钻井工程中影响机械钻速的因素分析及应对

薛　斌　　胜利石油工程公司黄河钻井总公司

【摘　要】最近的几年中我国科技发展速度越来越快，人们的生活水平也在不断的提升，我国经济的快速发展离不开石油企业做出的贡献，石油企业提供了人生生活和工作中所需要的能源，钻井工程是石油企业勘探过程中重要的一个环节，钻井工程效率又和机械钻速的快慢有着直接的影响。钻井工程中机械钻速受到的影响因素比较多，主要表现在钻井装备、钻井液、地层构造、钻压等方面，本文主要阐述了影响钻井机械速度的因素，针对出现的问题制定提高石油钻井机械速度的措施，促进我国钻井工程的可持续发展。【关键词】钻井工程；机械钻速

最近的几年中，我国的经济呈现出快速增长的趋势，世界各个国家对于石油、天然气等资源的开发越来越重视，石油资源对于我国的经济发展有着重要的作用，占有着重要的地位。钻井工程是石油勘探过程中的重要环节，钻进工程有着施工难度大，危险性比较高的特点，钻井工程的效率和机械钻速有着直接的影响。所以为了提高钻井工程的施工效率，就要对机械钻具的影响因素进行分析研究，找到其中的问题，有针对性的制定科学合理的措施，促进钻井工程施工的顺利进行。

一、影响钻井机械速度的因素

1.地质因素的影响。钻井工程的施工过程中，随着钻井的井深越深，钻探的岩石硬度就会越大，造成钻探的效率就会下降。即使使用强度较高的钻头，岩石的硬度增加，钻探的速度也会降低，只有在安全稳定的施工环境下，才能保障钻探的效果。钻井液的性能受到地层温度不断升高的影响，造成钻井的速度下降，钻井液性能的下降会导致钻头磨损严重，影响到井下钻具的正常使用，可能给井筒的状态带来一定的影响，造成固井施工留下安全隐患，主要表现为固井水泥环失效，固井效果不理想。

2.钻井设备的影响。钻井设备的合理搭配、组合是保障钻井施工顺利的前提，钻井施工前应该根据实际情况选择合适的钻头、钻杆、钻铤等钻井工具设备，通常钻井施工中使用的都是大功率的电机，大功率电机保障管柱在起下作业时方便快捷，同时还能满足井筒钻探的需要。大功率的电机还能保障泥浆泵循环量满足钻井使用要求，但是再实际钻井施工中，一些企业为了节省成本，或者受到资金的限制，使用的电机功率不能满足现场钻井设备的使用需求，对钻井效率产生不利的影响。

3.钻井液的影响。石油钻井过程中钻井液是其必不可少的组成部分，钻头通过钻井液的循环，达到冷却的效果，能够保障钻头的正常工作运行，同时钻井液还能避免井喷等事故的发生。钻井施工的安全、稳定，是机械钻速效率提高的前提。泥浆体系的选择一定要符

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合钻井施工设计要求，选择科学合理的泥浆密度，才能保障钻井施工中机械钻速的稳定。泥浆密度较高，就会造成井筒内的压力差较大，直接影响钻具的钻进，同时造成钻探的效率下降。

4.钻井方式的影响

根据钻井的实际情况，选择科学合理的钻井方式也是影响钻井效率的因素之一，目前我们经常使用的为欠平衡钻井方式，该钻井方式能够使井筒处于欠平衡的状态，解决了钻井液循环的问题，提高了石油钻探的速度，保障钻井进度的顺利进行，但是该方法也有一定的缺点，就是需要实时的对钻井系统的压力进行监视，避免井喷事故的发生。石油钻井施工过程中，经常选择的破岩方式有两种，一种为机械破岩，一种为水力破岩，一般在地层顶部比较疏松的情况下选择水力破岩，如果地层比较坚硬，就需要使用机械破岩，保障钻井速度，避免造成石油钻井效率。

二、提高石油钻井机械速度的措施

针对以上影响石油钻井机械钻速的因素，我们制定了有效的技术措施，提高石油钻井效率。钻井施工过程中如果遇到一些比较复杂的地形，首先要进行地质分析，获得井下储层的数据资料，通过三维地震勘探技术，分析岩石类型，选择最佳的钻具组合方式，选择符合实际情况的钻井液，应用欠平衡方法，满足快速钻井的目的，达到井筒的优质高效。

1.优化设计钻井液体系。避免因为钻井液的原因对钻井机械钻速产生影响，就要对施工现场的实际情况进行实践和试验，针对不同情况的地质需求，选择聚合物钻井液等新型钻井液体系。根据压力系统的压力不同，选择科学合理的钻井液密度，保障钻井液处于最佳状态，不断提升机械钻具，实现钻井施工的顺利进行。

2.应用先进的钻井工艺技术措施。 石油钻井施工过程中，使用先进的钻井工艺技术措施也能有效的提高机械钻速，其中比较常用的一种技术就是欠平衡技术，实现提高机械钻速的目的。欠平衡钻井工艺技术的应用，有效的降低

了井筒内的压差，避免钻具受到影响，实现机械转速的进一步提升。同时地面转盘旋转速度的提升，也能提高机械钻速，在钻具的上部安装驱动装置，井下的钻具随着驱动装置做功，实现快速钻井的目的。还可以使用将井下钻柱与井下动力钻具相结合的工艺方式，提高机械钻速，满足石油钻探的需求。

3.钻井设备的优选

针对井下油层岩石的实际特性，选择科学合理的钻头组合，能够提高钻头破岩效率，针对不同的地层，实现牙轮钻头和PDC钻头的转换，满足钻井使用要求。同时以喷射钻井的理论为依据，为了达到破岩的效果，还可以使用水力喷射，提高机械钻速。将水力喷射和钻头切削有机结合，利用水力流射的原理，最大程度的提升大尺寸井筒机械钻速。

三、结语

经过以上的研究和分析，钻井工程中机械钻速起到了至关重要的作用，对整个钻井工程的效率和质量都有一定的影响。目前我国机械钻速受到的影响因素比较多，主要表现在钻井液；钻井参数、地层构造、钻具组合等方面，我们要不断的引进国外的先进技术和设备，对钻井液性能进行优化、钻井参数强化、钻井工具完善，制定科学合理的措施解决机械钻速慢的问题，促进钻井工程的长远发展，促进我国石油经济技术的不断提升。

参考文献：

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