1、泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 1页 泥浆 A级工程师岗位题库 （计算题部分） (附带参考答案 ) 1. 用六速旋转粘度计测定泥浆样品，其 600转和 300转的读数分别为 76 和 55，计算泥浆的 AV、 PV、 YP, 必须写出正确的单位。 解 : AV = 76 2 = 38 mPa.s ( 或 cps ) PV = 76 55 = 21 mPa.s ( 或 cps ) YP = 55 21 = 34 lb/100ft2 答 : AV = 38 mPa.s ( 或 cps ) PV = 21 mPa.s ( 或 cps ) YP = 34 lb/
2、100ft2 2. 12-1/4“裸眼深 2500 米，钻杆外径 5“，泵排量 2800 升 /分钟，泥浆从井底返到井口的时间是多少分钟。 (经计算井眼环空有 158.42 m3 泥浆 ) 解 : 1m3 1000L 上返时间 T V 环空 / 泵排量 = 158.42 1000 / 2800 = 56.6 ( min ) 答 : 泥浆从井底返到井口的时间是 56.6 分钟。 3. 循环系统共有 185m3密度为 1.25g/cm3的泥浆 , 另有密度为 1.65 g/cm3的储备浆 , 现需将循环系统泥浆提高密度至 1.40 g/cm3, 但循环系统最多只能容纳 240 方 , 从节约泥浆着
3、想 , 应怎样用储备的重泥浆加重循环系统的泥浆尽可能多 ? (假设储备的重泥浆数量足 ) 解： 为了尽可能多加重循环系统的泥浆， 只能是达到循环系统最多容纳 240方的限度。 可考虑先泵出一部分原浆后，再加入一定体积的重泥浆进去混合。 设泵出 X 方 1.25sg 的原浆， 再加入 Y 方 1.65sg 的重泥浆 按物质平衡原理可得方程组： 1.25 ( 185 X ) 1.65 Y 1.40 240 185 X Y 240 解方程组得 : Y 55 X 1.40 240 - 1.25 185 1.65 55 X - 35（ m3） 1.65 - 1.25 Y X 55 35 55 90（ m
4、3） 答： 先泵出 35方 1.25sg 的原浆后，加入 90方 1.65sg的重泥浆进行混合，可将循环系统泥浆提高密度至 1.40 g/cm3 并达到 240 方。 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 2页 4. 循环系统共有 100m3密度为 1.25g/cm3的泥浆 , 另有密度为 1.65 g/cm3的储备浆 , 现需将循环系统泥浆提高密度至 1.40 g/cm3, 需要用多少储备的重泥浆 ? 加重后能得到多少方密度 1.40 g/cm3 的重泥浆？ (假设储备的重泥浆数量足 ) 解： 设要用 X 方 1.65sg 的重泥浆，加重后能得到 Y方密度
5、1.40 g/cm3 的 重泥浆， 按物质平衡原理可得方程组： 1.65 X 1.25 100 1.40 Y Y 100 X 解方程得： X = 60 （ m3 ） Y = 160 （ m3 ） 答：需要用 60方储备的重泥浆， 加重后能得到 160方密度 1.40 g/cm3 的重泥浆。 5. 现从套管鞋开始往下钻 1300m 的 8 1/2“井眼 , 将会产生 47.6 m3 的钻屑 , 如果全部固控设备的清除效率为 70%，不允许泥浆密度超过 1.10s.g., 请问最少需配制多少方比重为1.05 s.g.的泥浆钻井和给予补充及替换 ?( 钻屑平均密度为 2.6 g/cm3 ) 解 :
6、固控设备不能清除的钻屑是 : W = V ( 1 70% ) d = 47.6 ( 1 70% ) 2.6 = 14.28 2.6 = 37.13 ( t ) 设需要 X 方 1.05 s.g.的泥浆钻井和给予补充才能使泥浆密度不超过 1.10s.g. 因此可得方程 : 1.10 1.05 37.13 = - 2.6 X 2.6 1.10 解方程得 : X = 428.4 m3 答 : 需要配制 428.4 m3 方 1.05 s.g.的泥浆钻井和给予补充才能使泥浆密度不超过 1.10s.g. 6从套管鞋开始往下钻 1300m 的 8 1/2“井眼 , 所钻地层的平均密度 2.6 g/cm3,
7、 井 眼很规则无井眼扩大现象，使用的泥浆密度为 1.05 g/cm3 ， 设计要求配制 428.5 方以供钻井和补充及替换 , 并要求在使用中泥浆的密度维持在 1.10 g/cm3 , 求所使用的全部固控设备的清除效率应为多少 ? (1 英寸 =25.4毫米 ) 解 : 先算出 8 1/2“所钻 1300m 裸眼的体积： 1 英寸 = 25.4 mm 8-1/2“ = 25.4 8.5 = 215.9 mm = 0.2159 m V = 1 / 4 3.1416 D2 L = 0.25 3.1416 0.21592 1300 = 47.6 （ m3） 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 1
8、9-2-21 13:10 第 3页 因为钻屑重量是其体积与密度的乘积 ,因此 : W = V d = 47.6 2.6 = 123.8 ( t ) 设 428.5 方泥浆使用中密度从 1.05 g/cm3 平均上升到 1.10 g/cm3 , 是因 X 吨钻屑进入泥浆的结果 , 因此可得方程 : 1.10 1.05 X = - 2.6 428.5 2.6 1.10 解方程得 : X = 37.14 ( t ) 因而所使用的全部固控设备的清除效率应为 : R = (123.8 37.14 ) / 123.8 = 0.7 = 70% 答 : 所使用的全部固控设备的清除效率应为 70% 。 7. 某
9、井在 4000m 钻遇高压气层 , 发现溢流后立即关井 , 关井立管压力为 2.5Mpa, 钻井液密度为 1.20 g/cm3, 安全附加当量泥浆密度选用 0.07, 请计算压井所需泥浆密度。 解 : 立管压力 ( kPa ) 压井密度 ( g/cm3 ) = - + 泥浆密度 + 安全附加量 井垂深 ( m ) 9.7983 2.5 1000 = - + 1.20 + 0.07 4000 9.7983 = 1.33 ( g/cm3 ) 答 : 压井所需泥浆密度应为 1.33 g/cm3 。 8. 某井在 4000m 钻遇高压气层 , 发现溢流后立即关井 , 关井立管压力为 80 kg/cm2
10、, 钻井液密度为 1.50 g/cm3, 安全附加当量泥浆密度选用 0.10 g/cm3 , 请计算压井所需泥浆密度。 解 : 立管压力 ( kg/cm2 ) 10 压井密度 ( g/cm3 ) = - + 泥浆密度 + 安全附加量 井垂深 ( m ) 80 10 = - + 1.50 + 0.10 4000 = 1.80 ( g/cm3 ) 答 : 压井所需泥浆密度应为 1.80 g/cm3 。 9. 某泥浆池装有 1.90 泥浆共 80方，现需把其加重到 2.20g/ml, 要求保持体积不变，应先放掉多少方泥浆 ?再加多少吨重晶石 (重晶石密度为 4.2 g/cm3)? 泥浆 A 级工程师
11、岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 4页 解 : 设先放掉 X方泥浆 , 再加 Y 吨重晶石 , 可得方程组 : 1.90 （ 80 X） Y 2.20 80 X Y / 4.20 解方程组得 : X = 10.4 ( m3 ) Y = 43.83 ( t ) 答 : 应先放掉 10.4方泥浆 , 再加 43.83 吨重晶石。 10. 现有 200 方比重为 1.90 的泥浆 , 需把其加重至 2.20, 问 : (1) 需比重为 5.0 的铁矿粉多少吨 ? (1) 加重后体积增加多少 ? 解 : 2.20 1.90 （ 1） W - 5.0 200 107.1 （ t） 5
12、.0 2.20 （ 2） V 107.1 / 5.0 21.4 （ m3） 答 : 需比重为 5.0的铁矿粉 107.1 吨 , 加重后体积增加 21.4 方。 11. 13 3/8“下深 1524米 , 9 5/8“(内径 9“)下深 3659米 , 现井深 4146米 , 钻头尺寸 8 1/2“ , 6 1/2“钻挺长 183 米 (内径 2“), 其余为 5“钻杆 (内径 4.3“), 钻具全在井下 , 求井内泥浆体积。 (已知： 8 1/2“-6 1/2“ 环空的比容为 15.20L/M; 8 1/2“-5“ 环空的比容为 23.94L/M; 13 3/8“-5“ 环空的比容为 77.
13、98L/M; 9 5/8“-5“ 环空的比容为 28.38L/M; 6 1/2“钻挺的内容积为 2.027L/M; 5“钻杆的内容积为 9.37L/M) 解 : 钻具内泥浆体积为 : V1 = 2.027 183 + 9.37 ( 4146 183 ) = 37.5 （ m3） 环空泥浆体积为 : V2 = 15.20 183 + 23.94 (4146 3659 183 ) + 28.38 3659 = 113.9 （ m3） 井内泥浆总体积为 : V = V1 + V2 = 37.5 + 113.9 = 151.4 （ m3） 答 : 井内泥浆体积为 151.4 方。 12. 己知井下泥浆
14、有 151.4 方 , 地面循环系统有 100 方泥浆 , 泵排量为 110 冲 /分钟 , 16.7 升 /冲 , 泵的上水效率为 95% , 求泥浆总的循环一周的时间。 解： 泥浆总的体积为： V = 151.4 + 100 = 251.4 （ m3） 泵的有效排量为 : Q = 110 16.7 95% 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 5页 = 1745 ( L/ min ) 循环一周的时间为 : T = V / Q = 251.4 1000 / 1745 = 144 ( min ) 答 : 泥浆 总的循环一周的时间为 144 分钟。 13 己知井
15、内钻具外环空泥浆体积为 113.9 方 , 泥浆泵排量是 110 冲 /分 16.7 升 /冲 泵的上水效率是 95% , 求泥浆从井底返至地面的时间和对应的泵冲数。 解： 有效泵排量 = 110 16.7 95% = 1745 升 /分 = 1.745 方 /分 井底返至地面的时间 = 环空泥浆体积 / 有效泵排量 = 113.9 / 1.745 = 65.3 ( 分钟 ) 井底返至地面的泵冲数 = 井底返至地面的时间 泥浆泵每分钟冲数 = 65.3 110 = 7183 ( 冲 ) 答 : 泥浆从井底返至地面的时间是 65.3 分钟 , 对应的泵冲数为 7183 冲。 14. 已知钻具全部
16、在井下时 , 13 3/8“下深 1524 米 , 9 5/8“(内径 9“)下深 3659 米 , 现井深4146米 , 钻头尺寸 8 1/2“ , 6 1/2“钻挺长 183米 (内径 2“), 其余为 5“钻杆 (内径 4.3“),泵排量 110冲 /分 ,每冲 16.7 升 , 泵上水效率 95%, 求裸眼段的环空速度。 (1英寸 =25.4毫米 ) 解：有效泵排量 = 110 16.7 95% = 1745 升 /分 = 1.745 方 /分 裸眼段井径 = 8.5 25.4 / 1000 = 0.04661 ( m ) 钻挺外径 = 6.5 25.4 / 1000 = 0.0272
17、6 ( m ) 钻挺环空截面积 = 1/4 3.1416 ( 0.046612 0.027262 ) = 0.0152012 ( m2 ) 裸眼段钻挺环空速度 = 有效泵排量 / 钻挺环空截面积 = 1.745 / 0.0152012 = 114.794 ( m / min ) = 1.91 ( m / s ) 钻杆外径 = 5 25.4 / 1000 = 0.016129 ( m ) 钻杆环空截面积 = 1/4 3.1416 ( 0.046612 0.0161292 ) = 0.0239419 ( m2 ) 裸眼段钻杆环空速度 = 有效泵排量 / 钻杆环空截面积 = 1.745 / 0.02
18、39419 = 72.884775 ( m / min ) = 1.2147 ( m / s ) 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 6页 答 : 裸眼段钻挺环空速度为 1.91 m / s , 裸眼段钻杆环空速度为 1.2147 m / s 。 15. 8-1/2“井段钻进到 3000 米处时发生井涌，关井后立管压力为 15Mpa， 此时泥浆密度为1.25g/cm3，循环泥浆共 150 方，为了平衡地层压力必须提高泥浆密度，求平衡地层压力的泥浆密度和加重井浆需要的重晶石量？（假设 1Mpa 10kg/cm2、重晶石密度4.2g/cm3） 解 : 10 立管
19、压力 平衡地层压力的泥浆密度 = - + 原泥浆密度 井深 10 15 10 = - + 1.25 3000 = 0.5 + 1.25 = 1.75 g/cm3 1.75 1.25 加重井浆需要的重晶石 = - 4.20 150 4.20 1.75 = 128.6 ( t ) 答 : 平衡地层压力的泥浆密度是 1.75 g/cm3, 加重井浆需要的重晶石量为 128.6 吨。 16. 某直井钻到井深 3000 米时出现低压层，井底压力为 36Mpa，而总量 160 方的循环泥浆密度为 1.30g/cm3，为防止井漏需将井浆密度降低到多大？ (假设 1Mpa 10kg/cm2) 解 : 10 井
20、底压力 10 36 10 降低后井浆密度 = - = - 井深 3000 = 3600 / 3000 = 1.2 ( g/cm3 ) 答 : 为防止井漏需将井浆密度降低到 1.2 g/cm3 。 17. 某直井钻到井深 3000 米时出现低压层，井底压力为 360Mpa，而总量 160 方的循环泥浆密度为 1.30g/cm3，为防止井漏需将井浆密度降低到 1.20 g/cm3 , 如用 1.03g/cm3 密度的轻泥浆来调整井浆密度，需加入轻泥浆多少方？ (假设 1Mpa 10kg/cm2) 解 : 设需要加入轻泥浆 X 方 , 可得方程 : 160 1.30 + 1.03 X = ( 160
21、 + X ) 1.20 解之得 : X = 94.12 ( m3 ) 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 7页 答 : 用 1.03g/cm3 密度的轻泥浆来调整井浆密度，需加入轻泥浆 94.12 方。 18. 某口设计井 深 3000 米的直井， 8-1/2“井段钻进到 2500 米处时发生井涌，关井后立管压力为 5Mpa，此时泥浆密度为 1.20g/cm3，循环泥浆共 150 方，如果用密度 1.80g/cm3的储备重泥浆来提高井浆密度，需要加入重泥浆多少方？ （假设 1Mpa 10kg/cm2） 解 : 10 5 10 平衡地层压力的泥浆密度 = -
22、+ 1.20 2500 = 1.40 ( g/cm3 ) 为了提高循环泥浆达到平衡地层压力的泥浆密度 , 设需要加入重泥浆 X 方 , 于是可得方程 : 150 1.20 + 1.80 X = ( 150 + X ) 1.40 解方程得 : X = 75 ( m3 ) 答 : 为了提高循环泥浆达到平衡地层压力的泥浆密度 , 需要加入重泥浆 75方。 19. 循环系统有密度 1.05 g/cm3 的泥浆 150方 , 现从套管鞋开始往下钻 1300m 的 8 1/2“井眼 , 如果全部固控设备的清除效率为 70%，不允许泥浆密度超过 1.10s.g., 请问最少需配制多少方比重为 1.05 s.
23、g.的泥浆钻井和给予补充及替换 ?( 钻屑平均密度为 2.6 g/cm3 ) (1 英寸 =25.4 毫米 ) 解 : 先算出 8 1/2“所钻 1300m 裸眼的体积： 1 英寸 = 25.4 mm 8-1/2“ = 25.4 8.5 = 215.9 ( mm ) = 0.2159 ( m ) 裸眼的体积： V = 1 / 4 3.1416 D2 L = 0.25 3.1416 0.21592 1300 = 47.6 （ m3） 因为钻屑重量是其体积与密度的乘积 : 钻屑重量 W = Vd = 47.6 2.6 = 123.8 ( t ) 固控设备不能清除的钻屑是 : W = V ( 1 7
24、0% ) d = 47.6 ( 1 70% ) 2.6 = 14.28 2.6 = 37.13 ( t ) 设需要 X 方 1.05 s.g.的泥浆钻井和给予补充才能使泥浆密度不超过 1.10s.g. 因此可得方程 : 1.10 1.05 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 8页 37.13 = - 2.6 X 2.6 1.10 解方程得 : X = 428.4 ( m3 ) 因循环系统有密度 1.05 g/cm3 的泥浆 150 方 ,因此需要新配制的泥浆体积为 : 新配制的泥浆体积 = 428.4 150 = 278.4 ( m3 ) 答 : 最少需配制
25、 278.4 方比重为 1.05 g/cm3的泥浆给予补充及替换。 20. 钻至 4500M 时发现井下异常立即起钻至 4200 套鞋处 , 循环发现已经溢流并且地层流体是盐水 ( 密度 1.10 g/cm3 ), 在 4200M 以下裸眼全部是盐水时 (当时使用的泥浆密度为2.10 g/cm3)立即关井求压 , 发现立管压力为 8mPa, （假设 1Mpa 10kg/cm2） , 求 : (1) 高压盐水的压力是多少 ? (2) 至少需多大比重的泥浆才能平衡 ? 解 : 环空液柱压力 = 1 / 10 ( 盐水密度盐水液柱高度 + 泥浆密度泥浆液柱高度 ) = 0.1 1.10 (4500
26、4200) + 2.10 4200 = 915 ( kg/cm2 ) 高压盐水的压力 = 环空液柱压力 + 立管压力 = 915 + 8 10 = 995 ( kg/cm2 ) 10 高压盐水的压力 10 995 平衡高压盐水的泥浆密度 = - = - 重泥浆液柱高度 4500 = 2.21 ( g/cm3 ) 答 : 高压盐水的压力是 995 kg/cm2 , 至少需 2.21 g/cm3 密度的泥浆才能平衡。 21. 已知 : 钻 8 1/2“井眼到 2195 米后卡死， 6“钻铤 (2“内径 )长 213 米，其余为 4 1/2“钻杆 (内容量为 7.42 升 /米 )，泵排量为 7.5
27、7升 /冲，测到卡点位置是 2012 米， 如果要求浸泡液到达卡点后还剩余一定数量在钻具中以保证每小时替 318 升能替 16 小时，问浸泡液的量应是多少 ? (1“=25.4mm) 解 : 8 1/2“井眼直径 = 8.5 25.4 / 1000 = 0.0455128 ( m ) 6“钻 铤外径 = 6 25.4 / 1000 = 0.0232257 ( m ) 卡点位置到钻头的高度 = 2195 2012 = 183 ( m ) 浸泡液到达卡点后环空有浸泡液体积为 : V1 = 3.1416 1/4 ( 井眼直径 2 钻铤外径 2 ) 卡点到钻头的高度 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题
28、部分 19-2-21 13:10 第 9页 = 3.1416 1/4 ( 0.04551282 0.02322572 ) 183 = 3.361 ( m3 ) 浸泡液在钻具中的体积为 : V2 = 318 升 /小时 16 小时 = 5088 升 = 5.088 ( m3 ) 浸泡液的量 = V1 + V2 = 3.361 + 5.088 = 8.45 ( m3 ) 答 : 浸泡液的量应是 8.45 方。 22. 已知 : 钻 8 1/2“井眼到 2195 米后卡死， 6“钻铤 (2“内径 )长 213 米，其余为 4 1/2“钻杆 (内容量为 7.42 升 /米 )，泵排量为 7.57 升
29、/冲，测到卡点位置 是 2012 米，现配制解卡液 8.5 方 , 解卡液比重为 0.84 g/cm3，钻井液比重是 1.08 g/cm3。求 : 全部浸泡液刚替出钻头后，关井套压应为多少 ?(1“=25.4mm) 解 : 钻具内泥浆液柱总压力 = 1/10 1.08 2195 = 237.06 ( kg/cm2 ) 环空直径 =( 8.5 25.4 ) / 1000 = 0.0466128 ( m ) 钻铤外径 = ( 6 25.4 ) / 1000 = 0.0232257 ( m ) 钻铤环空浸泡液柱体积 = 1/4 3.1416 ( 0.04661282 0.02322572 ) 213
30、 = 3.913 ( m3 ) 钻杆环空浸泡液体积 = 配制解卡液 钻铤环空浸泡液柱体积 = 8.5 3.913 = 4.587 ( m3 ) 钻杆外径 = ( 4.5 25.4 ) / 1000 = 0.0130644 ( m ) 钻杆环空截面积 = 1/4 3.1416 ( 0.04661282 0.01306442 ) = 0.0263489 ( m2 ) 钻杆环空浸泡液柱高度 = 钻杆环空浸泡液体积 / 钻杆环空截面积 = 4.587 / 0.0263489 = 174.086 ( m ) 环空浸泡液柱高度 = 钻杆环空浸泡液柱高度 + 钻铤环空高度 = 174.086 + 213 =
31、 387.086 ( m ) 环空泥浆液柱高度 = 井眼深度 环空浸泡液柱高度 = 2195 387.086 = 1807.914 ( m ) 环空泥浆液柱压力 = 1/10 1.08 1807.914 = 195.255 ( kg/cm2 ) 环空浸泡液柱压力 = 1/10 0.84 387.086 = 32.515 ( kg/cm2 ) 环空液柱总压力 = 环空泥浆液柱压力 + 环空浸泡液柱压力 泥浆 A 级工程师岗位题库 计算题部分 19-2-21 13:10 第 10页 = 195.255 + 32.515 = 227.77 ( kg/cm2 ) 关井套管压力 = 钻具内外液柱总压力差
32、 = 钻具内泥浆液柱总压力 环空液柱总压力 = 237.06 227.77 = 9.29 ( kg/cm2 ) 答 : 全部浸泡液刚替出钻头后，关井套压应为 9.29 kg/cm2 。 23. 某井钻到 2195米卡死，现配制解卡液 9方 , 比重为 0.84 g/cm3，全部解卡液替入环空钻头以上达 387米 , 钻井液比重是 1.08 g/cm3。求 : 全部浸泡液替出钻头后，关井套压应为多少 ?(1“=25.4mm) 解 : 钻具内泥浆液柱总压力 = 1/10 1.08 2195 = 237.06 ( kg/cm2 ) 环空浸泡液柱压力 = 1/10 0.84 387 = 32.508
33、( kg/cm2 ) 环空泥浆液柱压力 = 1/10 1.08 ( 2195 387 ) = 195.264 ( kg/cm2 ) 环空液柱总压力 = 环空浸泡液柱压力 + 环空泥浆液柱压力 = 32.508 + 195.264 = 227.77 ( kg/cm2 ) 关井套管压力 = 钻具内外液柱总压力差 = 钻具内泥浆液柱总压力 环空液柱总压力 = 237.06 227.77 = 9.29 ( kg/cm2 ) 答 : 全部浸泡液替出钻头后，关井套压应为 9.29 kg/cm2 。 24. 井内泥浆密度 1.15g/cm3 , 钻 12 1/4“井眼到 2000米时发生卡钻 , 卡点为 1
34、890m, 现配有 8 方解卡液 , 密度为 0.84 g/cm3 。已知钻柱内容量 9.27 L/m, 估计环空的平均容量为 63.34 L/m 。 求 : (1), 全部解卡液进入环空能充满多少米环空高度 ? (2), 全部解卡液进入钻柱内后 , 关井立管压力是多少 ? (3), 全部解卡液进入环空后 , 关井套管压力是多少 ? 解 : 全部解卡液充满环空高度 = 解卡液体积 / 环空的平均容量 = 8 1000 / 63.34 = 126.30 ( m ) 全部解卡液进入钻柱内高度 = 解卡液体积 / 钻柱内容量 = 8 1000 / 9.27 = 862.999 ( m ) 全部解卡液进入钻柱内后 , 解卡液取代原有泥浆液柱 , 造成钻柱内液柱压力减少 , 因此 ,
