影響機(jī)械鉆速因素與應(yīng)對措施分析

湯丹丹 付凱 張涵 宋長偉

摘要：為了獲得很多的經(jīng)濟(jì)效益，減少在鉆井過程中出現(xiàn)問題，必須對影響機(jī)械鉆速的因素進(jìn)行研究、分析，找出合理的解決措施，才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長，才能加快鉆井工程的進(jìn)度，按時完成任務(wù)。因此，本文對分析鉆井工程中影響機(jī)械鉆速的因素是很有必要的。

關(guān)鍵詞：鉆井工程;機(jī)械鉆速;措施

在油氣的勘測過程中，機(jī)械鉆速往往受鉆井裝備、地層構(gòu)造、鉆井液、鉆壓等因素的影響，阻礙了油氣勘測的進(jìn)程與經(jīng)濟(jì)效益的增長。因此，本文分析了影響機(jī)械鉆速的因素，并提出有效的應(yīng)對措施，希望可以起到拋磚引玉的作用。

1.??? 影響機(jī)械鉆速的因素

1.1? 地層構(gòu)造的影響

目前，在石油資源的勘探過程中，地質(zhì)條件對鉆井工程機(jī)械鉆速的影響是非常大的，石油資源是一種不可再生資源，是在漫長的歷史進(jìn)程中形成的，是在地層的巖石底下形成的。所以，巖石的堅硬程度對機(jī)械鉆速有很大影響。一方面，如果油田是深層油田的話，地層巖石較厚而且堅硬，開采難度相對較大，影響機(jī)械鉆速，影響整個鉆井工程的進(jìn)度。另一方面，對于埋藏較淺的油田，經(jīng)過長時間的開采，油田容易出現(xiàn)虧空現(xiàn)象，也容易造成卡鉆、井漏現(xiàn)象，影響機(jī)械鉆速的發(fā)展，給鉆井工程造成很大難度。所以，地層構(gòu)造對鉆井工程機(jī)械鉆速的影響是非常大的，在油氣勘探的過程中必須引起相關(guān)人員的重視，以致發(fā)生不必要的后果，造成人員的傷亡，影響企業(yè)的發(fā)展。

1.2? 鉆井液的影響

眾所周知，大功率的機(jī)械在做功的時候會有潤滑油，起到保護(hù)機(jī)器，減少摩擦，幫助冷卻的作用，在油氣勘探鉆井過程中也不例外。目前，在鉆井過程中用到的鉆井液主要有潤滑性、流變性等因素，旨在提高鉆井過程中機(jī)械鉆速，提高效率，增加產(chǎn)量。鉆井液中所含的因素對機(jī)械鉆速的影響非常大，例如，鉆井液中固相含量越高，機(jī)械鉆速就會越低，反之亦然。所以，在鉆井的時候，一定要掌握好鉆井液中各成分的含量，以免對機(jī)械鉆速產(chǎn)生影響。一方面，鉆井液的質(zhì)量對機(jī)械鉆速的影響也很大，合理的鉆井液可以減少或防止井噴、井壁坍塌的現(xiàn)象，所以，在鉆井的過程中，鉆井液一定要根據(jù)地層構(gòu)造來及時調(diào)整，合理使用鉆井液。另一方面，鉆井液可以改變巖石的硬度和強(qiáng)度，影響機(jī)械鉆速。在鉆井的過程中，如果鉆井液能降低巖石的硬度，那么機(jī)械鉆井的速度就會大大提高，進(jìn)而提高鉆井工程的生產(chǎn)效率。所以，在鉆井的過程中，一定要選擇適合的鉆井液，提高鉆井速度。

1.3? 鉆井參數(shù)的影響

在油氣勘探鉆井的過程中，鉆井參數(shù)對機(jī)械鉆速的影響表現(xiàn)在方方面面，直接或間接的影響著機(jī)械鉆速的快慢。鉆井參數(shù)包括鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、泵壓等等，工作人員在鉆井的過程中，首先應(yīng)該根據(jù)地層中巖石的性質(zhì)選擇鉆頭類型，在進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中合理控制鉆井扭矩，最后根據(jù)鉆井破碎下來的碎屑巖計算洗井液的流速和流量。在進(jìn)行鉆井設(shè)計的時候，技術(shù)人員要認(rèn)真做好成本預(yù)算，合理設(shè)計鉆壓以及轉(zhuǎn)速，制定有效的措施，從而提高機(jī)械鉆速，提高鉆井的速度。鉆壓、排量、轉(zhuǎn)速并不是越大越好，鉆壓過大鉆頭容易加快磨損速度，排量過大造成額外的沖刷井壁，井壁脫落容易引發(fā)井下復(fù)雜，轉(zhuǎn)速因為設(shè)備、扭矩的限制，更不能隨意使用。所以，在鉆井的過程中，合理的使用鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、泵壓等各個方面的工作，才能提高機(jī)械鉆速。

1.4? 鉆具組合的影響

在鉆井的過程中，有些動力鉆具在進(jìn)行定向造斜或者扭轉(zhuǎn)方位的過程中不能很好地發(fā)揮效果，往往造成方向偏離或者定位不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，影響了機(jī)械鉆速。而且在鉆井的過程中，造斜鉆具與彎接頭的彎角度有很大關(guān)系，角度越大則鉆鋌剛性越強(qiáng)，造斜能力也就越強(qiáng)，但在實際造成過程中，沒有將彎接頭與動力鉆具有效的結(jié)合起來，從而減緩了鉆井過程中的機(jī)械鉆速。另一方面，在鉆井的過程中，增斜鉆具往往效果不是很好，原因是在鉆井的過程中只采用單個穩(wěn)定器鉆具，導(dǎo)致增斜鉆具的效果不明顯，穩(wěn)斜效果往往也不理想，影響了鉆井過程中機(jī)械鉆速的效率。

2.??? 解決機(jī)械鉆速的應(yīng)對措施

2.1? 優(yōu)化鉆井液性能

在鉆井的過程中，鉆井液對機(jī)械鉆速的影響非常大，鉆井液中所含因素的各種功能滿足了鉆井過程中的需要，鉆井液是鉆井過程中必不可少的因素，一方面，在鉆井的過程中，當(dāng)巖石被擊碎后，鉆頭與巖石的接觸面就會增大，巖石碎片吸附在鉆井器具上面，影響了鉆井的速度，而鉆井液則能夠?qū)︺@具進(jìn)行保護(hù)，將鉆頭保護(hù)起來，促使機(jī)械鉆速加快。另一方面，在鉆井的過程中，底層深處的碎屑物不容易排出來，積攢在里面或者鉆頭上，嚴(yán)重影響了鉆井的速度。而鉆井液有很好的潤滑作用，鉆井液將快速的滲入到巖石的裂縫中，讓碎屑物可以粘附在上面，有利于將碎屑物帶出來，加快機(jī)械鉆速，同時鉆井液滲入到巖石里面，有效的降低了巖石的強(qiáng)度和硬度，加快了鉆井的速度。

2.2? 強(qiáng)化鉆井參數(shù)

在鉆井的工程中，要想提升鉆井的機(jī)械鉆速，就必須強(qiáng)化鉆井的參數(shù)，強(qiáng)化鉆頭的轉(zhuǎn)速與增強(qiáng)鉆頭的鉆壓及增強(qiáng)鉆頭噴嘴的水馬力，加大水力破巖。這就要求在鉆井施工設(shè)計的時候，要考慮鉆頭進(jìn)尺與鉆速，綜合分析各個數(shù)據(jù)，將實際上的鉆速數(shù)據(jù)與機(jī)械參數(shù)進(jìn)行對比，得出一個最優(yōu)的參數(shù)，進(jìn)而對鉆井進(jìn)行提速。長時間的鉆進(jìn)，會導(dǎo)致鉆頭有所磨損，致使機(jī)械鉆速降低，增加鉆井的投入成本，影響整個工程的效益。因此，在鉆井的過程中，要結(jié)合自身的發(fā)展情況，優(yōu)化鉆井參數(shù)，提高鉆井速度。

2.3? 改良破巖工具

在企業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)中，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)一直是企業(yè)發(fā)展的重要因素，有先進(jìn)的技術(shù)手段作為支撐，工作才能夠順利展開，效率才能提上去。在鉆井的過程中，往往會遇到地質(zhì)巖石的阻擋而影響了鉆井的效率問題，減緩了機(jī)械鉆速問題，所以，要想提高機(jī)械鉆速，首先要改良破巖工具，提高鉆井效率。目前，在油氣勘探鉆井的過程中，我國技術(shù)水平還落后與國外的技術(shù)手段，我國的PDC鉆頭和牙輪鉆頭雖然在國內(nèi)普遍使用，但是對于復(fù)雜的地質(zhì)地層條件卻存在著許多不足，嚴(yán)重影響了鉆井的速度。

2.4? 優(yōu)化鉆具組合

在鉆井的工程中，機(jī)械鉆速受到很多因素的影響，鉆具之間的組合就是其中之一，有效合理的鉆具組合，可以大大提高鉆井過程中機(jī)械鉆速，節(jié)省人力和財力，提高工作效率。一方面，在深井超深井中結(jié)合螺桿+PDC的雙驅(qū)鉆具組合，增加機(jī)械鉆速及防斜打直效果;在超硬地層中使用渦輪+孕鑲PDC鉆頭組合，可以顯著提高機(jī)械鉆速，在水平井斜井鉆井中可以將彎接頭帶上動力鉆具，結(jié)合成為造斜鉆具，讓彎接頭下部鉆具產(chǎn)生一個彈性力矩，促使在鉆井的過程中達(dá)到定向造斜或者扭方位的目的。另一方面，可以將雙穩(wěn)定鉆具組合，利用杠桿定律的工作原理，將離鉆頭最近的一個鉆具作為支點，另一個穩(wěn)定器應(yīng)根據(jù)實體操作中增斜率的大小來調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生增斜工具，提高機(jī)械鉆速。因此，在實際工作的時候，工作人員要根據(jù)具體的工作要求來進(jìn)行鉆具的組合，提高鉆井效率，增強(qiáng)機(jī)械鉆井的鉆速。

3.??? 結(jié)語

機(jī)械鉆速在鉆井工程中起著重要的作用，影響著整個工程的進(jìn)展程度。但是，當(dāng)前的機(jī)械鉆速受地層構(gòu)造、鉆井液、鉆井參數(shù)、鉆具組合等方面的影響，發(fā)展緩慢。所以，我們要利用現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)水平，不斷優(yōu)化鉆井液性能、強(qiáng)化鉆井參數(shù)、改良鉆井工具等手段，來解決鉆井過程中機(jī)械鉆速慢的問題。使機(jī)械鉆速更適合鉆井的發(fā)展，適合企業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展。

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