浅议影响钻井速度因素及提高钻速对策

浅议影响钻井速度因素及提高钻速对策

摘　要：本文通过研究影响钻井速度的主要因素，从不同方面对提高钻井速度进行了分析和探讨。
关键词：钻井；速度；影响因素
Song YeboMachinery Research Institute，Institute of Drilling Engineering Technology，Daqing Drilling Engineering Company，Daqing 163000Abstract：In this paper， the main factors affecting the drilling speed are studied， and the drilling speed is analyzed and discussedfrom different aspects.Keywords：well drilling；speed；influencing factor
钻井工程的主要特点有以下几方面：一是风险大、投入高；二是技术密集，投资比重大，约占到了勘探开发投资的 50%以上。本文通过对影响钻井速度的主要因素进行分析，找出提高钻井速度的主要途径，从根本上提高钻井效率。
1. 钻井速度的主要影响因素分析
1.1 地层的影响
压实程度是地层对钻井速度影响的主要方式。油藏中，地层岩石的埋深越深，被压实的程度也会越大，而地层压实程度对钻井的速度起负面影响，如果地层成岩性好，就会不同程度的降低钻井速度。而不同的地层沉积环境也会对钻井产生巨大影响。比如，使用牙轮钻头在砾岩地层中钻进，受地层非均质性以及砾石的破碎性弱的影响，机械钻速会明显低于在砂泥岩地层中的钻进速度。对于同样埋深情况下的其它地层，其中的含钙质胶结同样会对地层的钻进速度产生负面影响。
1.2 钻井液的影响
机械钻速会随着钻井液的粘度、密度以及其中的固相含量的升高而降低。一是如果增大钻井液粘度，环空压力降落速度将会增大，井底的压力差值就会增大，钻进速度就会随之而降低；另外在一定泵压下，钻井液粘度的增大，钻柱内的压力损耗就会增大，钻头的压力降落速度减小，钻头的准功率也会相应减小，清岩和破岩能力降低，钻进速度下降。如果钻井液的粘度太小，则会降低钻井液的携砂能力，使岩屑不能及时返出井口，进而影响钻速。二是井内液柱的压力会随着钻井液密度的增大而变大。在地层空隙压力低于井内液柱压力的情况下，会产生一个正压差。井底岩屑在正压差作用下，无法及时离开井底，造成重复破碎现象，钻进的速度因此而降低。如果采用低密度的钻井液，又不足以压住井下流体，会导致井喷危险。三是由于受到钻井液中固相含量的影响，钻头消耗大增，对钻进的速度有着比较严重的影响。
1.3 钻压对机械钻速的影响
由于降低钻头在钻井中的更换频率会有效减少钻井的操作费用，因此为了控制钻井成本，钻井过程中尽量减少更换钻头使用次数。但是这样通常无法满足钻井过程对钻压的要求，无法保证最大化的机械钻速。因此，需要在钻井的施工设计中，通过建立钻压、钻头费用以及钻进速度的相关图版，确定合理的钻压。
1.4 钻井装备的影响
通常情况下，在各种不同的地层条件下钻井时仅使用同一套钻井装备，这样不但影响了钻井速度而且对钻具本身的损耗也比较大。喷射钻井技术在 80 年代初，被广泛应用在油气勘探开发中，大幅度提高了钻井速度。近年来，虽然引进了很多大马力的泥浆泵，但由于性能本身影响，实际功率发挥不到设计时的 6 0%，并且可能在更低得额定工况下工作，一旦泵压大于 20MPa，泥浆泵就会频繁维修，从而影响了机械钻速的提高。
2. 提高钻井速度的对策
2.1 钻井设备选择方案的优化
钻机和设备的选择在优化设计时都需要考虑到。钻井设备尽量选用性能好的且先进的设备。钻杆载荷需求是钻机及其提升系统必须要满足的。另外，要求钻井泵的功率能满足喷射钻井和清洗井眼要求。设计中还要考虑井架负荷能力是否满足需求；底座高度、立根盒容量、井控系统是否满足设计要求。
2.2 钻进参数的优化
在优化井身结构和优选钻头的同时，为了进一步提高钻速，对下部地层和上部地层的钻进参数可进行优化。钻进下部地层时，钻压从 165kN 提高到 225kN，机械钻速提高了 41.98％。钻进上部地层时，转盘转速从原来的 135r/min 提高到 205r/min，钻压由原来的 140kN 提高到 180kN，通过强化钻进参数机械钻速整体提高了 35.01％。
2.3 钻井液性能的优化
通常可以利用钻井液提速剂对钻井液性能进行优化。一是滤液渗透作用。钻屑在正压差的作用下，不易从井底带出，导致钻头重复切削钻屑。钻井液可通过快速地渗透到井底的岩石微裂缝中来降低压持作用，可及时让井底钻屑抽出；另外，由于地层种快速地渗透了钻井液的滤液，从而降低了岩石的强度，有助于钻头破岩；二是提速剂快速吸附钻头，让钻屑的表面润湿，从而防止钻头起泥包，提高机械钻速；三是润滑作用。优化钻井液的润滑性能，能够有效地降低扭矩。
4. 结束语
根据地质特点和工艺措施，合理设计和优化钻进参数、钻井液性能以及相关设备方案，能够有效提高钻井速度。目前，钻井的效益主要受钻井速度、能耗及成本的影响比较大，因此，下步需要进一步解放思想，从各个方面提高钻井速度，降低钻井成本，提高钻井效益。
参考文献
[1]史玉胜，何世明，林文秀，等.微流量控压钻井技术研究现状[J].钻采工艺，2011（3）