鉆頭鉆速影響因素

鉆頭鉆速影響因素

1) 地層沉積年代遠，地層硬度高、不均質，部分層段研磨性高。

厚度在500m以上的自流井組，泥頁巖，砂巖互層，砂泥巖致密，硬度高，須家河段為泥巖夾石英砂巖，硅質膠結，巖石硬度達7級；二疊系陽新統地層巖石可鉆性級值為4.7～7.5，巖石軟硬變化大，因高圍壓作用，二疊系灰巖硬度高出三疊系3倍以上，且央帶燧石結核，煤及黃鐵礦。

2) 井眼不穩定。

川東高陡構造井的上部沙溪廟組一珍珠沖組地層(井深0～2500m)，巖性主要是砂，泥、頁巖互層。由于巖石水敏性強以及高陡構造的地應力聯合作用，使井眼很容易失穩，井壁嚴重坍塌。為了平衡垮塌而提高鉆井液密度.導致機械鉆速大幅降低，如天東26井在沙溪廟組、自流井組地層鉆井中鉆井液密度提至1.35～1.63g/cm3，由高液柱壓力產生的“壓持效應”使機械鉆速降至0.96m/h；二疊系的龍潭組、梁山組也極易垮塌。

3)地層傾角大，地層傾角8～55。，容易發生地層自然造斜。

為了控制井斜往往采取輕壓吊打的措施，從而大大降低了鉆井速度。

4)地層壓力系統復雜，從負壓到異常高壓相互交錯，具有縱向上壓力系統的多樣性和橫向上壓力系統相對獨立性。

碳酸鹽巖氣藏有裂縫性、孔隙性和裂縫一孔隙性3類產層?？紫缎詺獠貕毫σ幝尚暂^清楚，基本表現為常壓，能實現平衡鉆井，如川東石炭系、長興生物礁等。而裂縫性氣層壓力依賴于地質運動的強弱及巖石本身的強度·規律性差，很難預測。鉆井時按有裂縫存在而采用高密度鉆井液鉆進。導致過平衡影響機械鉆速，但采用鉆井液快速強鉆，突遇裂縫井噴的風險很大。陽新組、長興組兩個高壓產層，由于壓力梯度高，巖石硬度大，并且地層深度深，鉆井液密度通常為1.50g/cm3；(云安6井壓力梯度達2.45MPa/hm，鉆井液密度2.41g/cm3)，致使鉆速長期徘徊在1.00m/h左右。

5)大尺寸井眼長。

川東地區大于311.Imm井眼的井段約占總進尺的1/2～3/4，由于井斜因素導致鉆壓加不上。頭鉆壓一般只能加到120～180kN，轉速一般為60r/min。大尺寸井眼鉆頭破巖體積大，如  in鉆頭的破巖體積為8Min鉆頭破巖體積的4.24倍，  in鉆頭的破巖體積為  in鉆頭的2.08倍。顯然鉆頭在井底的機械破巖能量嚴重不足，牙齒很難吃入地層.破巖方式主要以研磨為主，而不是體積破碎，導致鉆頭破巖效率很低。由于井眼尺寸大、井深，實際環空返速在0.8m/s以下，水力能量也嚴重不足，導致井底清洗效果差，巖屑重復破碎；同時，深井鉆井經驗表明，隨著大尺寸井段的加深.牙輪鉆頭的蹩跳現象尤為突出，鉆頭在井底的鉆進時間不到50，也嚴重影響了機械鉆速的提高 [6]  。