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影響鉆井速度的因素主要是地質(zhì)因素和工程因素。伴隨我國(guó)油氣行業(yè)已進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，如何提高鉆采效率已經(jīng)成為油氣田的重要之重。而在油氣開(kāi)采中，鉆井是一項(xiàng)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(yè)的發(fā)展進(jìn)程。然而由于諸多因素的影響，鉆井速度不盡人意。
普通鉆井通常采用的是常規(guī)轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井，然而這種傳統(tǒng)的鉆井方式的鉆井速度很低，已不能適應(yīng)如今飛速發(fā)展的油氣行業(yè)。為了提高鉆井速度，現(xiàn)有一種“PDC鉆頭+井下動(dòng)力鉆具+轉(zhuǎn)盤(pán)鉆”的復(fù)合鉆井方式，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1）由于復(fù)合鉆進(jìn)的鉆頭轉(zhuǎn)速是鉆機(jī)Ⅱ檔速的2倍，接近Ⅰ檔速的4倍，大幅度提高機(jī)械鉆速很容易實(shí)現(xiàn)。
2）復(fù)合鉆進(jìn)的高轉(zhuǎn)速適合于PDC鉆頭剪切地層的切削特點(diǎn)。
3）井眼軌跡平滑。導(dǎo)向鉆進(jìn)和滑動(dòng)鉆進(jìn)相結(jié)合的間隔變換，易于控制狗腿度，保證井下安全。
4）鉆具結(jié)構(gòu)得到有效簡(jiǎn)化。復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)鉆壓一般＜100～120kN ，少下或不下鉆鋌即可完成鉆進(jìn)要求，粘卡機(jī)率大大降低。
5）高效PDC 鉆頭配合動(dòng)力鉆具鉆井，避免了高轉(zhuǎn)速下牙輪軸承的先期失效，不會(huì)發(fā)生掉牙輪事故。
6）導(dǎo)向鉆具結(jié)構(gòu)若采用MWD監(jiān)測(cè)井眼軌跡，更能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。在深部及中深部地層利用井下動(dòng)力鉆具復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)提高鉆井速度，將會(huì)有較為明顯的效果。
在鉆井過(guò)程中，可控因素中的鉆進(jìn)參數(shù)對(duì)鉆井速度的影響不容忽視，如：鉆頭類(lèi)型、鉆頭噴嘴直徑、鉆頭水功率、鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵壓、排量等。在客觀條件一定的情況下，通常通過(guò)控制鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵壓及排量來(lái)提高機(jī)械鉆速。一般情況下鉆壓越大，轉(zhuǎn)速越高，機(jī)械鉆速就越高。而且一般遵從的規(guī)律是上部地層對(duì)轉(zhuǎn)速比較敏感，下部地層對(duì)鉆壓比較敏感。因此，鉆遇上部松軟地層時(shí)，采用低鉆壓，高轉(zhuǎn)速；鉆遇下部堅(jiān)硬地層時(shí)，采用高鉆壓，低轉(zhuǎn)速。
如果鉆壓或轉(zhuǎn)速控制不當(dāng)，一方面會(huì)影響機(jī)械鉆速，另一方面會(huì)加劇鉆頭的磨損，進(jìn)而影響鉆頭的使用壽命。在考慮鉆壓和轉(zhuǎn)速的同時(shí)，還應(yīng)調(diào)節(jié)好泵壓，泵壓不能太大，也不能太小，泵壓適當(dāng)最好。若泵壓太小，則井底破碎的巖屑不能及時(shí)返出，造成巖屑的二次破碎；若泵壓太大，則產(chǎn)生井底壓差，井底壓差對(duì)剛破碎的巖屑有壓持效應(yīng)，阻礙井底巖屑的及時(shí)清除，影響鉆頭的破巖效率。總之，在鉆井過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)的調(diào)節(jié)鉆進(jìn)參數(shù)，只有這樣才能高速有效的鉆進(jìn)。
鉆井液是鉆井的血液，所以鉆井液的性能對(duì)鉆井至關(guān)重要。影響機(jī)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(duì)現(xiàn)有深井液體系使用的處理劑富含鉻離子等其它對(duì)環(huán)境有極大影響的重金屬離子，建議研究應(yīng)用環(huán)保型深井鉆井液體系，完善目前國(guó)內(nèi)小范圍應(yīng)用的硅酸鹽類(lèi)鉆井液體系、合成基類(lèi)鉆井體系，形成適應(yīng)各鉆探區(qū)域地質(zhì)、工程條件的深井環(huán)保型鉆井液系列。針對(duì)目前深井鉆井液檢測(cè)手段、檢測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足深井要求，建議配套完善能夠檢測(cè)粘土容量限、頁(yè)巖穩(wěn)定性等系列深井鉆井液檢測(cè)儀器，使現(xiàn)場(chǎng)深井檢測(cè)達(dá)到一個(gè)新的水平。
1）鉆井液粘度 若鉆井液粘度增大，將會(huì)增大環(huán)空壓降，使井底壓差增大，鉆速降低；鉆井液粘度增大，鉆柱內(nèi)壓耗增大，在泵壓一定時(shí)鉆頭壓降減小，鉆頭誰(shuí)功率減小，清巖和破巖能力降低，鉆速下降。若鉆井液粘度太小則會(huì)降低鉆井液的攜砂能力，使巖屑不能及時(shí)返出井口，進(jìn)而影響鉆速。
2）鉆井液密度 鉆井液密度越大，井內(nèi)液柱壓力越大。在井內(nèi)液柱壓力大于地層空隙壓力的情況下，產(chǎn)生一個(gè)正壓差。在正壓差作用下，井底巖屑難以離開(kāi)井底，造成重復(fù)破碎現(xiàn)象，鉆速降低。若密度太小不足以壓住井下流體，可能會(huì)導(dǎo)致井噴危險(xiǎn)。
鉆井設(shè)備對(duì)鉆井質(zhì)量、速度的影響
鉆井設(shè)備對(duì)鉆井速度的影響不容忽視，在一口井的鉆井周期中，由于設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致鉆井周期延長(zhǎng)的時(shí)間占絕大部分。設(shè)備的影響大體分為以下幾種情況：
1）鉆機(jī)配置不能滿(mǎn)足鉆井需要，如鉆機(jī)動(dòng)力不足、鉆頭硬度不夠等。
2）設(shè)備沒(méi)有進(jìn)行定期維護(hù)和檢修，經(jīng)常發(fā)生故障而延誤工期，如個(gè)別井位柴油機(jī)、泥漿泵、氣泵等大型設(shè)備多次發(fā)生故障。
3）鉆具陳舊，性能下降，增加了井下事故發(fā)生的頻率，發(fā)生諸如發(fā)生過(guò)1次鉆鋌脫扣，1次鉆桿脫扣，2次鉆桿折斷。
4）井場(chǎng)常用工具配備不齊全而延誤工期，如個(gè)別井位多次發(fā)生鉆具折斷而無(wú)打撈工具公錐和母錐；無(wú)備用鉆頭。深井、超深井的現(xiàn)有鉆井液體系中包被劑普遍存在抗溫性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
由于鉆井區(qū)塊的井位基本上都在交通不便的山丘、沙漠等地理特殊位置，所以每逢雨雪天氣鉆井所需的物資很難運(yùn)送到井場(chǎng)，進(jìn)而延誤工期。遇到下雨等天氣，水和柴油無(wú)法及時(shí)供應(yīng)，也會(huì)嚴(yán)重影響工期。針對(duì)這種情況，后期提前儲(chǔ)備足夠的水和柴油，避免了雨雪天氣由于缺少水和柴油而延誤工期。對(duì)深井復(fù)雜情況的預(yù)防與處理，深井可能遇到的復(fù)雜情況比淺井多的多，在常見(jiàn)的復(fù)雜和事故如井涌、井漏、井塌、縮徑、斷鉆具等的預(yù)防上，只要把現(xiàn)有的技術(shù)運(yùn)用好，把工作做細(xì)，完全能夠達(dá)到安全生產(chǎn)。
預(yù)防井下復(fù)雜技術(shù)，以化學(xué)防塌為主、以物理防塌為輔。即抑制粘土分散、控制失水、改善鉆井液性能；堅(jiān)持使用固控設(shè)備除砂補(bǔ)土、加重，邊鉆邊劃、端起長(zhǎng)起相結(jié)合整修井壁，起鉆前打重泥漿塞保持井筒當(dāng)量密度。但在處理這些事故和復(fù)雜時(shí)，難度和危險(xiǎn)性比淺井大的多，需要針對(duì)不同的地區(qū)和井下情況采取不同的措施，絕對(duì)不能生搬硬套其他井的工作經(jīng)驗(yàn)。 |
