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岩石的可钻性及可钻性分级

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一、岩石可钻性的概念

岩石可钻性是表示钻进过程中岩石破碎的难易程度。钻探生产中常用机械钻速作为岩石可钻性的指标,单位:m/h。

岩石可钻性是个多变量的函数。它不仅受控于岩石的性质,而且与外界技术条件和工艺参数有密切的关系。

决定岩石可钻性的基本属性:岩石的物理力学性质。影响岩石可钻性的技术因素:钻探设备、钻孔结构、钻进方法、碎岩工具、钻压、转速、冲洗液的类型和流量等。

2、岩石的可钻性及可钻性分级的意义

(1)岩石可钻性及分级是决定钻进效率的基本因素;

(2)岩石可钻性是确定岩石破碎难易程度的综合指标;

(3)岩石可钻性是合理选择钻进方法、钻头类型和结构、钻进规程参数的依据;

(4)岩石可钻性分级是制订钻探生产定额和编制钻探生产计划的依据。

二、岩石可钻性分级的方法

1、单一力学性质指标法(金刚石钻进)

采用单一的力学性质划分岩石的可钻性级别。据压入硬度值把岩石分成6类12级,据摆球的回弹次数把岩石分成12级。如果两种方法确定的可钻性级别不一致,可按包括压入硬度值Hy和摆球硬度值Hn的回归方程式(1-27)来确定可钻性K值。

K=3.+8.×10-2Hy+2.×10-2Hn

2、综合指标法(前苏联)

(1)按压入硬度和普氏硬度系数f(抗压强度的百分之一)对金刚石钻进的岩石可钻性进行分级如表1-16。

(2)以岩石研磨硬度和抗剪切强度对岩石的可钻性分级(12级,与机械钻速法一致)。

(3)以岩石的研磨性系数和动强度系数对岩石的可钻性分级(联合指标法,12级,)。

联合指标法参数的测定:

将五个体积为10~20cm3的试样分别置于捣碎筒中,夯捣5~15次后,用0.5mm的筛网将五份捣碎的碎屑过筛,并将过筛的岩粉倒入体积测量筒中,压实后,测度岩粉在体积计中的高度h。

3、实际钻进速度法

在规定的设备工具和技术规范条件下实际钻进,以机械钻速作为岩石的可钻性级别。

4、微钻法

采用模拟的微型孕镶金刚石钻头,按一定的规程,对岩心进行钻进试验。

原地矿部规范:以微钻的平均钻速作为岩石可钻性指标,共分12级。

原石油部规范:以微钻在岩样上钻三个孔深2.4mm的孔眼,将三个钻孔的平均钻时作为该岩样的可钻性级别,把油田地层的可钻性分成10个等级。Kd=log2t

5、破碎比功法

用圆柱形压头作压入试验时,可通过压力与侵深曲线图求出破碎功,然后计算出单位接触面积破碎比功AS,根据破碎比功法对岩石可钻性分成10个等级。

近年来,许多科学家认为该方法是比较合理的一种方法。

6、岩屑(样)声波法

测定岩屑(样)的声波波速,定量计算确定可钻性级别。




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