影響機械鉆速因素與應對措施分析

湯丹丹 付凱 張涵 宋長偉

摘要：為了獲得很多的經濟效益，減少在鉆井過程中出現問題，必須對影響機械鉆速的因素進行研究、分析，找出合理的解決措施，才能促進經濟的增長，才能加快鉆井工程的進度，按時完成任務。因此，本文對分析鉆井工程中影響機械鉆速的因素是很有必要的。

關鍵詞：鉆井工程;機械鉆速;措施

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

1.??? 影響機械鉆速的因素

1.1? 地層構造的影響

目前，在石油資源的勘探過程中，地質條件對鉆井工程機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，影響機械鉆速，影響整個鉆井工程的進度。另一方面，對于埋藏較淺的油田，經過長時間的開采，油田容易出現虧空現象，也容易造成卡鉆、井漏現象，影響機械鉆速的發展，給鉆井工程造成很大難度。所以，地層構造對鉆井工程機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人員的重視，以致發生不必要的后果，造成人員的傷亡，影響企業的發展。

1.2? 鉆井液的影響

眾所周知，大功率的機械在做功的時候會有潤滑油，起到保護機器，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械鉆速，提高效率，增加產量。鉆井液中所含的因素對機械鉆速的影響非常大，例如，鉆井液中固相含量越高，機械鉆速就會越低，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，以免對機械鉆速產生影響。一方面，鉆井液的質量對機械鉆速的影響也很大，合理的鉆井液可以減少或防止井噴、井壁坍塌的現象，所以，在鉆井的過程中，鉆井液一定要根據地層構造來及時調整，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度，影響機械鉆速。在鉆井的過程中，如果鉆井液能降低巖石的硬度，那么機械鉆井的速度就會大大提高，進而提高鉆井工程的生產效率。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? 鉆井參數的影響

在油氣勘探鉆井的過程中，鉆井參數對機械鉆速的影響表現在方方面面，直接或間接的影響著機械鉆速的快慢。鉆井參數包括鉆壓、轉速、排量、泵壓等等，工作人員在鉆井的過程中，首先應該根據地層中巖石的性質選擇鉆頭類型，在進行鉆進的過程中合理控制鉆井扭矩，最后根據鉆井破碎下來的碎屑巖計算洗井液的流速和流量。在進行鉆井設計的時候，技術人員要認真做好成本預算，合理設計鉆壓以及轉速，制定有效的措施，從而提高機械鉆速，提高鉆井的速度。鉆壓、排量、轉速并不是越大越好，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，井壁脫落容易引發井下復雜，轉速因為設備、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、轉速、排量、泵壓等各個方面的工作，才能提高機械鉆速。

1.4? 鉆具組合的影響

在鉆井的過程中，有些動力鉆具在進行定向造斜或者扭轉方位的過程中不能很好地發揮效果，往往造成方向偏離或者定位不準確的現象，影響了機械鉆速。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系，角度越大則鉆鋌剛性越強，造斜能力也就越強，但在實際造成過程中，沒有將彎接頭與動力鉆具有效的結合起來，從而減緩了鉆井過程中的機械鉆速。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定器鉆具，導致增斜鉆具的效果不明顯，穩斜效果往往也不理想，影響了鉆井過程中機械鉆速的效率。

2.??? 解決機械鉆速的應對措施

2.1? 優化鉆井液性能

在鉆井的過程中，鉆井液對機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，而鉆井液則能夠對鉆具進行保護，將鉆頭保護起來，促使機械鉆速加快。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度和硬度，加快了鉆井的速度。

2.2? 強化鉆井參數

在鉆井的工程中，要想提升鉆井的機械鉆速，就必須強化鉆井的參數，強化鉆頭的轉速與增強鉆頭的鉆壓及增強鉆頭噴嘴的水馬力，加大水力破巖。這就要求在鉆井施工設計的時候，要考慮鉆頭進尺與鉆速，綜合分析各個數據，將實際上的鉆速數據與機械參數進行對比，得出一個最優的參數，進而對鉆井進行提速。長時間的鉆進，會導致鉆頭有所磨損，致使機械鉆速降低，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，要結合自身的發展情況，優化鉆井參數，提高鉆井速度。

2.3? 改良破巖工具

在企業的發展基礎中，先進的科學技術一直是企業發展的重要因素，有先進的技術手段作為支撐，工作才能夠順利展開，效率才能提上去。在鉆井的過程中，往往會遇到地質巖石的阻擋而影響了鉆井的效率問題，減緩了機械鉆速問題，所以，要想提高機械鉆速，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，我國技術水平還落后與國外的技術手段，我國的PDC鉆頭和牙輪鉆頭雖然在國內普遍使用，但是對于復雜的地質地層條件卻存在著許多不足，嚴重影響了鉆井的速度。

2.4? 優化鉆具組合

在鉆井的工程中，機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械鉆速，節省人力和財力，提高工作效率。一方面，在深井超深井中結合螺桿+PDC的雙驅鉆具組合，增加機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，結合成為造斜鉆具，讓彎接頭下部鉆具產生一個彈性力矩，促使在鉆井的過程中達到定向造斜或者扭方位的目的。另一方面，可以將雙穩定鉆具組合，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，另一個穩定器應根據實體操作中增斜率的大小來調節，從而產生增斜工具，提高機械鉆速。因此，在實際工作的時候，工作人員要根據具體的工作要求來進行鉆具的組合，提高鉆井效率，增強機械鉆井的鉆速。

3.??? 結語

機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展程度。但是，當前的機械鉆速受地層構造、鉆井液、鉆井參數、鉆具組合等方面的影響，發展緩慢。所以，我們要利用現有科學技術水平，不斷優化鉆井液性能、強化鉆井參數、改良鉆井工具等手段，來解決鉆井過程中機械鉆速慢的問題。使機械鉆速更適合鉆井的發展，適合企業經濟技術的發展。

參考文獻：

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[2]?? 宋業渤;淺議影響鉆井速度因素及提高鉆速對策[J];石化技術;2017年07期