钻头钻速影响因素

钻头钻速影响因素

1) 地层沉积年代远，地层硬度高、不均质，部分层段研磨性高。

厚度在500m以上的自流井组，泥页岩，砂岩互层，砂泥岩致密，硬度高，须家河段为泥岩夹石英砂岩，硅质胶结，岩石硬度达7级；二叠系阳新统地层岩石可钻性级值为4.7～7.5，岩石软硬变化大，因高围压作用，二叠系灰岩硬度高出三叠系3倍以上，且央带燧石结核，煤及黄铁矿。

2) 井眼不稳定。

川东高陡构造井的上部沙溪庙组一珍珠冲组地层(井深0～2500m)，岩性主要是砂，泥、页岩互层。由于岩石水敏性强以及高陡构造的地应力联合作用，使井眼很容易失稳，井壁严重坍塌。为了平衡垮塌而提高钻井液密度.导致机械钻速大幅降低，如天东26井在沙溪庙组、自流井组地层钻井中钻井液密度提至1.35～1.63g/cm3，由高液柱压力产生的“压持效应”使机械钻速降至0.96m/h；二叠系的龙潭组、梁山组也极易垮塌。

3)地层倾角大，地层倾角8～55。，容易发生地层自然造斜。

为了控制井斜往往采取轻压吊打的措施，从而大大降低了钻井速度。

4)地层压力系统复杂，从负压到异常高压相互交错，具有纵向上压力系统的多样性和横向上压力系统相对独立性。

碳酸盐岩气藏有裂缝性、孔隙性和裂缝一孔隙性3类产层。孔隙性气藏压力规律性较清楚，基本表现为常压，能实现平衡钻井，如川东石炭系、长兴生物礁等。而裂缝性气层压力依赖于地质运动的强弱及岩石本身的强度·规律性差，很难预测。钻井时按有裂缝存在而采用高密度钻井液钻进。导致过平衡影响机械钻速，但采用钻井液快速强钻，突遇裂缝井喷的风险很大。阳新组、长兴组两个高压产层，由于压力梯度高，岩石硬度大，并且地层深度深，钻井液密度通常为1.50g/cm3；(云安6井压力梯度达2.45MPa/hm，钻井液密度2.41g/cm3)，致使钻速长期徘徊在1.00m/h左右。

5)大尺寸井眼长。

川东地区大于311.Imm井眼的井段约占总进尺的1/2～3/4，由于井斜因素导致钻压加不上。头钻压一般只能加到120～180kN，转速一般为60r/min。大尺寸井眼钻头破岩体积大，如  in钻头的破岩体积为8Min钻头破岩体积的4.24倍，  in钻头的破岩体积为  in钻头的2.08倍。显然钻头在井底的机械破岩能量严重不足，牙齿很难吃入地层.破岩方式主要以研磨为主，而不是体积破碎，导致钻头破岩效率很低。由于井眼尺寸大、井深，实际环空返速在0.8m/s以下，水力能量也严重不足，导致井底清洗效果差，岩屑重复破碎；同时，深井钻井经验表明，随着大尺寸井段的加深.牙轮钻头的蹩跳现象尤为突出，钻头在井底的钻进时间不到50，也严重影响了机械钻速的提高 [6]  。