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PDC钻头钻速影响因素

浏览数量: 310     作者: 本站编辑     发布时间: 2021-09-10      来源: 本站

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评价PDC钻头性能的因素有很多,其中钻速是一个重要方面,那么影响钻速的因素有哪些呢?

以下是内容列表:

●地质因素对钻速的影响

●不稳定钻孔对钻速的影响

●大尺寸长钻孔对钻速的影响

地质因素对钻速的影响

地层沉积年代久远,地层坚硬且不均匀,部分地段磨蚀性较强。自流组泥页岩与砂岩互层厚度在500m以上,砂泥岩致密坚硬,苏家河段泥页岩与石英砂岩互层为硅质胶体,岩石硬度达到7级;二叠系阳信组岩石可钻等级值为4.7~7.5,岩石软硬度变化较大,由于周向压力较高,二叠系凝灰岩硬度比三叠系高3倍以上,中心区有燧石结核、煤和黄铁矿。

地层压力系统复杂,从负压到异常高压,纵向有多种压力系统,横向有相对独立的压力系统。碳酸盐岩气藏有3种类型的生产地层:裂缝、孔隙和裂缝-孔隙。孔隙气藏压力规律更清晰,呈常压状态,可实现平衡钻井,如川东石炭系、长兴生物礁等。相比之下,裂缝性气藏的压力取决于地质运动的强度和岩石本身的强度——规律性较差,难以预测。根据裂缝的有无,采用高密度钻井液进行钻井。导致过平衡,影响机械钻井速度,但使用低密度钻井液快速强力钻井时,裂缝突然喷喷的风险较高。阳新群、长兴群两个高压产层压力梯度高、岩石硬度高、地层深度深,钻井液密度通常为1.50g/cm3;(郁南6井最高压力梯度达2.45MPa/hm,钻井液密度2.41g/cm3),导致钻速长期徘徊在1.00m/h左右。

不稳定钻孔对钻速的影响

沙溪庙组上部为川东高陡构造井(井深0~2 500 m)珍珠冲组地层,岩性以砂、泥、页岩互层为主。由于岩石对水的敏感性强,加之高陡构造地应力的综合作用,钻孔容易失稳,好墙严重垮塌。为了平衡塌陷,提高钻井液密度,导致机械钻井速度明显降低,如天东26井沙溪庙组、自流井组钻井液密度提高至1.35~1.63 g/cm3 ,高液柱压力产生的“保压效应”使机械钻速降低至0.96 m/h。二叠纪的龙潭组和梁山组 二叠纪的龙潭组和梁山组也很容易崩塌。

大尺寸长钻孔对钻速的影响

Imm钻孔断面大于311。Imm约占川东地区总进尺的1/2~3/4,由于坡度系数好,无法提高钻压。PDC钻头的钻压只能提高到120-180kN,转速为60r/min。在大钻孔中,in PDC钻头的岩石破碎体积较大,例如,in PDC钻头的岩石破碎体积是8Min钻头的4.24倍,in钻头的岩石破碎体积是2.08倍。与钻头相比,井底PDC钻头的机械破岩能量严重不足,齿牙难以蚀入地层。破岩方式主要是磨削而非体积破碎,从而导致PDC钻头的效率较高。由于钻孔尺寸大、井深,实际环空回程速度低于0.8m/s,水力能量也严重不足,导致清底效果差,反复破碎岩屑;同时,深井钻井经验表明,随着大尺寸井段的加深。齿轮钻头的跛跳现象尤其突出,PDC钻头在井底的有效钻进时间不足50%,这也严重影响了机械钻井速度的提高。

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