火成岩岩石可钻性的微钻头试验研究.pdf

/ 中国石油和化工标准与质量勘探开发 155 / / 第4期火成岩岩石可钻性的微钻头试验研究张强青海油田采油二厂安全监督站 青海 茫崖 816400 【摘要】岩石可钻性是选择钻头、预测钻井改进工艺和实行定额管理的主要依据。目前我国主要采用微钻头法测定岩石可钻性,并通过大量岩芯测试结果回归出低层统计可钻性梯度公式用于实际。【关键词】火成岩 岩石 1 微钻头岩石可钻性试验原理由测量值表示的钻速公式可知,当以钻速作为可钻性指标时,钻进速度V与测量钻进深度H和钻进时间T之间的表达式为,式中,V为微钻速,mm/s;H为钻孔深度,mm;T为钻孔时间,s;H/T为单位钻进深度的时间,简称为钻时或岩石可钻性指标,以s表示。并以钻时大小来表示地层被破碎时的难易程度。对钻时T作对数变换,便可得岩石可钻性级值(K d)与微钻时之间的关系式: Kd=log2T或T=2 Kd=-Kd 2 实验设备该微钻头试验装置具有的性能和特点如下: ①岩样夹持系统:主要用于夹持固定测试岩样,保证岩样在钻孔过程能承受钻压和转矩的作用力。②微钻头:包括牙轮钻头和 P D C 钻头两类,完全按照行业标准(S Y/T5462- 2000)要求生产。③旋转装置:由电机通过减速系统给定钻头旋转速度,转速可以调节并给于显示。④钻压模拟控制系统:主要包括钻压模拟部分和钻压控制部分,钻压模拟采用液压加载方式,钻压控制部分由压力调节,压力监测,自动恒压控制等功能,由计算机控制完成。⑤钻深测量系统:使用高精度位移传感器跟踪计量钻进深度,计算机会自动根据设定参数进行计时。⑥数据采集控制系统:包括计算机打印机,数据采集板卡,数据采集控制软件,相应外围电路等。用于采集监控钻压,钻深等数据,并根据设定要求驱动相应的受控部件保证测试的进行。 3 实验方法与步骤 牙轮钻头岩石可钻性确定方法圆柱形试样:高度3 0 - 8 0 m m :直径4 0 - 1 0 0 m m ;方形试样:长×宽为 100m m×100m m:高度20-100m m。同时要求岩样两端面的平行度公差值小于或等于 m。试验前,将岩样放在温度设置为 105-110℃干燥箱内烘烤24小时。⑴微型钻头: 微型钻头是用刀片轴将8片刀片和9片间隔垫片穿在钻头体上构成。组装后直径为 。⑵试验程序①装好试样,测探和测时仪表调零,启动试验装置。② m时开始计时,再钻探 ,记录钻进时间,并停钻。③每种岩样按上述程序重复三次。 PDC钻头岩石可钻性测定方法对于试样的要求和牙轮钻头是一样的, 深度测量仪器测量钻探值精度和计时仪表精度也是相同的。对于试验仪器设备上不相同。⑴微型钻头: 微型钻头是