钻进工艺技术

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1、第七章钻进工艺技术速度快慢、质量和成本的高低的影响因素：钻进是通过选择和使用合适的工具，根据所钻地层的特点，选择合理的工艺技术，使钻头在地层中沿预定的轨道前进的过程，是一口井建井过程的最主要的环节。任务：破碎岩石（1）地层的物理机械性能（2）钻进设备、工具的性能（3）钻进工艺技术第一节影响钻进的主要因素已经客观存在、无法改变的因素，如所要钻进地层的岩石物理机械性质、地质构造、地下压力分布及地层中的流体性质等。不可变因素可变因素可以人为选择和改变的因素，如钻井方法、钻头、钻具和钻压、转速、水力参数、洗井液性能及洗井技术等。利用其有利方面，并调节可变因素适应之优选、设

2、计一、钻压机械钻速钻头的磨损速度和工作寿命钻压的大小图7－1钻压与钻速的关系曲线钻压(W)与钻速(Vm)：W。称为门限钻压。它是ab线在钻压铀上的截距，相当于牙齿开始压入岩石时的钻压，其数值主要与岩石性质有关。钻压对钻头牙齿磨损速度的影响关系式为：h为牙齿的磨损量；Dl和D2为钻压影响系数,与钻头尺寸有关；钻压与轴承磨损速度的关系式为：B为轴承的磨损量；y是钻压指数,对于普通水基洗井液y=1.5；钻头牙齿的磨损量对钻速的影响关系式：C2为牙齿磨损系数,与牙齿结构及地层岩性有关。二、转速转速与钻速的关系曲线1－软地层，井底清洁；2－软地层，井底不净；3－硬地层，净化

3、不充分。钻速与转速的关系：λ为转速指数，一般小于1，其值与岩性有关。在钻压一定时，如果增加转速，牙齿和轴承的磨损速度也将加快，它反过来又会影响到机械钻速和钻头寿命等。三、水力因素洗井液(射流)的作用：清洁、净化井底，避免重复切削；保持和扩大预破碎带裂缝；直接水力破岩。最主要的作用保持井底清洁要经过三个过程：首先是使破碎的岩屑离开岩石母体；然后是岩屑在井底被移动；最后由上返的洗井液将其从环空举升到地面。对钻速的影响最大压持效应：由于井内洗井液柱所形成的静液压力大于地层压力，使得岩屑被压持在井底不易脱离的现象。三、水力因素钻头水功率克服压持效应依靠射流的冲击压力和漫流

4、的横向推力。射流喷速和流量(洗井液的水力能量)三、水力因素钻速与水力参数的关系曲线四、洗井液性能洗井液密度、粘度、固相含量及其分散性等性能指标对钻速都有明显的影响。(1)洗井液密度对钻速的影响洗井液密度↗，压持效应↗，钻头的破碎效率↘，钻速↘。四、洗井液性能(2)洗井液粘度对钻速的影响洗井液粘度↘，循环系统的压耗↘，钻头喷嘴的压降↘，射流对井底的冲击作用↗，改善清岩效果，钻进速度↗。四、洗井液性能(3)洗井液固相含量及其分散性对钻速的影响固相含量增加会降低钻进速度和钻头、泥浆泵寿命；小于lμm的胶体颗粒越多，对钻速的影响越大。为了提高钻速，应尽可能采用低固相不分散

5、体系洗井液。第二节钻进参数选择钻进是钻压、钻速、水力参数、洗井液性能等共同作用的过程。要达到高效率、低成本钻井的目的，必须合理确定出钻进施工中的各参数值及其相互的配合关系，采用先进技术，提高钻进效益。一、平衡压力钻井技术基本原理在井内洗井液压力与地层压力相平衡的条件下进行钻进，以便有效地保护油、气层不受洗井液的侵污，保证油气井的生产能力，同时保证较高的钻进速度，缩短建井周期，降低钻井成本。一、平衡压力钻井技术科学依据式中，pp、Gp——分别为地层压力和压力梯度，MPa和kPa/m；H——地层埋藏的深度，m;ρm——洗井液密度，g/m3;根据地层的压力来确定所用洗井

6、液的密度。二、高压喷射钻井技术喷射钻井的理论依据强大的水力能量不仅可以使井底保持清洁，而且还可以与钻头牙齿的机械破岩作用相结合，促进岩石的破碎，也可以直接进行水力破岩，提高钻进速度。二、高压喷射钻井技术喷射钻井的实质在一定的机泵条件和井身结构、钻具结构等条件下，按照不同的钻井理论和工作方式，按井段优选排量和喷嘴直径，使钻井的水力作用在井底产生最好的效果。二、高压喷射钻井技术喷射钻井的实现使用新型喷射式钻头，改善井底流场，提高水力清岩效率，并使水力作用与机械破岩相结合，以提高钻进速度与进尺。二、高压喷射钻井技术喷射钻井的基本标准泵压>10MPa射流速度>80m/s钻

7、头水功率>泵功率的1/2环空洗井液返升速度<1m/s二、高压喷射钻井技术循环系统压降和水力功率的损耗：水流动压耗与排量的二次方成正比，损耗水功率与排量的三次方成正比，并均与洗井液性能有关。喷射钻井强调使用小排量、小喷嘴和优质洗井液，以提高钻头的压力降和水功率，从而提高作用在井底的水功率。二、高压喷射钻井技术高压水射流钻井的工作方式：最大水功率理论及其工作方式最大冲击力理论及其工作方式最大喷射速度理论优选排量和喷嘴直径，保证钻头获得的压力降和水功率达到泵许用压力及输出功率的2/3。优选排量和喷嘴直径，保证钻头喷嘴的压力降和水功率达到泵许用压力及输出功率的1/2以上。

8、三、优选参