单选题
29.[ZJJK05-01-X]遇到天然气引起的井涌,关井时求取的天然气的压力为40.8MPa,如果允许天然气向上运移至井深一半处,这时天然气的压力是( )MPa。
A
20.4
B
40.8
C
61.2
D
81.6
答案解析
正确答案:B
解析:
题目解析:
题干描述的是在井控过程中,遇到由天然气引起的井涌,关井后测得天然气的压力为40.8 MPa。问题询问:若允许天然气在井筒中向上运移至井深的一半处,此时天然气的压力是多少。
正确答案:B(40.8 MPa)
解析如下:
本题考查的核心知识点是:**气体在密闭系统中的压力特性,特别是关井后气体行为的基本规律**。
关键概念:
1. **气体的可压缩性与压力传递**:
气体是一种可压缩流体,其压力主要取决于其所受的约束条件和温度。在关井状态下,井口和井底均被封闭,整个井筒形成一个密闭系统。
2. **关井后气体压力的保持**:
当井被关闭后,进入井筒的天然气被“困”在某一位置,形成一个封闭气柱。在没有气体膨胀或外界流体交换的前提下,该气体的质量和体积基本保持不变(忽略温度变化的影响),因此其压力也保持不变。
3. **气体上行时的行为**:
在关井条件下,如果允许气体在井筒中向上运移(例如由于密度差异产生的滑脱效应),但井口仍处于关闭状态,气体无法释放,则气体上行过程中其自身的压力并不会显著改变。这是因为:
- 气体上行过程中,其上方液柱压力减小,但由于井口关闭,气体不能膨胀,体积受限;
- 根据理想气体定律,在体积和温度不变的情况下,压力保持不变;
- 实际工程中认为,在短时间、未发生明显膨胀的情况下,关井后气泡的压力近似保持为其原始圈闭压力。
4. **压力≠静液柱压力**:
需要注意的是,此处问的是“天然气的压力”,而不是某一点的井筒压力或地层压力。天然气作为一个流体单元,在密闭环境中移动时,只要不膨胀,其内部压力维持原状。
因此,尽管天然气上移到井深一半的位置,但由于井处于关闭状态,气体未膨胀,其自身压力仍为最初关井时测得的压力——40.8 MPa。
各选项分析:
- A(20.4 MPa):错误,这是将压力按深度线性减半的结果,混淆了气体压力与液柱压力的概念。
- B(40.8 MPa):正确,符合密闭系统中气体压力保持不变的原理。
- C(61.2 MPa):错误,无物理依据支持压力上升50%。
- D(81.6 MPa):错误,相当于翻倍,不符合任何合理模型。
结论:
在关井密闭条件下,天然气上行至井深一半处,只要未发生膨胀,其压力保持不变,仍为40.8 MPa。
正确答案为:B。
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