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              钻头机械钻速影响因素

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              钻头机械钻速影响因素

              发布日期:2017-07-06 作者: 点击:

              1) 地层沉积年代远,地层硬度高、不均质,部分层段研磨性高。

              厚度在500m以上的自流井组,泥页岩,砂岩互层,砂泥岩致密,硬度高,须家河段为泥岩夹石英砂岩,硅质胶结,岩石硬度达7级;二叠系阳新统地层岩石可钻性级值为4.7~7.5,岩石软硬变化大,因高围压作用,二叠系灰岩硬度高出三叠系3倍以上,且央带燧石结核,煤及黄铁矿  。

              2) 井眼不稳定。

              川东高陡构造井的上部沙溪庙组一珍珠冲组地层(井深0~2500m),岩性主要是砂,泥、页岩互层。由于岩石水敏性强以及高陡构造的地应力联合作用,使井眼很容易失稳,井壁严重坍塌。为了平衡垮塌而提高钻井液密度.导致机械钻速大幅降低,如天东26井在沙溪庙组、自流井组地层钻井中钻井液密度提至1.35~1.63g/cm3,由高液柱压力产生的“压持效应”使机械钻速降至0.96m/h;二叠系的龙潭组、梁山组也极易垮塌。

              3)地层倾角大,地层倾角8~55。,Z高达85。,容易发生地层自然造斜。

              为了控制井斜往往采取轻压吊打的措施,从而大大降低了钻井速度。

              4)地层压力系统复杂,从负压到异常高压相互交错,具有纵向上压力系统的多样性和横向上压力系统相对独立性。

              碳酸盐岩气藏有裂缝性、孔隙性和裂缝一孔隙性3类产层。孔隙性气藏压力规律性较清楚,基本表现为常压,能实现平衡钻井,如川东石炭系、长兴生物礁等。而裂缝性气层压力依赖于地质运动的强弱及岩石本身的强度·规律性差,很难预测。钻井时按有裂缝存在而采用高密度钻井液钻进。导致过平衡影响机械钻速,但采用低密度钻井液快速强钻,突遇裂缝井喷的风险很大。阳新组、长兴组两个高压产层,由于压力梯度高,岩石硬度大,并且地层深度深,钻井液密度通常为1.50g/cm3;(云安6井Z高压力梯度达2.45MPa/hm,钻井液密度2.41g/cm3),致使钻速长期徘徊在1.00m/h左右。

              5)大尺寸井眼长。

              川东地区大于  311.Imm井眼的井段约占总进尺的1/2~3/4,由于井斜因素导致钻压加不上。  in头钻压一般只能加到120~180kN,转速一般为60r/min。大尺寸井眼钻头破岩体积大,如  in钻头的破岩体积为8Min钻头破岩体积的4.24倍,  in钻头的破岩体积为  in钻头的2.08倍。显然钻头在井底的机械破岩能量严重不足,牙齿很难吃入地层.破岩方式主要以研磨为主,而不是体积破碎,导致钻头破岩效率很低。由于井眼尺寸大、井深,实际环空返速在0.8m/s以下,水力能量也严重不足,导致井底清洗效果差,岩屑重复破碎;同时,深井钻井经验表明,随着大尺寸井段的加深.牙轮钻头的蹩跳现象尤为突出,钻头在井底的有效钻进时间不到50%,也严重影响了机械钻速的提高


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