影響鉆井機(jī)械速度的主要影響因素分析

1.1 地質(zhì)因素影響

（1）在較深的地層結(jié)構(gòu)中，由于巖層的硬度較大，所以可鉆性較差。隨著深度的增加，可鉆性等級(jí)越，根據(jù)每層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，可鉆性也發(fā)生著變化。在較深的井段中，由于高溫高壓的原因，會(huì)提高可鉆性的等級(jí)難度。在含有泥巖和泥質(zhì)砂巖的地層中，由于彈性、塑性和脆性發(fā)生了變化，所以提高了破碎的難度。在砂泥巖互層并且含有礫石層時(shí)，還會(huì)發(fā)生跳鉆現(xiàn)象，會(huì)降低鉆具的使用壽命，影響到鉆井機(jī)械的速度。

（2）深部地層巖性不均質(zhì)，常發(fā)生礫石塊剝落，井下復(fù)雜情況發(fā)生幾率增多深部地層不但宏觀上巖性復(fù)雜，而且同一巖性結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在鉆井過(guò)程中，常有剝落坍塌的礫石塊，致使鉆頭先期損壞。

（3）地層溫度高。高溫高壓對(duì)鉆井液性能影響較大，也致使鉆頭保徑齒和切削齒脫落、井下工具密封失效和鎢鋼柱脫落，造成井下復(fù)雜情況增加和固井難度增大。

（4）地層傾角大。對(duì)于地層傾角大約為20～60。的井，為了控制井身質(zhì)量，常常需要輕壓吊打，這就嚴(yán)重影響了深井的機(jī)械鉆速。

鉆井工程因素

（1）鉆井方式。

鉆井方式的選擇會(huì)直接影響到鉆井工程的效率，一般情況下，在確定完井深結(jié)構(gòu)以后，就會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇相應(yīng)的鉆井方式，這是提高單位井段鉆井效率的重要因素。在以往的鉆井工程中，基本都采用以下鉆井方式。在上部地質(zhì)比較松軟的地層，一般都會(huì)采用以水力破巖為主、機(jī)械破巖為輔的噴射式；在中深部地層井段中，采用機(jī)械破巖為主、水力破巖為輔的方式；在地層比較深的硬巖層，因?yàn)闀?huì)對(duì)管內(nèi)造成較大的壓力，增加損耗，所以主要是以機(jī)械破巖為主。這種傳統(tǒng)的機(jī)械鉆井方式，不僅速度低，并且耗用周期長(zhǎng)，在能源需求量較大的時(shí)期，無(wú)法滿足能源勘探的發(fā)展需求。

（2）鉆井設(shè)備。

由于受到資金以及技術(shù)條件的限制，我國(guó)現(xiàn)有大部分的鉆井設(shè)備還比較落后，無(wú)法滿足能源勘探的發(fā)展需求?，F(xiàn)階段的鉆井裝備主要包括鉆機(jī)、泥漿泵、泥漿凈化的固控設(shè)備、鉆桿鉆鋌等井下鉆具等，這些裝備的現(xiàn)有性能都是影響鉆井效率的因素。在鉆井工程中，因?yàn)樯喜烤蔚闹睆捷^大，所以需要較大的排量，這就需要保證雙泵同時(shí)打鉆，在鉆桿鉆鋌的外徑尺寸不夠的情況下，就會(huì)導(dǎo)致井下的機(jī)械能量不夠，影響到鉆井速度；現(xiàn)有的泥漿凈化固控設(shè)備水平較低，無(wú)法有效降低泥漿中的固相含量，在泥漿密度較高的情況下，導(dǎo)致井下壓差，容易出現(xiàn)重復(fù)破碎現(xiàn)象；因?yàn)殂@桿鉆鋌的內(nèi)徑較小，所以會(huì)增加下部井段的水能損耗，降低了鉆頭的壓降，影響到井底清洗的效果。

什么是開(kāi)泵憋漏卡鉆？其原因、現(xiàn)象有哪些？怎樣預(yù)防處理？

答：由于井塌、沉砂等原因造成井眼不暢通、開(kāi)泵憋漏地層，鉆井液大量漏失引起井壁垮塌而導(dǎo)致的卡鉆叫開(kāi)泵憋漏卡鉆。

原因：

① 鉆井液性能不好、井壁不穩(wěn)定、下鉆過(guò)程中上部地層有垮塌現(xiàn)象。

② 由于某種原因造成上部地層井眼不規(guī)則，下鉆中砂橋堵塞環(huán)形空間。

③ 快速鉆進(jìn)中地面設(shè)備壞、原地活動(dòng)鉆具修理、砂子下沉堵塞環(huán)空。

④ 開(kāi)泵不返鉆井液，在壓力不高的情況不連續(xù)開(kāi)泵，鉆井液大量漏失，引起地層嚴(yán)重垮塌。

現(xiàn)象：開(kāi)泵只進(jìn)不出，漏失壓力不高，停泵有回壓，經(jīng)活動(dòng)鉆具略有降低，反復(fù)開(kāi)泵后鉆井液大量漏入地層，早期鉆具上下活動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)自由，隨著漏失量的增加，出現(xiàn)上下活動(dòng)有阻卡，轉(zhuǎn)動(dòng)車，嚴(yán)重者原地卡死。有些開(kāi)始尚能活動(dòng)，起鉆至上部坍塌地層處卡死。

預(yù)防措施：

① 起鉆前調(diào)整好鉆井液性能達(dá)到起鉆要求，循環(huán)干凈井內(nèi)巖屑，起鉆中按規(guī)定灌滿鉆井液。

② 長(zhǎng)裸眼井下鉆中途要分段循環(huán)鉆井液，正常下鉆到底應(yīng)留一個(gè)單根接方鉆桿劃眼到底，開(kāi)泵排量要小，考慮拆泵上水凡爾或降低柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，分多次開(kāi)泵，一次開(kāi)泵泵壓不應(yīng)超過(guò)5MPa，待井口返出鉆井液后再使泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)泵后要密切觀察泵壓表，若有泵壓升高現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)減少排量。

③ 開(kāi)泵困難，要加大鉆具活動(dòng)距離和放回水，扔開(kāi)不開(kāi)泵，可起鉆至井眼暢通段再試開(kāi)泵，循環(huán)正常后再下鉆或劃眼。（觀察鉆具上行時(shí)環(huán)空液面下降，證明環(huán)空暢通）

④ 若因開(kāi)泵泵壓過(guò)高憋漏地層要下決心，用一檔低速全部起完，并連續(xù)灌好鉆井液。起至井塌井段，要少提多放，反復(fù)活動(dòng)， 開(kāi)井塌巖屑，然后再耐心地慢慢起出，以防拔死。

處理：如果已造成開(kāi)泵憋漏卡鉆，只有套銑倒扣或松扣填井側(cè)鉆。

　隨著油井鉆井工業(yè)的發(fā)展，鉆井也愈往深部鉆井。泥漿除了仍舊擔(dān)任移除巖屑的重要任務(wù)外，必須再具備其它多種功能，才能完成深井及困難井的鉆井作業(yè)。

　　泥漿不但可以清除井孔、冷卻鉆頭、循環(huán)帶出鉆碎的巖屑、提高鉆進(jìn)率，更可在井孔內(nèi)壁形成泥壁，以暫時(shí)保護(hù)井孔，使他不易崩塌。而若在泥漿中加入重晶石粉，更可以提高泥漿的比重，以抵抗地層的壓力防止塌陷，阻止地層流體侵入井孔。如遇漏泥層，也可以在泥漿中添加堵漏材料，以穩(wěn)定井孔；而泥漿的黏性更可懸浮鉆屑，使井孔不致埋沒(méi)，所以泥漿的功能很多。