油氣井流體力學(xué)思考題答案

1、油氣井流體力學(xué)復(fù)習(xí)思考題Chapl:（1）鉆井液俗稱鉆井的血液，寫出幾個(gè)鉆井液在鉆井過程中的主要功用。1. 從井底清除巖屑并經(jīng)環(huán)空攜帶至地面2. 平衡地層壓力和地應(yīng)力，阻止地層流體流入井和維持井眼穩(wěn)定3停止循環(huán)時(shí)懸浮鉆屑和加重材料4. 清洗、冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱；形成泥餅，保護(hù)井壁和儲層5. 向鉆頭傳遞水力功率，輔助破巖6. 與地層黏土和流體配伍，保護(hù)油氣層7. 反映井下信息，有助于錄井監(jiān)測和地層評價(jià)（2）鉆井循環(huán)系統(tǒng)的組成部分。1. 地面管匯：包括地面調(diào)節(jié)控制管匯、立管、水龍帶、水龍頭等鉆井泵出口至鉆 柱頂端的流動(dòng)通道2. 鉆柱：包括方鉆桿、鉆桿和井下鉆具中的圓管形流動(dòng)通道及各段管柱之間的接

2、 頭，還包括井下動(dòng)力鉆具、各種測量及控制工具等3. 鉆頭：主要是鉆頭流道、水眼及噴嘴4. 環(huán)空：分為鉆柱與套管或尾管柱之間的環(huán)空、鉆柱與裸眼之間的環(huán)空Chap2:（1）非牛頓流體的分類，常見的非牛頓流體有哪些，各有何特點(diǎn)？1. 與時(shí)間無關(guān)的非牛頓流體：剪切應(yīng)力僅與剪切速率有關(guān)，與剪切持續(xù)時(shí)間無明 顯關(guān)系一般又可分為以下兩種類型1）純黏性流體：只要施加很小的力即可流動(dòng)。根據(jù)其表觀黏度隨剪切速率的變化 情況，通常將這種流體分為假塑性流體和膨脹性流體。假塑性流體的表觀黏度隨剪切速率的增加而減小。膨脹性流體的表觀黏度隨剪切速率的增大而增大。2） 黏塑性流體：剪切應(yīng)力超過一定數(shù)值后才開始流動(dòng)的流體，即具

3、有一定的屈服 應(yīng)力2. 與時(shí)間有關(guān)的非牛頓流體：這類非牛頓流體的黏度函數(shù)不僅與剪切速率有關(guān)，而且與剪切持續(xù)時(shí)間有關(guān)，大致可分為觸變性流體和震凝性流體兩類。在一定剪 切速率下，觸變性流體的表觀黏度隨剪切時(shí)間的增大而減小，而震凝性流體則相 反，在一定剪切速率下表觀黏度隨剪切時(shí)間的增大而增大。3. 黏彈性非牛頓流體：就是具有黏性同時(shí)具有彈性的流體。在定常剪切流場中， 這種流體在外力作用下發(fā)生形變或流動(dòng)，外力消除后，它的形變會隨時(shí)間的順延 而恢復(fù)或部分恢復(fù)。(2) 實(shí)際鉆井液的流變曲線有哪些？有何特點(diǎn)？屈服應(yīng)力？靜切力？。賓漢模式、幕律模式、卡森模式、赫 -巴模式、羅-斯模式、Sisko模式(3) 鉆

4、井上常用的流變方程及其流變參數(shù)的名稱、意義？(4) 漏斗粘度計(jì)的單位？秒(5) 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)按轉(zhuǎn)速檔位可以分為幾類？有 2 速(300，600rpm)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)；6 速(3，6，100，200，300，600rpm)旋轉(zhuǎn) 粘度計(jì)，ZNN-D6, Fann 35A ;無級變速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(RV20, Fann 50C);高溫高壓 流變儀(旋轉(zhuǎn)粘度計(jì))(RV20, Fann 50C)(6) 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的基本方程？該方程對于測量流體的流變參數(shù)有何意義？切應(yīng)力與扭矩的關(guān)系:22 rh r 2 r h筒表面上的剪切應(yīng)力：MR12 h外筒表面上的剪切應(yīng)力:M2 R；hWord資料將切應(yīng)力方程變形得:對上式左右

5、兩邊同時(shí)求導(dǎo)，得：設(shè)距旋轉(zhuǎn)軸r處，流體質(zhì)點(diǎn)的角速度為2drr(r)，線速度為u r ，求導(dǎo)得:du d r _ dr dr積分，得:d2drdfdr 1fd將應(yīng)力方程r代入剪切速率方程，得：r 21 1f2 2d(7) 嚴(yán)格講，用通常的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測量確定已知流變方程地的非牛頓液體流變參數(shù)時(shí)需要改進(jìn)修正，為什么？作為測量測量非牛頓流體流變特性通用儀器的圓筒旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，實(shí)際上是依據(jù)牛頓流體剪切應(yīng)力和剪切速率關(guān)系式設(shè)計(jì)的。因此，用通常的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測量確定 已知流變方程地的非牛頓液體流變參數(shù)時(shí)需要改進(jìn)修正。(8) API表觀粘度的定義PD = 0-5900(9) 未知流變方程液體的測量與已經(jīng)流變方程的

6、測量有何異同之處?(10) 如何進(jìn)行鉆井液流變模式優(yōu)選，有哪些標(biāo)準(zhǔn)是什么？流變曲線對比法這種方法是分別繪制鉆井液的實(shí)測流變曲線和理論流變曲線， 通過考察兩條曲線的 吻合情況來選擇流變模式。 這是一種直觀的判斷方法，缺點(diǎn)在于當(dāng)幾條曲線彼此比 較接近時(shí)，肉眼判斷較難。剪切應(yīng)力誤差對比法該方法是將各流變模式的剪切應(yīng)力值與實(shí)測剪切應(yīng)力值進(jìn)行相對誤差和平均相對 誤差計(jì)算，取平均相對誤差最小者為優(yōu)選流變模式。該方法計(jì)算較為簡單，缺點(diǎn)在 于易受異常點(diǎn)干擾而影響判斷的準(zhǔn)確性。相關(guān)系數(shù)法運(yùn)用線性回歸計(jì)算流變參數(shù)時(shí)得到相關(guān)系數(shù)，越接近0,表明回歸效果越差，越接近于1,表明回歸效果越好。該方法計(jì)算較為簡便，但應(yīng)注意

7、各模式的相關(guān)系數(shù) 值 通常在小數(shù)點(diǎn)三、四位上才表現(xiàn)出差別。(11) 影響鉆井液流變性的因素有哪些，這些因素是如何影響的？溫度、壓力、添加劑以及現(xiàn)場施工條件等水基鉆井液：壓力影響很小；在地剪切速率下，溫度升高，鉆井液的剪切應(yīng)力上升， 表觀黏度變大，在高剪切速率下，剪切應(yīng)力和表觀黏度隨著溫度的升高而降低油基鉆井液：在同一剪切速率下，當(dāng)壓力一定時(shí)，鉆井液的剪切應(yīng)力隨著溫度的升 高而降低，溫度一定時(shí)，鉆井液的剪切應(yīng)力隨著壓力的升高而增大。溫度降低和壓 力增大都會使油基鉆井液的表觀黏度增大。在低溫條件下，壓力對表觀黏度的影響 很大，隨著溫度的升高，表觀黏度迅速下降，壓力所起的作用也越來越小。(1)管流控

8、制方程Chap3:齊是怎么得來的？這一方程是否對任何液體圓管層流都適用？另外，建立該方程時(shí)是否作過簡化?，取半徑為、長度為的假設(shè)圓管鉆柱靜止不動(dòng)，且不考慮端部效應(yīng)，圓管半徑為P ，斷面S2處的pr2L與圓管同心的流體微元為研究對象。斷面S處的壓強(qiáng)為 P2r p 2 rL 壓強(qiáng)為p。該流體微元受力平衡可得。適用于所有流體類型和不同的流動(dòng)狀態(tài)(2) 簡述傳統(tǒng)的圓管層流的分析方法的主要步驟。(3) 何謂結(jié)構(gòu)流？塑性液體在圓管層流流動(dòng)時(shí)為何會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)流？牛頓液體、幕 律液體圓管層流流動(dòng)是否會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)流？由塞流直到形成紊流前的整個(gè)區(qū)域都稱為結(jié)構(gòu)流。塑性液體在圓管層流流動(dòng)時(shí)會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)流的原因是塑性流體具有

9、屈服值不會(4) 何為核隙比？粘塑性液體屈服應(yīng)力和核隙比有何比例關(guān)系？流核半徑與圓管半徑之比|: 1(5) 幕律液體的流性指數(shù)與其在圓管的速度分布有何關(guān)系？(6) 利用傳統(tǒng)的圓管層流的分析方法的核心是建立流量表達(dá)式，哪個(gè)流變模式?jīng)] 有做任何簡化而獲得工程上常用的壓耗計(jì)算公式？賓漢模式及赫-巴模式(7) 寫出以寧阻力系數(shù)表達(dá)的達(dá)西公式。(8)寧(Fanning )阻力系數(shù)和莫氏(Moody)阻力系數(shù)的關(guān)系？-二4-;其中為莫式摩阻系數(shù)，f為寧摩阻系數(shù)（9）什么是通用圓管流量方程，是否對牛頓流體和非牛頓流體都適用？并簡述該 方程求解圓管層流壓耗的基本思路。不同流變模型的流量與管壁切應(yīng)力之間的關(guān)系方

10、程可以表示為一種統(tǒng)一的形式， 這種統(tǒng)一形式的方程稱為通用圓管流量方程。都適用在已知流變方程的條件下，利用通過圓管流量方程建立起流量和管壁切應(yīng)力或管 壁剪切速率的精確關(guān)系式，通過該關(guān)系式由給定的流量求解管壁切應(yīng)力，從而獲 得圓管層流壓耗精確值（10）什么是管流特性參數(shù)，何為廣義流性指數(shù)，廣義流性指數(shù)的物理意義是什 么？如何確定廣義流性指數(shù)？管流特性參數(shù)：牛頓流體的管壁剪切速率廣義流性指數(shù)：管壁切應(yīng)力與管流特征參數(shù)在對數(shù)坐標(biāo)系中的關(guān)系曲線上任一點(diǎn) 處的斜率（11）何為有效管徑？物理意義？何為管壁表觀粘度？以有效管徑和管壁表觀粘度 表達(dá)的廣義雷諾數(shù)的定義？有效管徑物理意義：非牛頓流體在直徑為D的圓管

11、做層流運(yùn)動(dòng)，壓耗等于黏度與其管壁表觀黏度相同的牛頓流體以同樣的平均速度在直徑為呢曲的圓管層流壓耗。管壁表觀黏度：非牛頓流體在圓管的層流流動(dòng)，其流動(dòng)壓耗等于動(dòng)力粘度為有效 粘度的牛頓流體在相同條件下層流流動(dòng)時(shí)的壓耗。（12）簡述基于廣義流性指數(shù)計(jì)算圓管壓耗的主要步驟。1. 計(jì)算管壁切應(yīng)力-和剪切速率 02. 計(jì)算廣義流性指數(shù)3. 計(jì)算有效管徑二4. 計(jì)算廣義雷諾數(shù)只：5. 計(jì)算壓耗Chap4:（1）研究同心環(huán)空軸向?qū)恿鞯牧鲃?dòng)模型有那兩種？分析利用傳統(tǒng)的分析方法分析 非牛頓流體同心環(huán)空軸向?qū)恿饔玫氖悄姆N模型？一種是不作簡化處理的方法，稱為實(shí)際流動(dòng)模型；對于非牛頓流體同心環(huán)空軸 向?qū)恿?，一般采用簡?/p>

12、方法，即將環(huán)空流動(dòng)假設(shè)為窄槽（兩無限大平行板間） 流動(dòng)，這種處理方法稱為窄槽流動(dòng)模型（2）窄槽流模型的核心思想是什么， 由此推導(dǎo)的同心環(huán)空均勻流控制方程與圓管層 流控制方程有何異同之處？對于鉆井工程環(huán)空情況，按牛頓流體分析，窄槽流 模型的工程誤差大概小于多少？核心思想：假設(shè)同心環(huán)空的流速關(guān)于環(huán)空心線對稱分布，即最大流速在中心線上， 且環(huán)空外壁面切應(yīng)力相等。當(dāng)環(huán)空外徑之比>0.3時(shí)，窄槽流動(dòng)模型環(huán)空壓耗最大誤差不超過2.5 %(13) 寫出同心環(huán)空軸向?qū)恿饕詫幾枇ο禂?shù)表達(dá)的達(dá)西公式。(3) 什么是通用環(huán)空流量方程，基于該方程求解環(huán)空壓耗的主要步驟是什么？(4) 簡述通用環(huán)空流量方程與傳統(tǒng)算

13、法求解環(huán)空壓耗的主要步驟，并分析傳統(tǒng)算法 的誤差來源。(5) 什么是同心環(huán)空廣義流性指數(shù)， 并簡述基于廣義流性指數(shù)求解廣義雷諾數(shù)的主 要步驟。廣義流性指數(shù)：環(huán)空管壁切應(yīng)力與特性參數(shù)12v/Dhy在對數(shù)坐標(biāo)系中的關(guān)系曲線上任一點(diǎn)處的斜率(6) 有效管徑與等效管徑有何異同？等效管徑是將牛頓流體環(huán)空流動(dòng)等效為牛頓流體圓管流動(dòng)。有效管徑則是將非牛頓流體同心環(huán)空流動(dòng)等效為牛頓流體圓管流動(dòng)(7) 如何描述偏心環(huán)空的偏心程度？偏心度表示不同半徑的外管偏心程度的大小(8) 偏心度如何影響偏心環(huán)空的速度分布、流量和壓降？Chap5:(1) .列舉幾種常用的鉆井液流態(tài)判別方法。臨界雷諾數(shù)法、局部穩(wěn)定性參數(shù)z值法、

14、整體穩(wěn)定性參數(shù)法(2) .用臨界雷諾數(shù)方法判別非牛頓流體流態(tài)存在什么局限性？(1) 非牛預(yù)漉體的廣義黏諾就是套用牛槓建體屋漩的摩阻關(guān)系導(dǎo)出的，不 定合理.非牛搦沬體管邊和環(huán)空流的廣義當(dāng)諾數(shù)并不是從雷諾敎的基本定艮(慣性力 和粘滯力之比)出發(fā)爭岀的，而是仿照牛頓鍛體.假定非牛頓流體層流的范寧胖 阻系數(shù)f與雷諾數(shù)R已之間也存在一定的線性關(guān)系維而導(dǎo)出的(2) 扶上述方法導(dǎo)岀的非牛頓漩體的廣義審諾數(shù)物理意義不是很清晰。 廣艾雷諾哉実際上是用有效衲度心替代了牛頓謊體的粘度而得出的，而有效粘度佻為管壁切應(yīng)力與牛頓流體管壁剪切速*8i7/D之比。(3) 非牛頓流體的臨界雷諾數(shù)不為定值，大小與液體的性質(zhì)有關(guān)。

15、用臨界雷諾數(shù)方法判別非牛頓流體流動(dòng)狀態(tài)與實(shí)際情況有出入。崇建等對七組不同性能的幕律流體進(jìn)行的圓管流實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用臨界雷諾數(shù)的方法來判別流態(tài)存在較大的誤差，有的甚至高達(dá)30%(3) .目前對非牛頓流體穩(wěn)定性(流態(tài)判別)主要有哪兩種理論？簡述各理論要點(diǎn)。局部穩(wěn)定性理論：該理論認(rèn)為流場中存在這樣的一些點(diǎn)，其流動(dòng)穩(wěn)定性最弱，最易于產(chǎn)生紊 動(dòng)渦。若這些點(diǎn)開始產(chǎn)生紊動(dòng)渦，便認(rèn)為流動(dòng)已由層流向紊流轉(zhuǎn)變。但最易產(chǎn)生紊動(dòng)渦的點(diǎn) 發(fā)生紊流，并不能說明整個(gè)流動(dòng)能夠完全紊流，只能認(rèn)為整個(gè)流動(dòng)的部分區(qū)域產(chǎn)生局部紊 流。整體穩(wěn)定性理論：(4) .簡述分層雷諾數(shù)的概念，如何利用分層雷諾數(shù)求穩(wěn)定性參數(shù)Z值？任意一層流體慣

16、性切應(yīng)力與黏性切應(yīng)力之比(5) .穩(wěn)定性參數(shù) K與穩(wěn)定性參數(shù) Z之間有何關(guān)系？Z = 2K(6) .用臨界雷諾數(shù) Re和臨界Zc值判別流體流態(tài)進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，當(dāng)Re Re (或Z Zc)時(shí),可判斷流體為紊流，這種做法對嗎？不對Chap6:(1) .牛頓流體紊流壓耗計(jì)算通式在圓管與同心環(huán)空中有何不同？寧摩阻系數(shù)：.和雷諾數(shù)Re的關(guān)系式以及雷諾數(shù) Re的計(jì)算式不同(2) .何謂光滑管，何謂粗糙管，兩者有何不同之處？在近管壁處存在著兩種流動(dòng)情況。雷諾數(shù)較小時(shí)，近壁層流層的厚度大于絕對粗糙度，粗糙突起對紊流的流動(dòng)影響不大，這種情況的管流動(dòng)稱為“水力光滑”的，把這種管道稱為“光滑管”；隨著雷諾數(shù)開始變大

17、，層流開始向紊流轉(zhuǎn)變，層流邊層的寬度變小，到達(dá)一定的程度時(shí)，近壁層流層的厚度小于絕對粗糙度，粗糙突起就會對紊流造成影響，這種管流動(dòng)稱為“水力粗糙”的，把這種管道稱為“粗糙管”。(3) .根據(jù)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)，圓管紊流沿程阻力可以分為哪幾個(gè)區(qū)域，各區(qū)域如何計(jì)算寧阻力系數(shù)？亍的理論或半垂魅住式A 23®f =00005曲啊詛Q涉Z寸丿翠 itf 砂3x10對,/'=|).0(»£+聲】.Jr 丄/ 燒腎盍帀區(qū)3管少 1"囲迅)了(4).常見的光滑管阻力系數(shù)計(jì)算方法有哪些，常見的粗糙管阻力系數(shù)計(jì)算方法有哪些?光滑管阻力系數(shù)計(jì)算方法：1.多吉-梅茨納公式；2

18、伯拉休斯型經(jīng)驗(yàn)公式；3.克拉佩公式；4.托蘭斯公式粗糙管阻力系數(shù)計(jì)算方法：1.Reed-Pilehvari公式；2.Bailey-Pede n 公式(5).如何計(jì)算過渡流壓降?流體流動(dòng)過程中由層流發(fā)展到紊流狀態(tài)存在過渡區(qū)，對于過渡區(qū)流動(dòng)壓耗求解方法有學(xué)者建議在層流臨界雷諾數(shù)與紊流臨界雷諾數(shù)之Re采用線性插值方法求解得出過渡區(qū)寧阻力系數(shù)。 因此，對于層流臨界雷諾數(shù)處寧阻力系數(shù)由下式計(jì)算得到：Regc紊流臨界雷諾數(shù)下的寧阻力系數(shù)，采用如前所述寧阻力系數(shù)相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算得出。最后，由下式計(jì)算雷1諾數(shù)為時(shí)，過渡區(qū)的寧阻力系數(shù)RegcRegRegcftflRegtr(6). 如何計(jì)算過流截面突擴(kuò)、Hl

19、情況下的水頭損失?包達(dá)公式:hj將連續(xù)性方程代入上式,2v1 v22g可得21 A1 A(7).簡述如何計(jì)算動(dòng)力鉆具壓耗?hj2A2A2 2V12ghj2V22g2V222g1.固定值。當(dāng)鉆進(jìn)的參數(shù)比較穩(wěn)定,井下動(dòng)力鉆具的壓耗不大時(shí),通常可以取一個(gè)常量,計(jì)算簡單。2. 插值法。通過查閱井下動(dòng)力鉆具的參數(shù)表確定排量及壓力降，通過實(shí)際排量來進(jìn)行插值可近似得到動(dòng)力鉆具的壓力降，即PmP1占 牛 Q：Q12Q1QaQ23. 利用循環(huán)壓耗反算井下動(dòng)力鉆具的壓耗系數(shù)。在穩(wěn)定鉆進(jìn)且環(huán)空清潔的條件下，可采用這種方法算得壓耗系數(shù)，并利用算得的壓耗系數(shù)進(jìn)行后續(xù)計(jì)算，即pmpspgpppbpa確定為4. 回歸法。根

20、據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)可以將動(dòng)力鉆具在當(dāng)前鉆井液性能條件下壓降與排量的關(guān)系式回歸PmamQbmChap7:(1) 對巖屑顆粒來講，何為有效粒徑？何謂球形度? 有效粒徑：比重速度或滑落速度相同的球體直徑球形度：與顆粒同體積的球體的表面積與顆粒的表面積之比。(2) 巖屑顆粒在充滿泥漿的直井環(huán)空中下沉?xí)r主要受哪些阻力？一是由流體粘性產(chǎn)生的摩擦阻力；二是由于物體周圍流體的速度差等因素的影響，使運(yùn)動(dòng)物體前后形成壓力差而產(chǎn)生的阻力，稱為壓差阻力。(3) 壓差阻力產(chǎn)生的根本原因是什么？流體經(jīng)過球體發(fā)生了附面層的分離，產(chǎn)生了旋渦區(qū)，消耗了機(jī)械能，在球體前后 形成壓強(qiáng)差，因而產(chǎn)生壓差阻力(4) 小雷諾數(shù)顆粒下沉?xí)r，其阻力主

21、要考慮什么力？用什么公式計(jì)算？摩擦阻力I： 加宀(5) 大雷諾數(shù)顆粒下沉?xí)r，其阻力主要考慮什么力？用什么公式計(jì)算？壓差阻力(6) 中雷諾數(shù)顆粒下沉?xí)r，其阻力主要考慮什么力？用什么公式計(jì)算？同 時(shí) 考 慮 壓 差 阻 力 和 摩 擦 阻 力(7) 何謂自由沉降？何謂干涉沉降？何謂自由沉降末速？自由沉降：單個(gè)顆粒在無限的流動(dòng)空間的滑落。當(dāng)固體體積濃度很小時(shí)，顆粒與顆粒之間彼此不發(fā)生嚴(yán)重干擾的滑落，也可當(dāng)做自由沉降來處理干涉沉降：顆粒群體在有限流體空間的滑落。自由沉降末速：作用于顆粒上的外力達(dá)到平衡，顆粒等速滑落，把顆粒等速滑落的速度稱為滑落末速。(8) 何謂形狀系數(shù)？(9) 莫爾、錢氏、沃克-邁耶

22、斯關(guān)系式，三者有何不同？(10) 何謂巖屑運(yùn)移比？為何它能衡量巖屑的運(yùn)移效率？當(dāng)巖屑滑落速度增加時(shí)，巖屑運(yùn)移比減小，則環(huán)空的巖屑濃度會增加。因此，巖屑運(yùn)移比是對鉆井液攜巖能力的一種很好的度量方式(11) 何謂環(huán)空巖屑濃度Ca?為何Ca不能太高？(1) 阿相滾度對清落末逢的彩響當(dāng)鬥相濃度G很小時(shí)，巖質(zhì)顆粒的沉降過程破比工擾很小，可以痔成 是自向沉降*當(dāng)滾度尙大到一定程度斤，顆粒的相互工涉漸趙尸豊，就歳 為工涉沉降.il+l ft況下的沉速計(jì)算公式旳須考慮濃度的影旳*濃度對沉 降末速的影曲，與顆粒的社鈿有很大關(guān)系，杠顆粒在弋沉?xí)r處于分Utifc態(tài)、 沆體的就性并不丙濃度的塔大而發(fā)生變化濃度對沉降末

23、速的影響，主耍 是曲顆粒下沉?xí)r請發(fā)的的上水流和滋起的素動(dòng)造成的*岡混令液晝度加大 而引超的顆粒有我重力的減小也有重妥影響.這些彩旳因素都趨向于使沉 降末速小于濃度為零時(shí)的同粒徑沉降耒速.如顆粒卞沉?xí)r，濃度杉旳沉降 耒逢的物理實(shí)質(zhì)，較杠顆粒妥復(fù)雜得多.這個(gè)彭響首先表現(xiàn)在濃度對絮凝 現(xiàn)空的促進(jìn)作用上.細(xì)顆粒由于表面積大*窩易產(chǎn)生紫卷現(xiàn)錄，便沉降末 速加大.其次*濃度彭旳還會改變泯令液的農(nóng)?注系數(shù).(12) 垂直管固液兩相流的三個(gè)控制方程是什么？(13) 根據(jù)Williams和Bruce等人的實(shí)驗(yàn)，在垂直井中，當(dāng)鉆柱轉(zhuǎn)速較小時(shí)(<35rpm),鉆柱旋轉(zhuǎn)有利于巖屑上返，如何解釋？當(dāng)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶

24、動(dòng)了周圍液體的旋轉(zhuǎn)，使液體呈螺旋流上返，補(bǔ)償了顆粒的翻轉(zhuǎn)力矩，使其平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高上返速度Chap9:(1) 何謂波動(dòng)壓力？何謂擠壓 (或激動(dòng))壓力和抽吸壓力？產(chǎn)生波動(dòng)壓力的三個(gè)主要原因是什么？ 一般情況下那個(gè)原因最主要？波動(dòng)壓力：油氣鉆井過程中，經(jīng)常進(jìn)行的作業(yè)是將管柱起出或下入充滿鉆井液的 井眼，起鉆、下鉆、下套管或襯管等是這種作業(yè)的主要形式。由于管柱的頂替作 用，將會導(dǎo)致井眼鉆井液的流動(dòng)，從而在井產(chǎn)生附加的壓力。因起下鉆速度不均 勻等，這種附加壓力的數(shù)值在管柱起出或下入的過程發(fā)生變化。鉆井工作者通常 將這種現(xiàn)象稱為壓力波動(dòng)(Pressure Surge)，將附加壓力的數(shù)值稱為波動(dòng)壓力。

25、若波動(dòng)壓力使井總壓力增加，則稱為激動(dòng)壓力或擠壓壓力；若波動(dòng)壓力使井總壓 力減小，則稱為抽吸壓力。鉆井液的靜切力、鉆井液黏滯力和鉆柱慣性力鉆柱最大速度引起的波動(dòng)壓力(2) 簡述波動(dòng)壓力對鉆井造成的危害。 波動(dòng)壓力可以引起井涌或井噴。為了節(jié)省時(shí)間，將管柱快速起出井眼時(shí)，井可能產(chǎn)生 很大的抽吸壓力，從而使井壓力降低，地層油氣流入，從而引起井涌或井噴。現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)資料 表明，25%以上的井噴是直接由于起鉆時(shí)抽吸作用引起的。 過大的激動(dòng)壓力會壓裂地層而引起井漏。 管柱的起出或下入過程中，會引起激動(dòng)壓力和抽吸壓力的交替變化，使井壁上的載荷 發(fā)生周期性變化，容易引起井壁坍塌。 抽吸壓力會導(dǎo)致地層流體流入井而污染

26、鉆井液，從而導(dǎo)致鉆井液處理上的困難。 激動(dòng)壓力或抽吸壓力也會給油層保護(hù)帶來困難。（3）噴射鉆井時(shí)起下鉆引起的井下波動(dòng)壓力比普通鉆井時(shí)大，為什么？（4）深井滿眼鉆具鉆井比淺井普通鉆井引起的波動(dòng)壓力大，為什么？（5）簡述波動(dòng)壓力的計(jì)算過程。 分別計(jì)算鉆桿環(huán)空和鉆鋌環(huán)空的鉆井液流動(dòng)速度； 分別確定鉆桿環(huán)空和鉆鋌環(huán)空的流態(tài)，并計(jì)算鉆柱最大速度引起的波動(dòng)壓力； 根據(jù)鉆井液性能和現(xiàn)場工作情況，確定有無必要計(jì)算鉆井液靜切力和慣性力引 起的波動(dòng)壓力； 在三個(gè)波動(dòng)壓力值中選擇數(shù)值最大者進(jìn)行分析，判斷是否可能引起井下事故。（6）下鉆時(shí)，由于急剎車（剎住不動(dòng)）所引起的波動(dòng)壓力是擠壓壓力還是抽吸壓力？ 下鉆前從上提鉆

27、柱時(shí)引起的波動(dòng)壓力是擠壓還是抽吸壓力？兩種情況下產(chǎn)生 波壓的原因是什么？（7）穩(wěn)態(tài)波動(dòng)壓力理論中，產(chǎn)生波動(dòng)壓力主要有哪幾方面的因素？鉆井液的靜切力、鉆井液黏滯力和鉆柱慣性力（8）簡述穩(wěn)態(tài)波動(dòng)壓力理論中，計(jì)算波動(dòng)壓力的步驟。（9）簡述瞬態(tài)波動(dòng)壓力與穩(wěn)態(tài)波動(dòng)壓力理論的不同點(diǎn)。（10）試說明以下鉆井參數(shù)（鉆井液性能、下入深度、起下鉆速度、起下鉆加速度）對井下波動(dòng) 壓力的影響規(guī)律。鉆井液性能：1.鉆井液密度 波動(dòng)壓力的絕對值隨鉆井液密度的增加而增大（即激動(dòng)和抽吸壓 力都增大），而且增加的幅度與下入速度有很大關(guān)系，速度較大時(shí)影響較明顯，反之，速度較 小時(shí)影響不明顯。2. 稠度系數(shù) （1）最大波動(dòng)壓力隨

28、K增大而增大；（2）速度變化較大的點(diǎn)上以及停止下入后,即加速度較大時(shí)，表現(xiàn)為波動(dòng)隨K的增加而減少。3. 流性指數(shù) 與K的影響因素相似4. 壓縮性的影響 很大程度上表征著鉆井液的含氣量下入深度：隨該距離的增加，一方面，最大波動(dòng)壓力下降，另一方面，壓力曲線的波動(dòng)幅度減小，形狀也有較大的改變。起下鉆速度：速度越大，波動(dòng)壓力越大起下鉆加速度：在開始下入和接近下完時(shí)的波動(dòng)壓力很大，而且加速度大，則波動(dòng)壓力的絕對值也大。ChapIO:（1）簡要說明井底壓力的計(jì)算具體分為哪幾種情況。 井鉆井流體處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)的井底壓力等于鉆井流體的靜壓力，稱為井底靜 壓力，相應(yīng)的當(dāng)量密度稱為井底當(dāng)量靜態(tài)密度（ Equi

29、vale nt Static Den sity ，簡 稱 ESD。 井鉆井流體處于循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)（如循環(huán)、壓井、注水泥頂替等），此時(shí)的井底壓力等于靜液柱壓力、環(huán)空壓耗及井壓套壓之和，相應(yīng)的當(dāng)量密度統(tǒng)稱為當(dāng)量循環(huán)密 度（Equivale nt Circulati ng Den sity，簡稱 ECD。 鉆井管柱在充滿鉆井流體的井眼上下運(yùn)動(dòng)（如起下鉆、下套管、上下活動(dòng)鉆具 等），此時(shí)的井底壓力等于靜液柱壓力加上波動(dòng)壓力。（2）井底靜壓力的計(jì)算可以分為哪幾種情況考慮？1液柱靜壓力2.氣柱靜壓力3.固液混合物靜壓力4.氣液混合物靜壓力（3）現(xiàn)階段鉆井液在井下高溫高壓條件下，其密度的計(jì)算方法主要分為哪幾類

30、？1. 復(fù)合密度模型i_啟 孑_1 _劇 亍 j丿 I Pg丿2. 經(jīng)驗(yàn)密度模型3. 固液兩相密度模型（4）當(dāng)量循環(huán)密度ECM計(jì)算方法有哪些？1. 由環(huán)空壓耗直接計(jì)算ECD2. 由立管壓力反算ECD（5）環(huán)空返速的影響因素主要有哪些？1. 鉆井泵功率的影響；2.鉆井液性能的影響3.環(huán)空尺寸的影響(6) 如何用最低井底壓力法確定最優(yōu)環(huán)空返速？(7) 簡要說明合理環(huán)空返速與最優(yōu)環(huán)空返速的區(qū)別和聯(lián)系。Chapll:(1) 射流的種類有哪些？鉆井液從噴嘴噴出形成的射流是哪種類型？1. 根據(jù)射流的壓力分類 低壓射流、中壓射流和高壓射流2. 根據(jù)工作介質(zhì)和環(huán)境介質(zhì)淹沒射流和非淹沒射流3. 根據(jù)固壁條件分類 自由射流和非自由射流4. 根據(jù)射流施載特性分類連續(xù)射流、沖擊射流和混合射流5. 根據(jù)射流水力學(xué)特性分類定常射流和非定常射流6. 根據(jù)射流介質(zhì)相分類單相和多相射流淹沒非自由射流(2) 射流對井底的作用有哪幾種？試簡述其作用機(jī)理。1射流的沖擊壓力作用對巖屑的沖擊翻轉(zhuǎn)作用：作用在井底巖屑上的壓力極不均 勻，使巖屑產(chǎn)生一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，