鉆井質量、速度與影響因素的關系

鉆井質量、速度與影響因素的關系

影響鉆井速度的因素主要是地質因素和工程因素。伴隨我國油氣行業已進入開發后期，如何提高鉆采效率已經成為油氣田的重要之重。而在油氣開采中，鉆井是一項浩大而重要的工序，因此鉆井速度的快慢直接影響著油氣行業的發展進程。然而由于諸多因素的影響，鉆井速度不盡人意。

貴州打井工程鉆具對鉆井質量和速度的影響

普通鉆井通常采用的是常規轉盤鉆井，然而這種傳統的鉆井方式的鉆井速度很低，已不能適應如今很快發展的油氣行業。為了升高鉆井速度，現有一種“PDC鉆頭+井下動力鉆具+轉盤鉆”的復合鉆井方式，其具有如下優點：　　

1）由于復合鉆進的鉆頭轉速是鉆機Ⅱ檔速的2倍，接近Ⅰ檔速的4倍，大幅度升高機械鉆速很容易實現。

2）復合鉆進的高轉速適合于PDC鉆頭剪切地層的切削特點。

3）井眼軌跡平滑。導向鉆進和滑動鉆進相結合的間隔變換，易于控制狗腿度，保持井下安全。

4）鉆具結構得到有效簡化。復合鉆進時鉆壓一般＜100～120kN ，少下或不下鉆鋌就可完成鉆進要求，粘卡機率大大減低。

5）PDC 鉆頭配合動力鉆具鉆井，避開了高轉速下牙輪軸承的先期失效，不會發生掉牙輪事故。

6）導向鉆具結構若采用MWD監測井眼軌跡，能發揮優點。在深部及中深部地層利用井下動力鉆具復合鉆進技術升高鉆井速度，將會有較為顯眼的作用。

鉆進參數對鉆井質量速度的影響

在鉆井過程中，可控因素中的鉆進參數對鉆井速度的影響不容忽視，如：鉆頭類型、鉆頭噴嘴直徑、鉆頭水功率、鉆壓、轉速、泵壓、排量等。在客觀條件好的情況下，通常通過控制鉆壓、轉速、泵壓及排量來提高機械鉆速。一般情況下鉆壓越大，轉速越高，機械鉆速就越高。而且一般遵從的規律是上部地層對轉速比較敏感，下部地層對鉆壓比較敏感。因此，鉆遇上部松軟地層時，采用低鉆壓，高轉速；鉆遇下部堅硬地層時，采用高鉆壓，低轉速。

如果鉆壓或轉速控制不當，一方面會影響機械鉆速，另一方面會加劇鉆頭的磨損，進而影響鉆頭的使用壽命。在考慮鉆壓和轉速的同時，還應調節好泵壓，泵壓不能太大，也不能太小，泵壓適當。若泵壓太小，則井底破碎的巖屑不能及時返出，造成巖屑的二次破碎；若泵壓太大，則產生井底壓差，井底壓差對剛破碎的巖屑有壓持效應，阻礙井底巖屑的及時處理，影響鉆頭的破巖效率?？傊?，在鉆井過程中應根據實際情況適時的調節鉆進參數，只有這樣才能高速有效的鉆進。

鉆井液對鉆井質量和速度的影響

鉆井液是鉆井的血液，所以鉆井液的性能對鉆井很重要。影響機械鉆速的主要是鉆井液的粘度、鉆井液的密度及鉆井液中的固相含量三方面。針對現有深井液體系使用的處理劑含鉻離子等其它對環境有大影響的重金屬離子，建議研究應用環境保護型深井鉆井液體系，完善目前國內小范圍應用的硅酸鹽類鉆井液體系、合成基類鉆井體系，形成適應各鉆探區域地質、工程條件的深井環境保護型鉆井液系列。針對目前深井鉆井液檢測手段、檢測設備遠不能達到深井要求，建議配套完善能夠檢測粘土容量限、頁巖穩定性等系列深井鉆井液檢測儀器，使現場深井檢測達到一個新的水平?！?/p>

1）鉆井液粘度　若鉆井液粘度增加，將會增加環空壓降，使井底壓差增加，鉆速減低；鉆井液粘度增加，鉆柱內壓耗增加，在泵壓一定時鉆頭壓降減小，鉆頭誰功率減小，清巖和破巖能力減低，鉆速下降。若鉆井液粘度太小則會減低鉆井液的攜砂能力，使巖屑不能及時返出井口，進而影響鉆速。

2）鉆井液密度　鉆井液密度越大，井內液柱壓力越大。在井內液柱壓力大于地層空隙壓力的情況下，產生一個正壓差。在正壓差作用下，井底巖屑難離開井底，造成重復破碎現象，鉆速減低。貴州打井工程若密度太小不能夠壓住井下的流體，可能會導致井噴危險。

3）鉆井液中的固相含量　固相含量對鉆進速度和鉆頭消耗量都有嚴重的影響，一半應盡量采用固相含量低于4%的低固相鉆井液。

鉆井設備對鉆井質量、速度的影響

鉆井設備對鉆井速度的影響不容忽視，在一口井的鉆井周期中，由于設備問題導致鉆井周期延長的時間占大部分。設備的影響大體分為以下幾種情況：

1）鉆機配置不能達到鉆井需要，如鉆機動力不足、鉆頭硬度不夠等?！　?/p>

2）設備沒有進行定期維護和檢修，經常發生故障而延誤工期，如個別井位柴油機、泥漿泵、氣泵等大型設備多次發生故障。

3）鉆具陳舊，性能下降，增加了井下事故發生的頻率，發生諸如發生過1次鉆鋌脫扣，1次鉆桿脫扣，2次鉆桿折斷。

4）井場常用工具配備不完整而延誤工期，如個別井位多次發生鉆具折斷而無打撈工具公錐和母錐；無備用鉆頭。深井、超深井的現有鉆井液體系中包被劑普遍存在抗溫性能達不到設計要求。

其它影響因素

由于鉆井區塊的井位基本上都在交通不便的山丘、沙漠等地理位置，所以每逢雨雪天氣鉆井所需的物資很難運送到井場，進而延誤工期。遇到下雨等天氣，水和柴油無法及時供應，也會嚴重影響工期。針對這種情況，后期提前儲備足的水和柴油，避開了雨雪天氣由于缺少水和柴油而延誤工期。對深井復雜情況的防預與處理，深井可能遇到的復雜情況比淺井多的多，在常見的復雜和事故如井涌、井漏、井塌、縮徑、斷鉆具等的防預上，只要把現有的技術運用好，把工作做細，能夠達到安全生產。

防預井下復雜技術，以化學防塌為主、以物理防塌為輔。即抑制粘土分散、控制失水、改良鉆井液性能；堅持使用固控設備除砂補土、加重，邊鉆邊劃、端起長起相結合整修井壁，起鉆前打重泥漿塞保持井筒當量密度。但在處理這些事故和復雜時，難度和危險性比淺井大的多，貴州打井工程提醒需要針對不同的地區和井下情況采取不同的措施，不能生搬硬套其他井的工作經驗。

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