影响钻井速度的主要因素有哪些(影响钻井速度的主要因素是什么)

导语：影响钻井速度的主要因素

一、钻压对钻速的影响

钻压的大小决定了牙齿吃入岩石的深度和岩石破碎体积的大小，钻压是影响钻速的最直接和最显著的因素之—。在其他钻进条件不变的情况下，钻速与钻压的关系曲线如图1所示：

图1 钻速与钻压的关系曲线

钻速在较大的范围内与钻压是近似于线性关系的。在 A 点之前，钻压太低，钻速很慢。在 B 点之后，钻压过大，岩屑量过多，甚至牙齿完全吃入地层，井底净化条件难以改善，钻头磨损也会加剧；钻压增大，钻速改进效果并不明显，甚至效果变差。因而，实际应用中以图 1中的直线段为依据建立钻速与钻压的定量关系，即：

门限钻压是 AB 线在钻压轴上的截距，相当于牙齿开始压入地层的钻压，其值的大小主要取决于岩石性质，并具有较强的地区性，不同地区的门限钻压不可以相互引用。

二、转速对钻速的影响

在软地层，钻速与转速成正比；在硬地层中，转速增大后钻速的增长变慢，是以指数关系变化的。其原因是转速提高后，钻头工作刃与岩石接触时间缩短，每次接触时的岩石破碎深度减少。在钻压和其他钻井参数保持不变的条件下，钻速与转速的关系曲线如图 2所示：

图2 钻速与转速的关系曲线

其数学表达式为：

三、牙齿磨损对钻速的影响

钻进过程中，钻头在破碎地层岩石的同时，其牙齿也受到地层的磨损。随着钻头牙齿的磨损，钻头工作效率将明显下降，钻进速度也将随之降低。若钻压、转速保持不变，则钻速与牙齿磨损关系曲线如图3所示：

图3 钻速与牙齿磨损的关系曲线

其数学表达式为：

四、水力因素对钻速的影响

在钻进过程中，及时有效地把钻头破岩产生的岩屑清离井底，避免岩屑的重复破碎，是提高钻速的一项重要手段。井眼净化是通过钻头喷嘴所产生的钻井液射流对井底的冲洗来完成的。表征钻头及射流水力特性的参数统称为水力因素。水力因素的总体指标通常用井底单位面积上的平均水功率（称为比水功率）来表示。钻速与井底比水功率的关系曲线如图4所示：

图4 钻速与井底比水功率的关系曲线

五、钻井液固相含量及其分散性对钻速的影响

钻井液固相含量对钻速有严重的影响，因此，应严格控制固相含量。一般应采用固相含量低于4%的低固相钻井液。固体颗粒的分散度也对钻速有影响。试验证明，钻井液内小于1μm 的胶体颗粒越多，它对钻速的影响就越大。图5是固体颗粒分散性对钻速影响的对比曲线。

图5 固体颗粒分散性对钻速影响的对比曲线

由此图可见，固相含量相同时，分散性钻井液比不分散性钻井液的钻速低。固相含量越少，两者的差别越大。为了提高钻速，应尽量采用低固相、不分散钻井液。

六、钻速方程

在以上分析各因素对钻速影响规律的基础上，可以把各影响因素归纳在一起，建立钻速与钻压、转速、牙齿磨损、压差和水力因素之间的综合关系式，即

上式称为修正的杨格模式。式中的比例系数通称为地层可钻性系数。实际上 KR 值包含了除钻压、转速、牙齿磨损、压差和水力因素以外其他因素对钻速的影响，它与地层岩石的机械性质、钻头类型以及钻井液性能等因素有关。在岩石特性、钻头类型、钻井液性能和水力参数一定时，式中的KR，λ，C2，M0都是固定不变的常量，可通过现场的钻进试验和钻头资料确定。

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