五. 计算题(共4题)1用Fann 35A测得某钻井液在600 r/min和300 r/min的刻度盘读数分别为和，求塑性粘度、动切力、流性指数和稠度系数。（1）塑性粘度、动切力塑性粘度是塑性流体流变曲线中直线段的斜率，600 r/min和300 r/min所对应的剪切应力应该在直线段上。按照范氏（Fann）仪器公司设计的转子、悬锤组合（两者的间隙为1.17 mm），剪切速率与转子转速的关系为：1转/分（常用r/min表示）= 1.703 旋转粘度计的刻度盘读数（为圆周上的度数，单位可略去）与剪切应力（单位为）成正比。当设计的扭簧系数为时，两者之间的关系可表示为：因此，依据宾汉模式，。因此（2）流性指数、稠度系数将幂律模式等号两边同时取对数，得到然后，以为纵坐标，为横坐标作图可得一条直线。该直线在纵坐标轴上的截距为，斜率为n。在直线上任取两点（，）和（，），代入上式，得到联立方程解此联立方程可得： 式中，、和是对应于两种不同转速时的粘度计刻度盘读数和剪切速率。若将600 r/min和300 r/min的有关数据代入，可得：因为，若取 N=300 r/min，所以（s1）；又因为，所以2使用Fann 35A型旋转粘度计，测得某种钻井液的600=38，300=28试求该钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、流性指数和稠度系数。解：将测得的刻度盘读数分别代入有关公式，可求得：ma = 0.5 q600 = 0.5 38 = 19 (mPas)mp = q600 - q300= 38 - 28 =10 (mPas) t0 = 0.511 (q300- mp) = 0.511 (28 - 10) = 9.20 (Pa)n = 3.322 lg (q600 /q300) = 3.322 lg (38/28) = 0.44K = (0.511 q300 ) / 511n = (0.511 28) / 5110.44 = 0.92 (Pasn)3使用重晶石将80 m3密度为1.12 g/cm3的钻井液加重至密度为1.34 g/cm3，如最终体积无限制，试求重晶石的用量。解：已知重晶石的密度为4.2 g/cm3，先求出加重后钻井液的体积：所需重晶石的质量为：4使用高温高压滤失仪测得1.0 min滤失量为5.5 mL，7.5 min滤失量为13.2 mL。试确定这种钻井液在高温高压条件下的瞬时滤失量和HPHT滤失量？解：使用该仪器时的瞬时滤失量可由两点式直线方程求得，即由于Vsp不可忽略，30 min的滤失量可以由式（1-38）求得：考虑面积因素之后，可以确定在高温高压条件下测得该钻井液的瞬时滤失量为1.07*2=2.14ml，HTHP滤失量为25.33ml*2=50.66ml。六. 推导题(共1题)1试推导钻井液静滤失方程。钻井液的滤失规律与地下流体通过地层的渗透规律相近，滤失速率可表述为式中，为滤失率，cm3/s；为泥饼渗透率，d；为渗滤面积，cm2；渗滤压力，0.1MPa；为滤液粘度，mPas；为泥饼厚度，cm；为滤液体积；即渗滤量，cm3；为渗滤时间，s。设在任何时间，体积为的钻井液中被过滤的固体的体积等于沉积在泥饼上的固体体积，即这里是钻井液中固相的体积分数，是泥饼中固相的体积分数，或表示为因此，将代入，并且积分，得到：