影响机械钻速因素与应对措施分析

汤丹丹 付凯 张涵 宋长伟

摘要：为了获得很多的经济效益，减少在钻井过程中出现问题，必须对影响機械钻速的因素进行研究、分析，找出合理的解决措施，才能促进经济的增长，才能加快钻井工程的进度，按时完成任务。因此，本文对分析钻井工程中影响机械钻速的因素是很有必要的。

关键词：钻井工程;机械钻速;措施

在油气的勘测过程中，机械钻速往往受钻井装备、地层构造、钻井液、钻压等因素的影响，阻碍了油气勘测的进程与经济效益的增长。因此，本文分析了影响机械钻速的因素，并提出有效的应对措施，希望可以起到抛砖引玉的作用。

1.    影响机械钻速的因素

1.1  地层构造的影响

目前，在石油资源的勘探过程中，地质条件对钻井工程机械钻速的影响是非常大的，石油资源是一种不可再生资源，是在漫长的历史进程中形成的，是在地层的岩石底下形成的。所以，岩石的坚硬程度对机械钻速有很大影响。一方面，如果油田是深层油田的话，地层岩石较厚而且坚硬，开采难度相对较大，影响机械钻速，影响整个钻井工程的进度。另一方面，对于埋藏较浅的油田，经过长时间的开采，油田容易出现亏空现象，也容易造成卡钻、井漏现象，影响机械钻速的发展，给钻井工程造成很大难度。所以，地层构造对钻井工程机械钻速的影响是非常大的，在油气勘探的过程中必须引起相关人员的重视，以致发生不必要的后果，造成人员的伤亡，影响企业的发展。

1.2  钻井液的影响

众所周知，大功率的机械在做功的时候会有润滑油，起到保护机器，减少摩擦，帮助冷却的作用，在油气勘探钻井过程中也不例外。目前，在钻井过程中用到的钻井液主要有润滑性、流变性等因素，旨在提高钻井过程中机械钻速，提高效率，增加产量。钻井液中所含的因素对机械钻速的影响非常大，例如，钻井液中固相含量越高，机械钻速就会越低，反之亦然。所以，在钻井的时候，一定要掌握好钻井液中各成分的含量，以免对机械钻速产生影响。一方面，钻井液的质量对机械钻速的影响也很大，合理的钻井液可以减少或防止井喷、井壁坍塌的现象，所以，在钻井的过程中，钻井液一定要根据地层构造来及时调整，合理使用钻井液。另一方面，钻井液可以改变岩石的硬度和强度，影响机械钻速。在钻井的过程中，如果钻井液能降低岩石的硬度，那么机械钻井的速度就会大大提高，进而提高钻井工程的生产效率。所以，在钻井的过程中，一定要选择适合的钻井液，提高钻井速度。

1.3  钻井参数的影响

在油气勘探钻井的过程中，钻井参数对机械钻速的影响表现在方方面面，直接或间接的影响着机械钻速的快慢。钻井参数包括钻压、转速、排量、泵压等等，工作人员在钻井的过程中，首先应该根据地层中岩石的性质选择钻头类型，在进行钻进的过程中合理控制钻井扭矩，最后根据钻井破碎下来的碎屑岩计算洗井液的流速和流量。在进行钻井设计的时候，技术人员要认真做好成本预算，合理设计钻压以及转速，制定有效的措施，从而提高机械钻速，提高钻井的速度。钻压、排量、转速并不是越大越好，钻压过大钻头容易加快磨损速度，排量过大造成额外的冲刷井壁，井壁脱落容易引发井下复杂，转速因为设备、扭矩的限制，更不能随意使用。所以，在钻井的过程中，合理的使用钻压、转速、排量、泵压等各个方面的工作，才能提高机械钻速。

1.4  钻具组合的影响

在钻井的过程中，有些动力钻具在进行定向造斜或者扭转方位的过程中不能很好地发挥效果，往往造成方向偏离或者定位不准确的现象，影响了机械钻速。而且在钻井的过程中，造斜钻具与弯接头的弯角度有很大关系，角度越大则钻铤刚性越强，造斜能力也就越强，但在实际造成过程中，没有将弯接头与动力钻具有效的结合起来，从而减缓了钻井过程中的机械钻速。另一方面，在钻井的过程中，增斜钻具往往效果不是很好，原因是在钻井的过程中只采用单个稳定器钻具，导致增斜钻具的效果不明显，稳斜效果往往也不理想，影响了钻井过程中机械钻速的效率。

2.    解决机械钻速的应对措施

2.1  优化钻井液性能

在钻井的过程中，钻井液对机械钻速的影响非常大，钻井液中所含因素的各种功能满足了钻井过程中的需要，钻井液是钻井过程中必不可少的因素，一方面，在钻井的过程中，当岩石被击碎后，钻头与岩石的接触面就会增大，岩石碎片吸附在钻井器具上面，影响了钻井的速度，而钻井液则能够对钻具进行保护，将钻头保护起来，促使机械钻速加快。另一方面，在钻井的过程中，底层深处的碎屑物不容易排出来，积攒在里面或者钻头上，严重影响了钻井的速度。而钻井液有很好的润滑作用，钻井液将快速的渗入到岩石的裂缝中，让碎屑物可以粘附在上面，有利于将碎屑物带出来，加快机械钻速，同时钻井液渗入到岩石里面，有效的降低了岩石的强度和硬度，加快了钻井的速度。

2.2  强化钻井参数

在钻井的工程中，要想提升钻井的机械钻速，就必须强化钻井的参数，强化钻头的转速与增强钻头的钻压及增强钻头喷嘴的水马力，加大水力破岩。这就要求在钻井施工设计的时候，要考虑钻头进尺与钻速，综合分析各个数据，将实际上的钻速数据与机械参数进行对比，得出一个最优的参数，进而对钻井进行提速。长时间的钻进，会导致钻头有所磨损，致使机械钻速降低，增加钻井的投入成本，影响整个工程的效益。因此，在钻井的过程中，要结合自身的发展情况，优化钻井参数，提高钻井速度。

2.3  改良破岩工具

在企业的发展基础中，先进的科学技术一直是企业发展的重要因素，有先进的技术手段作为支撑，工作才能够顺利展开，效率才能提上去。在钻井的过程中，往往会遇到地质岩石的阻挡而影响了钻井的效率问题，减缓了机械钻速问题，所以，要想提高机械钻速，首先要改良破岩工具，提高钻井效率。目前，在油气勘探钻井的过程中，我国技术水平还落后与国外的技术手段，我国的PDC钻头和牙轮钻头虽然在国内普遍使用，但是对于复杂的地质地层条件却存在着许多不足，严重影响了钻井的速度。

2.4  优化钻具组合

在钻井的工程中，机械钻速受到很多因素的影响，钻具之间的组合就是其中之一，有效合理的钻具组合，可以大大提高钻井过程中机械钻速，节省人力和财力，提高工作效率。一方面，在深井超深井中结合螺杆+PDC的双驱钻具组合，增加机械钻速及防斜打直效果;在超硬地层中使用涡轮+孕镶PDC钻头组合，可以显著提高机械钻速，在水平井斜井钻井中可以将弯接头带上动力钻具，结合成为造斜钻具，让弯接头下部钻具产生一个弹性力矩，促使在钻井的过程中达到定向造斜或者扭方位的目的。另一方面，可以将双稳定钻具组合，利用杠杆定律的工作原理，将离钻头最近的一个钻具作为支点，另一个稳定器应根据实体操作中增斜率的大小来调节，从而产生增斜工具，提高机械钻速。因此，在实际工作的时候，工作人员要根据具体的工作要求来进行钻具的组合，提高钻井效率，增强机械钻井的钻速。

3.    结语

机械钻速在钻井工程中起着重要的作用，影响着整个工程的进展程度。但是，当前的机械钻速受地层构造、钻井液、钻井参数、钻具组合等方面的影响，发展缓慢。所以，我们要利用现有科学技术水平，不断优化钻井液性能、强化钻井参数、改良钻井工具等手段，来解决钻井过程中机械钻速慢的问题。使机械钻速更适合钻井的发展，适合企业经济技术的发展。

参考文献：

[1]   黄晓新;钻井时效分析在提高钻井速度中的作用[J];江汉石油科技;2009年03期

[2]   宋业渤;浅议影响钻井速度因素及提高钻速对策[J];石化技术;2017年07期