中国石油大学《钻井工程》课件第四章.ppt

第四章钻进参数的优选;概述;?钻井参数：

表征钻进过程中的可控因素所包含的设备、工具、钻井液以及操作条件的重要性质的量，如钻头类型、钻井液性能参数、钻压、转速、泵压、排量、钻头喷嘴直径、钻头水功率等。

?钻井参数优选：

指在一定的客观条件下，根据不同参数配合时各因素对钻进速度和钻头寿命的影响规律，采用最优化方法，选择合理的钻进参数配合，使钻进过程到达最优的技术和经济指标。;第一节钻进过程中各参数间根本关系;实际应用中，以直线段为依据建立钻压〔W〕和钻速〔Vpc〕的定量关系。

即：

式中：M称为门限钻压，它是ab线在

钻压轴上的截距，认为是钻头开始吃入

地层时的钻压，其值的大小主要取决于

岩层性质，有较强的地区性。;2、转速对钻速的影响

钻速随转速的增大而增大，并呈指数关系变化;3、牙齿磨损对钻速的影响

随着钻头牙齿的磨损，钻速下降。

式中：

—称为牙齿的磨损系数，与钻头齿

型结构和岩层性质有关，由现场

数据统计得到。

h—为牙齿磨损量，以牙齿的相对磨

损高表示，新钻头时h=0；牙齿

全部磨损时h=1。;4、水力因素对钻速的影响

通常用井底单位面积上的平均水功率〔称为比水功率〕来研究水力因素对钻速的影响规律。

?水力因素主要从以下两个方面影响钻速：

〔1〕水力净化井底

井底比水功率越大，净化程度越好，

钻速越快，水力净化能力通常用水力净

化系数表示。其含义为实际钻速与

净化完善时的钻速之比。

即：

P—实际比水功率，

—净化完善时所需的水功率，

井底完全净化后，=1，否那么，1.;〔2〕水力辅助破岩

井底比水功率越大，辅助破岩能力越强，钻速越快。

5、钻井液性能对钻速的影响

〔1〕钻井液密度对钻速的影响

钻井液密度越大，井内液柱压力越大，在井内液柱压力大于地层孔隙压力的情况下，产生一个正压差。在正压差作用下，井底岩屑难以离开井底，造成重复破碎现象，钻速降低。

此现象称为压持效应;压差影响系数：

式中：

—实际钻速，m/h;

—零压差时的钻速，m/h;

—井内液柱压力与地层孔隙压力之差，Mpa;

—与岩石性质有关的系数。;〔2〕钻井液粘度对钻速的影响

钻井液粘度增大，将会增大环空压降，

使井底压差增大，钻速降低。

钻井液粘度增大，钻柱内压耗增大，在

泵压一定时钻头压差减小，钻头水功率减小，

清岩和破岩能力降低，钻速下降。;〔3〕钻井液固相含量对钻速的影响

钻井液固相含量增大，机械钻速降低。

〔4〕钻井液分散性对钻速的影响

分散性钻井液比不分散性钻井液钻速低，钻井液中小于1的固体

颗粒越多，对钻速的影响越大。;6、钻速方程〔修正杨格模式〕;二、影响钻头寿命的主要因素及磨损方程

1、钻压对牙齿磨损速度的影响

牙齿磨损速度随钻压的增大而增大，当

钻压增大到某一极值时，牙齿磨损速度趋于

无穷大。

式中：和称为钻压影响系数，其值

与牙轮钻头尺寸有关。

当钻压等于时，牙齿磨损速度无限大，

是该尺寸钻头的极限钻压。;;2、转速对牙齿磨损速度的影响

增大钻速，牙齿磨损速度加快。

式中：和是由钻头类型决定的系数。

见表4-2。;3、牙齿磨损状况对牙齿磨损速度的影响

牙齿磨损量增大，其工作面积增大，磨损速度减小。;5、轴承磨损速度方程

轴承磨损量用B表示，轴承磨损速度用dB/dt表示。;三、钻进方程中有关系数确实定

〔一〕钻速方程的系数：M

1、M和