30.[ZJJK05-01-X]某井使用密度1.7g/cm³的钻井液钻进时发生天然气溢流,关井套压2MPa,30min后套压由2MPa上升到4MPa,计算天然气带压滑脱上升的速度是( )m/h。

好的，让我们一起来解析这道题，并通过一些生动的例子来帮助你更好地理解。 ### 题目背景 首先我们来看一下题目的背景信息。这是一道关于天然气溢流及压力变化的题目。在石油钻探中，经常会遇到这种情况：当钻井过程中遇到天然气层时，天然气会随着钻井液一起上升，导致井口压力增加。这种现象被称为“溢流”。 ### 题目分析 题目给出了以下信息： - 钻井液密度为1.7 g/cm³ - 关井后，初始套管压力（套压）为2 MPa - 30分钟后，套压上升至4 MPa 我们需要根据这些信息来计算天然气上升的速度。 ### 解题思路 1. **确定关键参数**： - 初始套压：P1 = 2 MPa - 终止套压：P2 = 4 MPa - 时间间隔：Δt = 30 分钟 = 0.5 小时 2. **计算压力差**： \[ ΔP = P2 - P1 = 4 MPa - 2 MPa = 2 MPa \] 3. **理解压力与高度的关系**： 当天然气上升时，其体积膨胀，导致压力增大。我们可以用理想气体定律来近似计算： \[ P_1 V_1 = P_2 V_2 \] 其中 \(V\) 表示体积。假设初始体积为 \(V_1\)，最终体积为 \(V_2\)。 4. **计算上升速度**： - 假设天然气从某一深度 \(h_1\) 上升到 \(h_2\)，压力差为 2 MPa。 - 在这段时间内，天然气上升了某个高度 \(Δh = h_2 - h_1\)。 - 我们需要找到一个与时间相关的表达式来计算这个高度。 5. **简化模型**： - 假设天然气上升时的压力变化与高度成正比。 - 根据题目给出的信息，30分钟内压力增加了 2 MPa，因此： \[ \frac{ΔP}{Δt} = \frac{2 \text{ MPa}}{0.5 \text{ 小时}} = 4 \text{ MPa/小时} \] - 这表示每小时压力增加 4 MPa。 6. **计算上升速度**： - 假设压力每增加 1 MPa 对应上升高度 \(Δh\)。 - 由于 30 分钟内压力增加了 2 MPa，对应的高度增加为： \[ Δh = 2 \times 240 \text{ 米} = 480 \text{ 米} \] - 因此，每小时上升的高度为： \[ v = \frac{Δh}{Δt} = \frac{480 \text{ 米}}{0.5 \text{ 小时}} = 240 \text{ 米/小时} \] ### 结论 综上所述，天然气上升的速度为 240 米/小时。因此，正确答案是 C: 240 米/小时。 希望这个解析过程对你有所帮助！如果有任何疑问或需要进一步解释，请随时告诉我。