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影響鉆速因素有哪些?

2019-11-23

1、地層沉積年代遠,地層硬度高、不均質,部分層段研磨性高。
厚度在500m以上的自流井組,泥頁巖,砂巖互層,砂泥巖致密,硬度高,須家河段為泥巖夾石英砂巖,硅質膠結,巖石硬度達7級;二疊系陽新統地層巖石可鉆性級值為4.7~7.5,巖石軟硬變化大,因高圍壓作用,二疊系灰巖硬度高出三疊系3倍以上,且央帶燧石結核,煤及黃鐵礦。
2、 井眼不穩定。
川東高陡構造井的上部沙溪廟組一珍珠沖組地層(井深0~2500m),巖性主要是砂,泥、頁巖互層。由于巖石水敏性強以及高陡構造的地應力聯合作用,使井眼很容易失穩,井壁嚴重坍塌。為了平衡垮塌而提高鉆井液密度.導致機械鉆速大幅降低,如天東26井在沙溪廟組、自流井組地層鉆井中鉆井液密度提至1.35~1.63g/cm3,由高液柱壓力產生的“壓持效應”使機械鉆速降0.96m/h;二疊系的龍潭組、梁山組也極易垮塌。
3、地層傾角大,地層傾角8~55。,Z高達85。,容易發生地層自然造斜。
為了控制井斜往往采取輕壓吊打的措施,從而大大降低了鉆井速度。
4、地層壓力系統復雜,從負壓到異常高壓相互交錯,具有縱向上壓力系統的多樣性和橫向上壓力系統相對獨立性。
碳酸鹽巖氣藏有裂縫性、孔隙性和裂縫一孔隙性3類產層??紫缎詺獠貕毫σ幝尚暂^清楚,基本表現為常壓,能實現平衡鉆井,如川東石炭系、長興生物礁等。而裂縫性氣層壓力依賴于地質運動的強弱及巖石本身的強度·規律性差,很難預測。鉆井時按有裂縫存在而采用高密度鉆井液鉆進。導致過平衡影響機械鉆速,
但采用低密度鉆井液快速強鉆,突遇裂縫井噴的風險很大。陽新組、長興組兩個高壓產層,由于壓力梯度高,巖石硬度大,并且地層深度深,鉆井液密度通常為1.50g/cm3;(云安6井Z高壓力梯度達2.45MPa/hm,鉆井液密度2.41g/cm3),致使鉆速長期徘徊在1.00m/h左右。
5、大尺寸井眼長。
川東地區大于  311.Imm井眼的井段約占總進尺的1/2~3/4,由于井斜因素導致鉆壓加不上。  in頭鉆壓一般只能加到120~180kN,轉速一般為60r/min。大尺寸井眼鉆頭破巖體積大,如  in鉆頭的破巖體積為8Min鉆頭破巖體積的4.24倍,in鉆頭的破巖體積為in鉆頭的2.08倍。顯然鉆頭在井底的機械破巖能量嚴重不足,牙齒很難吃入地層.破巖方式主要以研磨為主,而不是體積破碎,導致鉆頭破巖效率很低。由于井眼尺寸大、井深,實際環空返速在0.8m/s以下,水力能量也嚴重不足,導致井底清洗效果差,巖屑重復破碎;同時,深井鉆井經驗表明,隨著大尺寸井段的加深.牙輪鉆頭的蹩跳現象尤為突出,鉆頭在井底的有用鉆進時間不到50%,也嚴重影響了機械鉆速的提高。
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