【钻进效果指标及钻进规程参数间的关系分析2800字】

钻进效果指标及钻进规程参数间的关系分析（1）钻进效果指标1）钻进效果指标的含义①钻进效果指标的定义该指标是衡量钻井速度、钻井成本和钻井质量的经济技术指标。钻井速度、钻井成本和钻井质量之间有着密切的关系。②钻进效果指标内容钻井效果指标包括钻速、钻井成本/m、岩(矿)心回收率、钻井弯曲度等。它们受多种因素影响，包括不可控因素和可控因素。不可控因素是指客观因素，如钻遇地层、岩性、埋深等；可控因素是指通过一定的设备和技术手段可以手动调节的因素，如钻头类型、冲洗液性能、钻头重量、转速和泵排量等。。2）钻进速度钻井速度不仅是衡量钻井效果的基本指标，也是评价钻井技术和生产管理水平的最重要依据。根据不同的技术统计需要，有以下渗透率测量指标。①平均机械钻速平均钻速表示纯钻井时间内的平均钻井效果，即：式中：H为钻孔进尺（m）;t为纯钻进时间（h）。②回次钻速将钻具下入井内——钻孔——将钻具从井内提起，称为生产周期中的一个周期。虽然纯钻是我们的主要任务，但是随着钻井的深入和岩石可钻性水平的提高，一次起下钻具会花费大量的时间。因此，必须优化钻井参数，以实现钻具提升作业的机械化，从而提高机械钻速，即：其中:t1指钻具起下钻和其他辅助作业(冲孔、扫孔等)所需的时间。)用于加长钻杆、更换钻头和取芯(h)。③技术钻速在生产中，考虑补充作业时间的技术渗透率通常每月计算一次，如下所示：式中:T1为固井、井斜测量、地球物理测井、井眼灌浆、人工造斜等所消耗的补充作业时间(h)。④经济钻速经济渗透率在国外也叫商业渗透率，一般按月和季度计算：其中:T2是指非生产性作业的时间(h)，如钻机安装、大修和井眼事故处理。。⑤循环钻速循环钻进速率是指从开眼到最终井眼整个生产周期的平均钻进速率，即：其中:T3为钻机安装、拆卸、起套管、封孔等井眼准备和井眼修整作业的时间(h)。（2）钻进规程1）钻进规程的含义钻井规程是指为提高钻井效率、降低成本和保证质量而采取的技术措施，通常是指操作人员可以手动更改的参数组合。旋转钻井的主要钻井参数包括钻头重量(钻头轴向载荷)、钻具转速、冲洗介质质量(水、钻井液或压缩空气)、单位时间冲洗介质流量等工艺参数。2）钻进规程的类型生产中有不同的钻井程序，它们是最优的、合理的和特殊的。①最优规程a.最佳程序是在确定地质技术条件和钻井方法以及钻井质量指标(钻井方向、岩芯回收率等)的情况下，匹配钻井参数，以获得最高的钻速或最低的每米钻井成本。)都有保障。b.实现最佳钻井程序的条件是钻井设备的功率、转速、钻杆强度和冲洗介质质量不限制钻井参数的选择。c.研究最优规程的方法如下。每米钻进总成本：式中:Cb为比特价(元);Cr为钻机单位时间运行成本(元/小时);H为钻头进尺(m)。通过转换：式中:vm为渗透率(m/h);T为纯钻进时间，根据钻头的使用寿命(h)确定;k=t1/tK1=t1/tK2=T2/t。对于一定的钻井类型、设备和深度，k、K1、K2基本上是一个经验值。根据C=f(vm)，可得到成本最低Cmin对应的最优钻速vm，并可确定钻压、转速等最优方案参数。②合理规程在给定的技术设备条件下，当钻井程序参数的选择受到限制时(如设备功率不足、钻机转速达不到要求、钻具强度不足、冲洗液泵量不足等)。)，在保证钻井质量指标的同时争取最大钻速的钻井参数组合称为合理程序。。③专用规程用来完成特殊取心、井斜校正、定向钻井等任务的参数组合称为特殊程序。与特殊技术相匹配，普及率成为次要目标。（3）钻进过程中各参数间的基本关系1）钻压对钻速的影响钻进过程中钻头的轴向压力(钻头的实际重量)为进给力(钻具质量+正或负的机械施加力)减去冲洗液的浮力和孔内摩擦阻力后的剩余负载。表示WOB的常用方法如下。①钻头重量P——整个钻头的轴向载荷受钻头类型、直径和刀具数量影响，具有较差的可比性。②钻头唇比压力对刀具与岩石接触单位面积p轴向载荷的影响，涵盖了钻头直径和钻头类型的影响，具有良好的可比性。实践证明，在一定的钻井条件下，WOB与钻速的典型关系曲线如图1-2所示。可以得出结论，在大范围内(ab段)，钻压与钻速近似成线性关系；在A点之前，WOB太低，钻速很慢。B点后，钻头上的重量过大，钻屑量过大，甚至刀具完全吃进岩层，孔底冷却和排粉情况恶化，钻头磨损也加剧，钻井效果变差。根据图中的直线可以建立WOBP和钻速vm之间的定量关系，即：vm∝（P-W）其中:w为ab线在钻头压力轴上的截距，相当于刀具开始压入地层时的钻头压力。在石油钻井中，它被称为钻头上的临界重量，主要取决于岩石的性质。不同地层的WOB门槛不同。图1-2钻速与钻压的关系曲线图2）转速对钻速的影响转速是钻头旋转的速度，表示刀具移动的速度。图1-3显示了不同岩石钻进时测得的钻速vm与速度n..由图可知:①在松软、塑性、磨蚀性黏土地层中(曲线Iⅰ)钻进时，钻进速率vm与转速N基本呈线性关系;(2)钻井时,中等硬度岩石地层和研磨(曲线ⅱ),普及率vm和转速N之间的关系开始显示的线性关系,但它逐渐减缓与N的不断增加,转速越高,普及率的增加较慢;③在中硬磨料地层(曲线ⅲ)钻孔时，开始时与曲线ⅱ相似，但随着转速的增加，钻速增长缓慢;当超过一定限制转速n0时，渗透率vm呈下降趋势。图1-3转速与钻速的关系曲线图在钻头压重和其他钻井参数不变的情况下，机械钻速可以表示为：vm∝nλ其中:λ为转速指数，一般小于1，其值与岩性有关。3）切削具的磨损对钻速的影响在钻进过程中，随着刀具钝度的增大，刀具与岩石的接触面积逐渐增大。如果此时WOB值保持不变，则渗透率vm不可避免地会逐渐降低。这一过程本质上是由于钻头唇上的比压P减小造成的。4）水力因素对钻速的影响在钻井期间，通过钻头的喷嘴(或多个喷嘴)形成冲洗流体射流来清洁孔底部的钻屑。表征钻头和射流水力特性的参数称为水力因素。在一定的钻速下，单位时间钻的岩屑总量是一定的，这个量的岩屑需要一定的水力才能完全清除。低于这个水力值，孔底净化会不完善，渗透率会降低。对于软岩，超过该水力值，由于水参与岩石破碎，渗透率可能会增加。但此时水力浮力的增加会对机械钻速的增加产生不利影响，尤其是在坚硬岩层中。对于孕镶金刚石钻头和自磨钻头，如果遇到弱磨粒岩石，为了保持钻头唇口切削刀具的自锐能力，必须在孔底保留一定量的石粉，过大的水力会导致钻速下降，甚至使钻头抛光。5）冲洗液性能对钻速的影响冲洗液性能对渗透率的影响是复杂的。大量实验表明，冲洗液的密度、粘度、失水、固含量及其分散性对渗透率有不同的影响。①冲洗液密度对渗透率的影响。冲洗液的密度决定了孔内液柱压力和地层孔隙压力之间的压差。井底压差对新破碎的岩屑有保压作用，阻碍了井底岩屑的及时清除。压差的增加会明显降低穿透率。②冲洗液粘度对渗透速率的影响。在其他条件一定的情况下，冲液粘度的增加会使孔底压差和浮力增大，降低钻头在孔底获得的水力，从而降低钻速。③固相含量和冲洗液分散度