浅论石油钻井钻头和钻井液选择

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1、浅论石油钻井钻头和钻井液选择摘要：石油被称为"黑色金子”，属于不可再生资源，广泛应用于我国的化学工业，材料工业，农业及各工业部门的生产中，为我国的工业发展，经济进步、国家发展做出了巨大的贡献。石油资源珍惜而宝贵，开采过程中对钻井钻头及钻井液的选择，将极大影响石油开采质量、石油开采工程进度及工程成功率，本文将对在开采石油时对钻头及钻井液的选择进行论述。关键词：石油钻头钻井液石油勘探是一种严谨而复杂的工作，发现新的石油区不仅意味着工业原料的补充和丰富，更意味着工业发展的进步和国家经济整体在现有水平上将得到提高，但是若是发现了好的石油资源，却

2、在开采环节上出现问题，便使石油开采工程因小失大，阻碍石油开采工程进度，带来不可估量的经济损失和人力物力资源的损耗。一、钻头和钻井液的科学选择（一）对钻头的科学选择钻头是在石油钻井过程中必不可少的工具，通过钻头对岩石进行切割破碎，凿井开洞才能得到珍贵的石油资源。想要保证石油钻井工程的进程，需要在钻井工程开始之前，根据当地的岩层结构，岩石性质以及钻头质量来确定使用钻头的类型，合适钻头的选择会对钻井所消耗的成本，钻井工程的速度，钻井质量的高低产生不同程度的影响。钻头的选择具有一定的原则和依据，岩层条件便是选择钻井的重要依据，岩层结构，岩石硬度

3、及厚度等因素都不同程度地影响着钻头的选择。其次，选择的钻头类型要与石油开采作业所具备的设备类型及能力还有钻井液类型相适应。第三，按照钻井方式的不同，在确定下是用转盘钻井还是井下动力钻具钻井后，选择适当的钻井钻头。第四，钻头的选型还要与钻井参数相适应。钻井参数包括：转速、水力参数和钻压。最后，对于邻井地质勘探资料和钻头使用记录的借鉴，也会帮助作业人员找到适合的作业钻头，邻井的勘探资料是极其重要的，应该给予足够的重视，应该对每次作业都留下可供参考的资料，以便以后石油开采工作的需要。钻头大体可分为牙轮钻头，PDC钻头，金刚钻头及刮刀钻头等几种

4、形式，牙轮钻头是我国现阶段石油开采过程中使用最广泛，适用性最高，应用程度较深的一种钻头，在石油开采过程中，牙轮钻头应用于马达钻井，牙轮钻头通过钻井过程中对岩石横向的切割和纵向的振动使其破损，使石油开采作业顺畅进行。选择牙轮作为钻井工具时，要根据开采地当地实际条件，具体问题具体分析，如钻遇以细砂岩为主，地层塑性较大钻头牙齿不容易吃入地层，使用宽齿的牙轮钻头，在至密较硬且研磨性强的地层，使用进口宽齿勺形齿牙轮钻头，可大幅提高机械钻速。PDC钻头也是石油钻井作业中一种常用的钻头，PDC钻头自研发以来，性能通过不断改II进，通过工艺方面技术的革

5、新，PDC钻头具备了更强的抗磨蚀性和热稳定性，从以前只能应用于软页岩地层中，但现在可以应用于钻硬夹层和长段硬岩地层中。PDC钻头多用用水平井的开采，要求钻头有良好的造斜能力，能够保证在中率造斜段顺畅运行，同时要求钻头具有较好稳平能力，使作业质量得到良好保障，PDC钻头的快速发展对牙轮钻头和金刚石钻头起了很大冲击作用。PDC钻头、金刚石钻头的常用转速远远高于牙轮钻头。金刚石钻头即固定切削齿钻头，以其良好的稳定性，也被广泛应用于钻进作业，而刮刀钻头的使用范围最为狭隘。不同的钻头类型和钻头尺寸，产生的钻压是不同的，在拥有相同的直径下，牙轮钻头

6、的工作钻压明显高于PDC钻头的工作钻压。钻头的选择影响着钻头的转速,PDC钻头、金刚石钻头的常用转速远远高于牙轮钻头。（二）对钻井液的合理选择钻井液是钻井的血液，其组成部分可分为清水，泥浆，泡沫，压缩空气，乳状液及无粘土相冲洗液等，钻井液的选择应本持因地制宜，因设备，技术条件的不同而进行选择。从地质条件来看，在岩层完整，水资源充足的地区，可采用清水作为钻井液，清水使用方便，无需进行其他处理。在裂隙发育，岩层孔壁不稳定的地区，则选用泥浆作为钻井液,泥浆也以其成本较低，材料容易取得等优势条件，使其成为应用最广泛的钻井液。从有利于石油开采作业

7、顺利进行的条件来看，应钻井液应该具有以下特点：具有良好流变性，以使井眼不被堵塞，保持清洁，顺利展开固井和测井工作；具有较好的润滑性，减少钻头钻井时产生的摩擦和热量，将强钻井压力，避免卡钻；保持合适的密度，稳定井眼，并且防止石油泄漏；具有较好滤失性和抑制性，以免发生卡钻事故,保证钻井工作顺利进行；易于调整维护，方便及时取材；符合环保要求，保证绿色开采。钻井液按分散介质可分为气体型钻井流体，油基钻井液，水基钻井液。水基钻井液是以聚合物为主体多种化学处理剂所组成的钻井液，包括淡水钻井液、盐水钻井液、钙处理钻井液、饱和盐水钻井液、混合乳化（水包

8、油）钻井液、等钻井液。油基钻井液是以油为分散介质的钻井液，包括原油钻井液、油基钻井液、油包水（反相乳化）钻井液。水平井钻井液根据不同的作用和功能分为不同的体系，包括油基钻井液体系、阳离子聚合物水基钻井液体系