不同钻井参数.doc

不同钻井参数、不同磨损期PDC钻头岩屑分析识别 ［ 作者：黄勇????转贴自：????点击数：2733????更新时间：2004-4-6????文章录入］ ? ? ? ? 不同钻井参数、不同磨损期PDC钻头 岩屑分析识别 ? 西南石油局录井工程处 黄勇 摘要：随着钻井工艺水平的不断提高, PDC钻头受到广泛地应用，PDC钻头在提高钻井速度、降低钻井成本、增加经济效益的同时，却由于钻屑细小而给岩屑录井、钻时卡层等带来诸多困难。笔者根据在川西气田十余口井PDC钻头钻井的岩屑录井经验，总结出根据不同钻井参数条件下的PDC钻头使用期法来识别细小真实岩屑，从而提高PDC钻头钻进中的地层剖面恢复符合率。 关键词：岩屑；录井；PDC钻头；提高；符合率 一、PDC钻头特点及造屑机理 1、PDC钻头的主要特点：PDC全称为Polycrystalline Diamond Compact（聚晶金刚合金片），这类钻头是油气钻井中针对中软地层而开发的新型钻头。近几年， PDC钻头被越来越广泛地应用，PDC钻头的优越性显而易见，与传统的牙轮钻头相比，PDC钻头有着明显的优势：钻井速度快，可以提高机械钻速，降低钻井成本；使用寿命长，减少起下钻次数，降低工人劳动强度，辅助时间少；适应地层广。适合川西气田特殊地质特征，低钻压剪切均匀破碎，有利于防斜；安全系数大。没有掉牙轮风险，事故发生概率较小。不过PDC钻头存在一些缺点：钻头成本高，要求井底干净，禁止井下有金属落物；对井壁进行修复的功能不如牙轮钻头；PDC钻头所钻的岩屑细小，虽便于泥浆携带，保持井底干净，但给岩屑录井工作带来很大困难。 2、PDC钻头造屑机理 PDC钻头破碎岩石的方式主要是剪切作用。从岩石破碎强度可知，岩石抗剪切强度远低于岩石的抗压强度（为抗压强度的0.09-0.15倍），PDC钻头正是利用岩石的这一特征实现其高速钻进。PDC钻头在扭矩力的作用下，复合片刮切岩石时生成的岩屑会沿着金刚石表面上移，直至与复合片脱离，通过岩石在切削齿边缘处的破碎，钻头的切削能量得到高效释放。然而，在很多情况下，岩屑所承受的压力过大使其紧贴切削齿表面，从而生产阻碍岩屑移动的摩擦力。这种摩擦力往往可以积累到相当高的程度，以至于会造成岩屑在切削齿边缘的堆积。这种现象一旦发生，井底岩石的运移就不再是直接依靠切削齿的边缘，而是通过切削齿表面积累的岩屑自身来完成。这种现象在钻头后期表现的尤为突出。 ? 二、PDC钻头使用对岩屑录井质量的影响 高转速、低钻压、高排量PDC钻头的使用提高了钻井的速度、降低了钻井的成本、明显增加了钻井的经济效益，但与此同时却给地质录井中工作带来诸多困难，PDC钻头钻出的岩屑极其细小，给地质资料的录取质量带来了较大的影响。 钻井地质录井主要工作之一是通过岩屑建立岩性剖面、划分地层，钻井岩屑细小，无疑是对岩性剖面的恢复带来极大的影响。/P p 首先：岩屑取、洗样的难度加大。由于所钻岩屑细小，甚至部分岩屑呈粉沫状，在钻井液中较少通过震动筛从钻井液中分离出来，导致捞取到的岩屑数量较少。 其次：加大了岩屑观察、描述、分层定名、百分比估计的难度。由于岩屑细小，有的甚至为粉末状，给正确的岩屑描述观察、挑样、定名等判定带来了很大的难度，严重影响岩性剖面符合率。另外砂、泥岩钻时区别不大（特别是浅层），因此钻时在剖面恢复的过程中的作用明显较牙轮钻头的钻时要小。 再次：捞砂时间与钻进时间搭配不合理。在川西浅层中软地层，PDC钻头钻时较快，1500m以前平均钻时1～4 min / m，快的时候不足1 min钻进一米，而采集、清洗一包岩屑样一般需要5-10min左右，即使按照4m的采样间距也无法跟上钻头，如果是勘探井或油气显示加密段，当采样间距缩小时，采样就更无法跟上钻头进尺，从而造成采样困难，砂样的质量及代表性变差。 PDC钻头钻出的岩屑极其细小，给地质剖面的恢复带来了较大的影响。如何识别不同磨损时期、不同钻井参数条件下PDC钻头的岩屑，保证岩屑录井的质量，笔者就多年来在川西孝泉、新场等构造现场录井工作中所遇到的情况及采取的处理方法来浅谈解决细小岩屑录井的问题，以供大家探讨。 ? 三、不同钻井参数、不同磨损期PDC钻头岩屑的分析识别。 根据川孝169从式井组、川孝452井、川孝464井等十余口的岩屑来看，钻头使用的时期不同，钻头本身磨损程度肯定不同，在相同钻井参数下钻进返出的岩屑大小不同。同样，钻头磨损程度一定，而钻井参数不同，所钻岩屑大小也肯定不同。因此在对岩屑代表性进行判定时，地质工作者必须将PDC钻头使用的时期及钻井参数相结合来综合考虑问题。 一）、使用早期的PDC钻头在不同钻井参数下的岩屑分析识别 1、高转速、低钻压、高排量：这种钻井参数组合在川西使用较多，特