黄桥区块地层可钻性评价及钻头选型研究

牙轮钻头选型原则

牙轮钻头选型原则 (1)软地层应选择有移轴、超顶、复锥3种结构的牙轮钻头，齿应是高、宽、稀、齿尖角大的铣齿或镶齿。随着岩石硬度增大，选择钻头的上述3种结构值应相应减小，齿也应矮、窄、密，齿尖角也要相应减小。 (2)钻研磨性地层，应该选用带保径齿的镶齿钻头。当发现上一个钻头的外排齿磨圆而中间齿磨损较少时，则下一个钻头应该选用有保径齿的镶齿钻头。 (3)在易斜地层钻进时，应选用不移轴或移轴量小、无保径齿并且齿多而短的钻头；同时，在保证移轴小的前提下，所选钻头适应的地层应比所钻地层稍软一些，这样可以在较低的钻压下提高机械钻速。 (4)选用镶硬质合金齿钻头时要注意：所钻地层页岩占多数时，用楔形齿钻头；钻石灰岩地层时，使用抛物体形或双锥形齿钻头；当用高密度钻井液钻井时，使用楔形齿钻头；当所选地层中页岩成分增加或钻井液密度增大时，用偏移值大的钻头；钻石灰岩或砂岩地层，选用偏移值小的钻头；钻硬的研磨性石灰岩、燧石、石英石时，用无移轴的球齿轱斗。 (5)在软硬交错地层钻进时，一般应按其中较硬的岩石选择钻头类型，这样既在软地层中有较高的机械钻速，也能顺利地钻穿硬地层。在钻进过程中钻井参数要及时调整，在软地层钻进时，可适当降低钻压并提高转速；在硬地层钻进时可适当提高钻压并降低转速。 (6)浅井段岩石一般较软，同时起下钻所需时间较短，应选用能获得较高机械钻速的钻头；深井段地层一般较硬，起下钻时间较长，应选用有较高总进尺的钻头。 (7)在小井眼(井眼直径小于177mm)钻井中常选用单牙轮钻头，单牙轮钻头比同尺寸三牙轮钻头的牙轮、牙齿、轴径、轴承大，强度高，破岩效率高。 (8)按钻头产品目录选择钻头类型。钻头生产厂家通过大量的试验，对各型钻头的适用地层情况进行了界定，形成了钻头产品目录。根据钻头产品目录，结合所钻地层性质选择钻头类型，基本能够做到对号入座，匹配合理。表卜10为国产三牙轮钻头产品目录。 (9)由于即使是同一种岩性，其机械性能差别也很大，所以仅根据岩性按钻头产品目录来确定钻头类型是不够全面的，还应收集邻近井相同地层钻过的钻头资料及上一个钻头的磨损分析，结合本井的具体情况来选择。 (10)钻头的选型应按每米成本最低来考虑。一般以“每米成本”作为评价钻头选型是否合理的标准，其计算公式为：在保证井身质量的前提下，对于同一地层使用过的几种类型的钻头，进行每米成本比较，每米成本最低的钻头应作为选型合理的标准。

地层与钻头选型

表1-5 钻头与地层岩石对应关系表齿系地层型 1 2 4 可钻性岩性非密封滚动轴承非密滚动空气轴承密滚动轴承型列号式江汉休斯瑞德赛克史密江汉休斯瑞德史密江汉休斯瑞德赛克密密司司司钢低抗压强1 极软页岩、粘土、泥岩W11 R1 Y11 S3SJ DSJ GA114 GIX-1S11 S33SSDS 度高可钻 G114 ATX-1 1性的软地 2 泥岩、软页岩、疏松页 W121 R2 Y12 S3J DTJ S33 齿层 3 页岩、软石灰岩 W131R3 Y13 S4J DHJ GA134 S44 4 S4DJ 高抗强度 1 页岩、软石灰岩M4NJ V2J GA214 M44N 钻 2 的中硬地 2 DR5 M4 层 3 中硬岩石灰岩、砂岩、 4 板岩钻硬半研磨1 硬质石英岩 H7 H77 3 性或或研 2 W321 R7 H7J 性地层 3 硬质砂岩、白云岩 4 镶低抗压强 1 4 度高可钻2 性极软地 3 软页岩、粘土层层 4 齿低抗压强 1 软泥岩、软页岩、疏松砂岩 5 度高可钻2中页岩、砂岩性极软地 3 中软石灰岩层 4中软石灰岩钻高抗压强 1 中地层硬页岩、石灰岩 K621 G44 G4A 6 度的中硬 2 中地层白云岩、硬灰岩、Y62JA47JA 地层 3 砂岩 G55 Y63JA 4 硬质砂岩与白云岩半研磨性1 硬质砂岩与白云岩 7 研磨性地2硬质砂岩与白云岩、极硬燧石层 3 极硬燧石 K732 G77Y73JA 7JA 4 极硬花岗岩 K742 半研磨 1 极硬花岗岩头8 性研磨性2极硬花岗岩地层 3 极硬花岗岩 K832 G99Y83JA 9JA 4 极硬花岗岩 K842

Φ311FS系列PDC钻头选型与应用

Φ311.15FS系列PDC钻头在彩南探井的选型与应用科技成果报告钻井四公司

2007年11月25日 Φ311.15FS系列PDC钻头在彩南探井的选型与应用彩南探井地处准噶尔盆地东部五彩湾凹陷构造，临近彩南油田开发区、五彩湾气田，地表为戈壁黄泥滩。主要探明古生界石炭系（巴塔玛依内山组）的含油气情况。该构造地层较全，自下而上从石炭系（C2b）到吐古鲁群，地层分层及岩性见下表：

今年钻井四公司在该构造承钻彩54、彩55井两口预探井，为提高二开段Φ311.15井眼的钻井速度，加快油气勘探的步伐，根据地层岩性认真开展了Φ311.15FS系列PDC钻头的选型与应用，取得了一定的效果。一、邻井牙轮钻头的使用情况彩201井钻头使用概况彩202井钻头使用概况

彩51井钻头使用概况根据以上的统计表可以看出，侏罗系至二叠系地层，牙轮钻头的平均机械钻速只有3-4米/小时，由于牙轮钻头机械钻速慢严重地影响了钻井的周期。二、彩54、彩55井Φ311.15FS系列PDC钻头的选型与应用根据两口井邻井的实钻地层的岩性情况，经分析研究PDC钻头选型如下：

1.考虑到白垩系吐谷鲁群底部有砾石层，必须用牙轮钻穿砾石层后，再下PDC钻头，从石树沟地层到八道湾底部以上地层岩性发育较疏松，大多为泥岩及泥质粉砂岩，可选Φ311.15FS2463或Φ311.15FS2563BG。 2.PDC钻头钻到八道湾底部砾石层根据钻时的变化及时提钻，防止砾石层损坏PDC钻头，再用牙轮钻头钻穿砾石层后进入克拉玛依组20m左右，再下PDC钻头，考虑到三叠系－二叠系地层岩性较致密，且砂质泥岩、粉砂岩、砂砾岩互层多，可选Φ311.15FS2563BG 钻头，进入平地泉组中下部根据钻时可考虑Φ311.15FM3643Z钻头。 3.彩54、彩55井PDC钻头的实际使用情况和主要技术措施： 1）两口井PDC钻头使用及取得的技术指标 2）PDC钻头使用的主要技术措施 ①钻井排量：Φ160缸套双泵排量50—55 l/s，有利钻头的清

地层坍塌的原因

地层坍塌的原因 ????造成井壁失稳有地质方面的原因、物理化学方面的原因和工艺方面的原因,?就某一地区或某一口井来说,可能是其中的某一项原因为主,但对大多数井来说是综合原因造成的。 1.地质方面的原因: ????(1)?原始地应力的存在:我们知道,地壳是在不断运动之中,?于是在不同的部位形成不同的构造应力?(挤压、拉伸、剪切),当这些构造应力超过岩石本身的强度时,?便产生断裂而释放能量。但当这些构造应力的聚集尚未达到足以使岩石破裂的强度时,它是以潜能的方式储存在岩石之中,待机而发,当遇到适当的条件时,?就会表现出来。因此,地层中任何一点的岩石都受到来自各个方向的应力作用,为简便起见,?把它分解为三轴应力,如图1-9所示, 即垂直应力(上覆岩层压力)σv和两个水平应力σH(最大水平应力)和σh(最小水平应力),通常这两个水平应力是不相等的。当井眼被钻穿以后,钻井液液柱压力代替了被钻掉的岩石所提供的原始应力,井眼周围的应力将被重新分配,被分解为周向应力、径向应力和轴向应力,?在斜井中,还会产生一个附加的剪切应力,当某一方向的应力超过岩石的强度极限时,就会引起地层破裂,何况有些地层本来就是破碎性地层或节理发育地层。虽然井筒中有钻井液液柱压力,但不足以平衡地层的侧向压力,所以,地层总是向井眼内剥落或坍塌。 (2)地层的构造状态:处于水平位置的地层其稳定性较好,但由于构造运动,发生局部的或区域的断裂、褶皱、滑动和崩塌,上升或下降,使得本来水平的沉积岩变得错综复杂起来,大多数地层都保持一定的倾角,?随着倾角的增大,地层的稳定性变差,60°左右的倾角,地层的稳定性最差。 ????(3)岩石本身的性质:沉积岩中最常见的是砂岩、砾岩、泥页岩、石灰岩等,还有火成侵入岩如凝灰岩、玄武岩等,由于沉积环境、矿物组分、埋藏时间、胶结程度、压实程度不同而各具特性,以下的这些岩石是容易坍塌的:①未胶结或胶桔不好的砂岩、砾岩、砂砾岩；②破碎的凝灰岩、玄武岩,因岩浆侵入地层后，在冷却的过程中,?温度下降,体积收缩,形成大量的裂纹,?这些裂纹有些被方解石充填,大部分未被充填,其性质和未胶结的砾石差不多;③节理发达的泥页岩。泥页岩在沉积过程中,?横向的连续性很好,但成岩之后,由于构造应力的拉伸、剪切作用,?会形成许多纵向裂纹,失去了它的完整性;④断层形成的破碎带。?断层附近不论是什么地层,都容易形成破碎;⑤不成岩的地层,?如煤层、流沙、粘土、淤泥等;⑥泥页岩的组分。泥页岩中一般含有20～30%粘土矿物,?若粘土的主要成分是蒙脱石则易吸水膨胀;若粘土的主要成分是高岭石、伊利石,则膨胀性小,?但容易脆裂;而伊利石—蒙脱石混层,离子间强键减少,一?部分比另一部分水化能力强,导致非均匀膨胀,进一步减弱了泥页岩的结构强度,?实践证明,伊利石—蒙脱石混层是难以对付的地层。⑦有盐膏层、膏盐层、膏泥岩、软泥岩等特殊岩层，当用淡水钻井液或不饱和盐水钻井液钻进时，盐层溶解，井径扩大，一些硬泥岩、粉砂岩等夹层失去支撑而垮塌。或者钻遇石膏、膏泥岩时钻井液液柱压力不能平衡地层坍塌压力，或者钻井液中抗盐抗钙处理剂加量不足，使石膏吸水膨胀、分散，也会造成井下垮塌、掉块。以盐为胎体或胶结物的泥页岩、粉砂岩或硬石膏团块，遇矿化度低的水会溶解，盐溶的结果导致泥页岩、粉砂岩、硬石膏团块失去支撑而坍塌。 ????(4)?泥页岩孔隙压力异常:泥页岩是有孔隙的,在成岩过程中,由于温度、压力的影响,使粘土表面的强结合水脱离成为自由水,?如果处于封闭的环境内,多余的水排不出去,就在孔隙内形成高压。一些生油岩生成的油气运移不出去,?也会在孔隙和裂缝中形成高压。钻井时,如果钻井液液柱压力小于地层孔隙压力,孔隙压力就要释放。如果孔隙或裂缝足够大且有一定的连通性,这些流体就会涌入井内,如江汉油田、胜利油田发现的泥页岩油气藏就是这样形成的。如果泥页岩孔隙很小,?渗透率很低,当压差超过泥页岩强度时,也会把泥页岩推向井内。若泥页岩孔隙里是高压气体,泥页岩就会被崩散,落入井内。 (5)高压油气层的影响:泥页岩一般是砂岩油气层的盖层,或者与砂岩交互沉积而成为砂岩的夹层,如果这些砂岩油气层是高压的,?在井眼钻穿之后,在压差的作用下,地层的能量就沿着阻力最小的砂岩与泥页岩的层面而释放出来,使交界面处的泥页岩坍塌入井。 2.物理化学方面的原因: 石油天然气钻井是在沉积岩中进行,而沉积岩的百分之七十以上是泥页岩,泥页岩都是亲水物质,一般都含有蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等粘土矿物,此外,还含有石英、长石、方解石、石灰石等,?不同的泥页岩

钻头选择和使用

钻头选择和使用 1、硬质合金钻头的选择胶结性的砂岩、黏土亚黏土、泥岩以及风化岩层、遇水膨胀或缩径地层宜选用肋骨式硬质合金钻头或刮刀式硬质合金钻头;可钻性3-5级的中、弱研磨性地层,铁质、钙质岩层、大理岩等宜用直角薄片式钻头、单双粒钻头或品字形钻头;研磨性强、非均质较破碎、稍硬岩层,如石灰岩等宜用负前角阶梯钻头;软硬不均、破碎及研磨性强的岩层,如砾石等宜用大八角钻头;砂岩、砾岩等选用针状合金钻头。常用硬质合金取心钻头及其适用范围见表6-1。 2、金刚石钻头的选择金刚石钻进适用于中硬以上岩层。一般聚晶金刚石、金刚石复合片、烧结体钻头适用于3~7级岩层,单晶孕镶金刚石钻头适用于5~12级完整和破碎岩层,天然表镶金刚石钻头适用于4~10级完整岩层。不同类型金刚石钻头的选用见表 6-2。

金刚石钻头主要参数及结构要素与钻头选择如下: （1）钻头唇面形状。中硬、中等研磨性的岩层,宜选用平底形唇面或圆弧形唇面;坚硬且研磨性高的岩层,可用半圆形唇面;对复杂、破碎不易取得岩心的地层,可选用阶梯底喷式唇面;坚硬、致密易出现打滑的岩层,可选用锯齿形唇面。金刚石取心钻头唇面形状及适用地层参见表5-29。 (2)胎体硬度。岩石的研磨性越强或硬度越低,则钻头胎体的硬度应越髙；反之,岩石的研磨性越弱或硬度越高,则钻头胎体的硬度应越低。不同岩层推荐胎体硬度及耐磨性参见第5章表5-35。

(3)金刚石浓度。岩石硬度越高或研磨性越弱,则钻头金刚石浓度应越低;反之,岩石硬度越低或研磨性越强,则钻头金刚石浓度应越髙。人造孕镰金刚石钻头在不同岩层推荐的金刚石浓度值参见表5-39。 (4)金刚石粒度。若石的研磨性越强,硬度越高,则要求钻头的金刚石颗粒应越小,最好用孕镶钴头;岩石硬度越低,研磨性越弱,则要求钻头的金刚石夥粒应越大。孕镶金刚石钻头推荐粒度参见表5-40,表镶金刚石钻头推荐粒度参见表 5-41。

随钻地层压力检测

第五节随钻地层压力检测 “正常”的地层流体压力大致等于流体液柱中的静水压力。地层流体压力有时比静水压力高，有时比静水压力低。两种“不正常”的压力条件都能引起钻井事故，而工业生产中最为关心的是异常高压，有时称之为地质压力。一、基本概念 1、静水压力(Hydrostatic Pressure) 静水压力是指单位液体重量与静液柱垂直高度的乘积。与液柱的直径和形状无关。静水压力的计算公式如下： 10 d H P h ?= 式中 P h －静水压力，kg/cm 2 d －钻井液重量，g/cm 3 H －垂直深度，m 2、帕斯卡定律(Pascal ’s Law) 帕斯卡定律阐述了静止流体中任何一点上各个方向的静水压力大小相等。通过流体可以传递任何施加的压力，而不随距离的变化而降低。根据帕斯卡定律，静水压力在液柱中给定的深度上，作用于任何方向上。 3、静水压力梯度（Hydrostatic Pressure Gradient ）静水压力梯度是指每单位深度上静水压力的变化量。这个值描述了液体中压力的变化，表示为单位深度上所受到的压力。其计量单位是kgF/cm 2/m 。录井人员常用体积密度（g/cm3）来描述静水压力梯度，以便于同钻井液密度相对比。静水压力梯度的计算公式如下： 10V h PG P H P H == 式中 H PG －静水压力梯度，kg/cm 2/m P h －静水压力，kgf/cm 2 P v －单位体积质量，g/cm 3 H －实际垂直深度，m 。应用体积密度（g/cm 3）时，静水压力梯度H G 的计算公式如下： V h G P L P H == 10

国外随钻测井发展历程

国外随钻测井发展历程提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标，就此而言, 随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势。随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映原状地层的地质特征，可提高地层评价精度。随钻测井在钻井的同时完成测井作业,减少了井场钻机占用时间,从钻井-测井一体化服务的整体上节省成本。在某些大斜度井或特殊地质环境（如膨胀粘土或高压地层）钻井时，电缆测井困难或风险大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。因此,随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井在用时间，降低成本。在过去的近20年里, 随钻测井技术快速发展, 目前已具备对应电缆测井的所有技术，包括比较完善的电、声、核测井系列，以及随钻核磁、随钻压力等等。同时, 全球随钻测井业务不断增长, 已成为油田工程技术服务的主体技术之一，其业务收入和工作量大幅增加。可以预期, 随着石油勘探开发向复杂储集层纵深发展, 随钻测井技术将更趋完善, 电缆测井市场份额将更多地被随钻测井所取代。一、随钻测井发展历程随钻测井技术的发展可追溯到1930年前后，当时电缆测井技术开始出现和发展。20世纪30年代早期，Dallas地球物理公司的J.C.Karaher用一段长4-5英尺的绝缘线将钻头与钻柱绝缘，在每根钻杆内嵌入绝缘棒，用一根导线在绝缘棒中间穿过，通向地面，通过这根导线传输信号。用这种方法得到了令人鼓舞的结果，测量到连续的电阻率曲线。1938年采集到第一条LWD电阻率曲线[1]，这是用电连接方式传输数据的第一条 LWD曲线（图1）。 20世纪40年代和50年代仅有的几个专利文献表明，许多发明家和研究组织继续致力于实时的、可靠的随钻测量系统的研究，遗憾的是，LWD 数据传输技术的发展非常缓慢，技术上很难突破。在测井技术发展开始的50年时间里，在石油工业

映射探测桩底完整性研

地震映射技术检测人工挖孔桩孔底岩层完整性可行性研究蒋传琳1张宪哲2付向科1 罗文启2 （1.河南省煤田地质局物检测量队，河南郑州450009； 2.河南省煤田地质局资源环境调查中心，河南郑州450003）摘要：在一些覆盖层厚度较薄地区，建造高层建筑物时通常采用人工挖孔灌注桩基础。按照现行规范桩孔应用钻探方式对孔底3d或5m深度范围内岩层进行检验。这不仅费工、费时、检验成本高，探查深度还局限在3d或5m的深度。为此，本文考虑采用地震映射技术作为主要检测手段，少量的钻探作为对物探分析结果的验核，在提高检测速度同时量，可以节省检测费用。本文通过在山西某市的检测实例，说明地震映射方法进行桩底岩层探测的有效性。关键词：地震映射，检测，基桩孔底，岩层完整性，可行性 1 引言在一些覆盖层厚度较薄地区，建造高层建筑物时通常采用人工挖孔灌注桩基础。按照现行《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）要求，人工挖孔桩终孔时，单柱单桩的大直径嵌岩桩，应视岩性检验桩底下3d或5m深度范围内有无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质体件[1]。并在条文说明中明确“应用超前钻逐孔对孔底3d或5m深度范围内持力层进行检验”[2]。若是按规范采用钻探进行检验，不论是在孔内，还是在孔上进行钻探操作均较为困难，费工、费时、检验成本高，勘查深度还较为局限——往往仅限于3d或5m的深度，若在5.5m存在空洞或软弱夹层就难以发现。若工程场地存在土质软弱或渗水量较大，会因钻探检验过程较长而引起孔壁坍塌，影响基桩施工进度和增加施工单位生产成本。为此，考虑采用物探技术来作为主要检测手段，少量的钻探作为对物探分析结果的验核，这样可以在保证检测质量的前提下提高检测速度，同时因减少了大量的钻探工作量，可以节省出可观的检测费用。低应变在基桩施工质量检测应用经过近二十年实践，已取得业界的普遍认可。本次采用地震映射技术对基桩孔底进行检测，分析桩下5m内是否存在不良地质体，基础理论与低应变方法一致，这就为此方法的应用是否能取得预期效果奠定了理论基础。众所周知，波阻抗是岩层中的纵波速度υ与岩层密度ρ的乘积。它是表述应力波在岩体中传播时，运动的岩石质点产生单位速度所需的扰动力，也反映了岩石对动量传递的抵抗能力。在岩层界面两侧波阻抗的变化，对波的能量传递有很大影响。当两侧波阻抗相等时，入射波的能量全部透过界面传到另一侧。界面两侧波阻抗不等时，无论增大或变小，人射波的能量都不能全部透过界面传到另一侧。当界面前方的波阻抗为零时，反射波和人射波的幅度大小相等符号相反；当界面前方的波阻抗为无限大时，反射波的大小、符号都与入射波相同，透射波则是入射波的两倍[3]。由此可知，当入射波从波阻抗ρ1υ1的岩层入射到波阻抗ρ2υ2 的岩层分界面时，反射波振幅A f和入射波振幅A r之间存在着如下关系：

钻头选型

一、PDC钻头命名： 1、M1963钻头各字母和数字的意思？ M：胎体PDC钻头（MS：刚体PDC钻头） 19：切削齿尺寸，￠19mm（13--￠13mm，08--￠8mm） 6：刀翼数 3：冠部形状，变化范围1~9，1---冠部抛物线最长；9---冠部抛物线最短 2、FS2663的含义？ FS：刚体（FM：胎体） 2：2000系列 6：6刀翼（5：5刀翼） 6：复合片尺寸，6/8″--19mm（2：8mm；4：13mm，8：25.4mm） 3：布齿密度和位置。 3．G535的含义？ G：金系列 5：复合片尺寸：19mm（4：1/2″--13mm） 3：冠部形状：1---9：尖---平 5：布齿密度。二、PDC钻头选择原则 1、钻头冠部形状确定原则不同冠形PDC钻头的攻击性依次为：长抛物线型>中等抛物线型>短抛物线型；按照岩石硬度分类，推荐的钻头冠型如下：按照岩石硬度分类，推荐的钻头冠型：岩石硬度抗压强度(psi) 冠部形状很低硬度0-8000 长抛物线中等硬度8000-16000 中等抛物线高硬度16000-32000 短抛物线 ?针对软硬交错地层，采用多种抗回旋设计 2、切削齿尺寸选择原则：岩石硬度抗压强度(psi) 切屑齿尺寸很低硬度0-8000 19-24mm 中等硬度8000-16000 16-19mm 高硬度16000-32000 13-16mm 极高硬度32000-50000 8-13mm（超强齿） 3、布齿密度原则岩石硬度抗压强度(psi) 布齿密度很低硬度0-8000 低布齿密度中等硬度8000-16000 中等布齿密度高硬度16000-32000 高布齿密度极高硬度32000-50000 高布齿密度(超强齿) 三、地层硬度分级牙轮钻头机械钻速（h/m）地层硬度岩石类型抗压强度（Mpa） 111/124 15~30 很软粘土、粉砂岩、砂岩〈25

牙轮钻头的正确使用方法

牙轮钻头的正确使用方法牙轮钻头的正确使用方法：（—）不一样地层岩性对钻头失效的影响地层岩性对钻头失效的影响表如今钻井技能上：影响钻进速度、钻头进尺；使钻井进程呈现井漏、井喷、井塌和卡钻等复杂情况；使泥浆功能发作改变；影响井眼质量，如井斜、井径不规则，进而影响固井质量。经过剖析地层岩性及其对钻井技能的影响，可对钻头选型和运用的合理性进行判别。粘土、泥岩和页岩层影响：很简单吸收泥浆中的自在水而胀大，使井径减小，构成下钻遇阻，乃至卡钻，跟着浸泡时刻的延伸，又会发作掉块脱落，使井径扩展，构成井塌。应尽量运用清水或低比重低粘度的泥浆钻进。炭质页岩联接力弱，简单垮塌。泥质岩层质软，钻速快，也简单泥包。砂岩：其性质依颗粒的巨细、成分以及胶结物的不一样有很大不一样。颗粒越细、石英颗粒越多、硅质和铁质胶结物越多则越硬，对钻头磨损越大，如石英砂岩；泥质胶结物越多，云母和长石的成分越多则较软易钻；颗粒越粗，胶结物越少，渗透性越好，易发作泥浆的渗透性漏失，并在井壁上构成较厚的泥饼，致使粘附卡钻等复杂情况，构成钻头的非正常运用。砾岩：在砾岩层中钻进易发作跳钻、蹩钻和井壁垮塌；当泵排量小或泥浆粘度低时，砾石颗粒不易上返，对钻头牙轮体和牙齿损坏较大。石灰岩：通常质硬，钻速慢、进尺少。有的有缝缝洞洞发育，钻遇缝洞时，会致使蹩钻、放空、泥浆漏失等，井漏后有时还会发作井喷。石灰岩地层对钻头进尺、机械钻速和钻头失效影响很大。别的，当地层软硬交织，如泥岩与较硬的砂岩相间，易发作井斜；地层倾角较大时易发作井斜。钻头在斜井中钻进易构成损坏。当岩层中含有可溶性盐类，如石膏层、岩盐层等，会损坏泥浆的功能，影响到钻头的正常运用。（二）、钻井技能通常指钻压、转速和泥浆排量三个钻进进程中可操控的技能参数。在实践使用中，钻井技能应根据地层条件、钻头类型、钻井设备和操作人员技能水平拟定。按其需求和条件的不一样，钻井技能分有： 1）优化钻井技能：在必定条件下，能到达最佳经济目标的钻井技能参数。 2）强化钻井技能：为到达更高的钻进速度，选用比通常钻井参数高的钻井参数。 3）特别钻井技能：为了特别意图而选用特别办法或受约束的钻井参数。不一样的钻井参数需求选用不一样标准、类型的钻头，钻进中其钻头失效方法也各具特色，应区别对待。

岩石可钻性分级研究进展

岩石可钻性分级研究进展发表时间：2017-07-24T11:46:41.000Z 来源：《基层建设》2017年第9期作者：徐泽怀 [导读] 摘要：文内综述介绍了近三十年来的国际岩石可钻性研究概况。对一些典型的分级方法做了介绍，对于深人开展我国创造性的岩石可钻性研究应当有所裨益。身份证号码：44052519700207xxxx 广东揭阳 522000 摘要：文内综述介绍了近三十年来的国际岩石可钻性研究概况。对一些典型的分级方法做了介绍，对于深人开展我国创造性的岩石可钻性研究应当有所裨益。关键词：岩石；可钻性；分级 1 石可钻性及可钻性分级研究概况岩石可钻性是在某种规定的指标和技术下，以一定量度来表示岩石破碎的难易程度，也即是岩石对钻头破碎岩石的一种阻抗程度。岩石可钻性不仅取决于岩石自身的物理力学性质，还与钻进的工艺技术措施有关，所以它是岩石在钻进过程中显示出来的综合性指标。根据岩石本身固有抗钻能力的大小，结合不同碎岩方式，可对岩石可钻性做出定量划分。可钻性级值是指导地质分层及钻头选型工作的重要参数，也是提高机械钻速、降低钻井成本的重要途径，岩石的可钻性是决定钻进效率的基本因素。 2 现有的岩石可钻性分级方法现有的岩石可钻性分级方法种类繁多，较有代表性的有下述几种。 2.1 传统法 2.1.1压入硬度法压入硬度法是利用压入硬度计测出岩石的压入硬度值作为岩石的可钻性指标。压入硬度法是测定岩石的某点或有限点抵抗外力入侵的能力，而岩石是由大大小小不规则的矿物颗粒组成的。矿物颗粒在空间的排列是任意的，颗粒间存在很多空洞和缝隙，岩石结构上的这种特殊性决定了岩石各点的压入硬度值有很大的差异，整块岩石的可钻性不应该也不可能由某点或某几点的压入硬度值来确定。 2.1.2点载法点载法是由点载仪测得的，用点载强度系数作为衡量岩石的可钻性指标。点载强度系数由岩石样品在三向应力状态下产生破坏时的点载决定。点载法不能从可钻性上把岩石分开。这是因为岩石在三向应力状态下，产生张性破坏，而各种岩石都存在许多缝隙，岩石破坏是由于在缝隙处产生应力集中。这样点载法的测定结果实际上是岩石裂隙发育程度的反映。 2.1.3 微钻头钻进法微钻头钻进法是在室内运用可钻性测定仪确定岩石的可钻性，利用穿孔速度和牙轮磨损情况，压痕试验中确定的压痕器指数，以及抗压强度试验结果，对岩石的可钻性进行综合评定。这是一种很直观的方法，利用取自于地层的岩心测试能够真实的反映地层的可钻性范围，为钻头的选型及地质分层提供了强有力的参数，也是检验其它计算地层可钻性级值准确性的依据。 2.1.4 摇摆法用摇摆硬度计测量岩石的相对硬度，曾经获得一定的成功此法又叫阻尼振荡法，实质在于将银有金刚石或硬质合金摆尖的摆，悬吊于被测岩石的光滑表面，使其运动后，由于岩石局部破碎所吸收的能量，加上空气摩擦，使系统阻尼。在六十年代中期，美国的Henis、R.W.和Street曾用精制的石灰岩及其它试块，做过检验性试验。试验中采用了比Rehinder更先进的测试仪表，试验程序也非常严密。试验后结论为用摇摆硬度法测得的岩石硬度随摆重而异。如以获得最大硬度时的摆重叫临界摆重，那末轻于临界摆重的摆，阻尼仅为空气摩擦的函数高于临界摆重的摆，阻尼才主要是岩石破碎能量的函数。只有重量等于临界摆重的摆，才能对被测岩石的硬度最为敏感。 2.2 统计法 2.2.1 钻速方程反求法实践证明，采用通用钻速方程反求岩石可钻性的方法比室内岩心实验求岩石可钻性的方法更为科学和便利，可节省大量的人力、物力和财力。用钻速方程反求法可以精确测量岩石的可钻性，可应用于现场计算。通过测井资料对岩石可钻性进行计算，将计算结果与微可钻性试验结果比较，两者的相对误差较小，小于5%，说明利用钻速方程可以较为精确地测量岩石的可钻性，是作为实时监测岩石可钻性的有效方法，另外通过对钻井参数的数据收集，通过计算机的程序处理就可以实时显现岩石的可钻性级值。 2.2.2分形几何理论分形几何学是一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法，它的主要内容是研究一些具有自相似性的不规则曲线和形状（称为线性分形）；具有自反演性的不规则图形；具有自平方性的分形变换以及具有自仿射的分形集等等。分形的基本特征是自相似性，而且自然界中的自相似性或标度不变性常常是统计意义上的。由于没有特征尺度，分形体不能用一般测度（如长、宽、高等）进行度量，描述分形的特征参数叫做分形维数，也因其可以是分数而称其为分数维，简称分维。在实际应用中，这种自相似可以是数学上的严格自相似，但更多的是考虑研究对象的自相似性。更一般地，我经常把几何上并不明显的自相似性转变成统计意义上的自相似性，也就是虑研究对象的某些指标的局部概率分布与整体概率分布之间的相似关系。分形几何理论在上世纪70 年代建立后，迅速在物理学、地理学、冶金学、材料科学和计算机图形学等领域得到应用。80 年代，分形几何学在岩石力学方面得到了广泛应用，尽管目前还没有人用分形理论研究钻井过程中的岩石破碎问题，但毫无疑问钻头破碎岩石的过程是自相似过程，可以用分形理论来描述钻井上返岩屑的分形规律，进而由此确定岩石破碎的难易程度。 3 地层可钻性研究的发展趋势随着研究进程的深入，人们希望用实验室测量手段，也就是用物理力学性质来表示岩石可钻性。开始用单项力学性能指标来评定岩石可钻性，由于测量结果不准确，后改用多种物理力学性质来综合评定岩石可钻性，效果也不好。又改用多项物理力学性能指标与现场数据相结合的方法来评定岩石可钻性，结果仍无明显进展。现在又有人用多项力学指标、现场数据、室内模拟试验结果以及数理统计来综合评定岩石可钻性。虽然测量方法越来越复杂，但一直没有研究出精确反映岩石可钻性的测量方法。 4 结论与建议通过以上的论述已经可以看出，常用的可钻性级值的求取各有特点，无法直接认为哪种方法最优。以上方法得到是可钻性级值的一个

地层完整性及漏失测试程序与计算

地层完整性测试程序与计算(FIT) 地层完整性测试是增加井底压力到设计压力测试地层强度的方法。在钻进到更高井底压力的下一地层，通常进行地层完整性测试确保套管鞋以下地层不破裂。通常，陆地工程师将设计需要的地层完整性测试压力（单位为ppg）。在进行地层完整性测试前，你应当知道地层完整性测试需要的压力。如下公式显示如何计算地层完整性压力。地层完整性测试需要的压力(psi) = (地层完整性测试需要的压力 ppg – 现在的泥浆比重ppg)×0.052×真正的垂直套管鞋的深度ft 举例: 需要地层完整性测试压力(ppg) = 14.5 目前的泥浆比重 (ppg) = 9.2 套管鞋垂直深度(ft) = 4000 TVD 地层完整性测试需要的压力（psi） = (14.5-9.2) x 0.052 x 4000 = 1102 psi 地层完整性测试规则指导罗列如下：（注: 仅仅是指导。为了进行压力测试，你可能需要遵循标准程序): 1. 钻进新地层几英尺后，循环洗井并收集样品确认钻到新地层然后起钻具到套管位置。 2. 关闭环形防喷器或者闸板，准备泵,通常是固井泵，通过节流管汇循环确保地面管汇充满钻井液。 3. 停泵并关闭压井管汇阀。 4. 使用固定泵冲逐渐泵入少量的钻井液到井内。记录总泵冲、钻杆压力和套管压力。泵入直到套管压力到达地层完整性测试压力，稳压一段时间确定压力。 5. 卸掉压力并打开井。然后继续钻井作业。然后继续钻进。

漏失测试程序与计算漏失测试是为了找到特定地层的压裂梯度。漏失测试的结果也可以显示在钻井作业时可以使用的最大等量泥浆比重。漏失测试(LOT)指导程序如下：(注:这不是唯一的指导程序。进行漏失测试时，你可能需要遵守你的标准程序。): 1.钻进新地层几英尺后，循环洗井并收集砂样确定已经钻到新地层并且起管柱到套管。 2.关闭环形防喷器或者闸板防喷器，准备泵，通常为固井泵，通过节流管汇循环确保地面管汇充满钻井液。 3.停泵并关闭节流阀门。 4.使用固定泵冲逐渐泵入少量的钻井液到井内。记录总泵冲、钻杆压力和套管压力。泵入泥浆时，钻杆压力和套管压力将持续增加。绘制泵冲与压力曲线，如果地层漏失，图线将显示直线。当压力高于地层强度，地层破裂并允许钻井液进入地层，因此钻杆/套管压力将脱离直线，这也就意味着地层破裂并被注入钻井液。我们可以称压力脱离直线为漏失测试压力。注: 作业人员称为漏失压力因公司标准不同而不同。由漏失测试压力计算等量泥浆比重公式如下：漏失测试等量泥浆比重(ppg) = (漏失测试压力 psi) ÷ 0.052 ÷ (套管鞋垂深ft) + (现有泥浆比重 ppg) 压力梯度psi/ft = (漏失测试压力psi) ÷ (套管鞋垂深 ft) 举例: 漏失测试压力 = 1600 psi 套管鞋垂深 = 4000 ft 泥浆比重 = 9.2 ppg 漏失测试等量泥浆比重(ppg) = 1600 psi ÷ 0.052 ÷ 4000 ft + 9.2ppg = 16.9ppg 压力梯度 = 1600 ÷ 4000 = 0.4 psi/ft 5. 卸掉压力并打开井。然后继续钻井作业。

钻头的选型

钻头类型定性选择原则（1）根据地层条件、钻井方式、井眼轨迹控制要求、井眼尺寸以及地质要求选择合适的钻头类型。（2）在多种类型钻头都适宜的情况下，要选择机械钻速高、寿命长、安全性好的钻头。（3）在软至中硬地层，PDC钻头和牙轮钻头都可选用；如果地层均质，应尽量选用PDC钻头。因为PDC钻头机械钻速高，安全可靠。如果地层破碎，软硬变化频繁夹层多，应该选用牙轮钻头。因为在这样的地层，PDC钻头易发生冲击破坏，影响钻头使用效果。 2.3牙轮钻头选型原则牙轮钻头的设计参数（包括齿高、齿距、齿宽、移轴距、牙轮布置等等），是根据不同地层的需要设计的，因此应根据不同的地层选用不同的钻头。（1）地层的软硬层度和研磨性地层的岩性和软硬不同，对钻头的要求及破碎机理也不同。软地层应选择兼有移轴、超顶、复锥三种结构，牙轮齿形较大、较尖，齿数较少的铣齿或镶齿钻头，以充分发挥钻头的剪切破岩作用；随着岩石硬度增大，选择钻头的上诉三种结构值相应减少，牙齿也要减短加密。研磨性地层会使牙齿过快磨损，机械钻速迅速降低，钻头进尺少，特别容易磨损钻头的保径齿、背锥以及牙掌的掌尖，使钻头直径磨小，更严重的是会使轴承外漏、轴承密封失效，加速钻头损坏。因此，钻研磨性地层，应该选用有保径齿的镶齿钻头。（2）井深浅井段岩石一般较软，同时起下钻所需时间较短，应选用能获得较高机械钻速的钻头。深井段地层一般较硬，起下钻时间较长，应选用较高总进尺（钻头寿命长）的钻头。（3）地层的自然造斜性能在易斜地层钻进时，地层因素是造成井斜的客观原因，而下部钻柱的弯曲以及钻头的选型不当则是造成井斜的技术因素。

地质类型划分报告

1 绪论 1.1 目的与任务为了加强和规范煤矿地质工作，进一步查明矿井隐蔽致灾地质因素，及时处理煤矿地质灾害，有效预防煤矿事故，根据国家安监总局、国家煤监局《关于印发煤矿地质工作规定的通知》（安监总煤调[2013] 135号）文件的精神，对连城县新兴煤业有限公司揭乐乡新兴煤矿的地质类型进行调查，提交本报告。本次工作主要任务是：一、调查研究矿井地层、地质构造，确定地质构造复杂的程度；二、调查研究煤层赋存情况，确定煤层稳定性；三、调查测定矿井瓦斯含量，确定矿井瓦斯类型；四、调查研究矿井水文地质条件，确定矿井地质类型；五、调查了解矿井煤层顶底板、煤层倾角以及其他特殊地质条件，对矿井地质类型进行划分并提出矿井防灾措施。 1.2 报告编写依据 1.2.1 法律、法规、规范和技术标准：（1）《中华人民共和国安全生产法》（2002年6月29日第九届全国人大常委会第二十八次会议通过）；（2）《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过）；（3）《中华人民共和国煤炭法》（1996年8月第八届全国人大常委会第二十一次会议通过）；（4）国家安监总局、国家煤监局《关于印发煤矿地质工作规定的通知》（安监总煤调[2013] 135号）；（5）国家安监总局、国家煤矿安监局《煤矿地质工作规定》；（6）《煤矿防治水规定》国家安全生产监督管理总局第28号令；（7）《煤矿安全规程（2011版）》（国家煤矿安全监察局）；

（8）福建煤监局、省经信委、省安监局《关于贯彻落实<煤矿地质工作规定>做好煤矿水害防治等有关工作的通知》（闽煤安监监察[2014]11号）；（9）《福建省人民政府办公厅贯彻落实国务院办公厅关于加强煤矿安全工作的实施意见》（闽政办[2014]47号） 1.2.2技术资料（1）2003年3月福建省第八地质大队提交的《福建省连城县黄坊井田新兴煤矿储量核实报告》；（2）2007年8月福建省121煤田地质勘探队提交的《福建省连城县黄坊井田揭乐乡新兴煤矿生产勘探地质报告》；（3）2009年12月福建省闽中地质工程勘察公司编制提供的《连城县新兴煤业有限公司揭乐乡新兴煤矿水患调查与分析报告》；（4）福建省连城县新兴煤业有限公司揭乐乡新兴煤矿2013年瓦斯等级鉴定报告。 1.3 煤矿概况连城县新兴煤业有限公司揭乐乡新兴煤矿位于连城县城28.5°方向，直距8公里处，地理坐标：东经116°47′19″～116°47′44″、北纬25°46′04″～25°46′37″，矿区面积0.48平方公里，隶属连城县揭乐乡黄坊村管辖。矿区内有矿山公路与205国道相通，距连城县县城仅10公里，距永安市117公里，连城至塘前公路从矿区南侧通过，交通便利。矿区属构造侵蚀低山丘陵地貌。主要山脉走向为北东～南西，山顶多呈浑圆状，坡度一般为25°～30°。区内最高点位于矿区东部，标高为487.7米，最低点为矿区东南部及北部，标高约350米，相对高差达137.7米。区内沟谷水大都顺着沟谷自然排泄于区外。文川河位于矿区东侧外围。矿区分布一小溪一上山坑溪，自西向东流经矿区东部，并从矿区东部4～5线之间流出，而后注入文川河。上山坑溪横穿煤系地层，溪床底部标+335m，最高洪水位+340m，水量较大时测得最大流量为15.4 m3/h，最小流量为6.5 m3/h。

钻头怎么选钻头选型方法【老师傅干货】

钻头怎么选_钻头选型方法【老师傅干货】内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 钻头是机械加工中应用广泛的五金件，它用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔，并能对已有的孔扩孔的刀具。但不同的作业环境我们选取的钻头种类也不同，常用的钻头主要有麻花钻、锪钻、中心钻和深孔钻。扩孔钻和锪钻虽不能在实体材料上钻孔，但习惯上也将它们归入钻头一类。麻花钻是应用广的孔加工刀具。通常直径范围为0.25～80毫米。它主要由工作部分和柄部构成。工作部分有两条螺旋形的沟槽，形似麻花，因而得名。标准麻花钻的切削部分顶角为118，横刃斜角为40°～60°,后角为8°～20°。麻花钻的柄部形式有直柄和锥柄两种，加工时前者夹在钻夹头中，后者插在机床主轴或尾部的锥孔中；一般麻花钻用高速钢制造。深孔钻通常是指加工孔深与孔径之比大于6的孔的刀具。常用的有枪钻、BTA深孔钻、喷射钻、DF深孔钻等。扩孔钻有3～4个刀齿，其刚性比麻花钻好，用于扩大已有的孔并提高加工精度和光洁度。锪钻有较多的刀齿，以成形法将孔端加工成所需的外形，用于加工各种沉头螺钉的沉头孔，或削平孔的外端面。中心钻供钻削轴类工件的中心孔用，它实质上是由螺旋角很小的麻花钻和锪钻复合而成，故又称复合中心钻。

模具制造业的钻削加工在几个关键要素上往往与常规钻削有所不同。首先，在不规则表面上钻孔的情况很常见；其次，该行业所用的工件材料通常比常规材料更难加工。为了成功应对这些加工特点，需要采用具有针对性的加工策略。无论是使用可转位刀片式钻头、可换钻尖式钻头，还是整体硬质合金钻头乃至高速钢钻头，在不规则表面上钻孔或进行断续切削都有可能出现问题，这是因为加工表面越不规则，钻头挠曲变形的可能性就越大。不过，在考虑钻头挠曲变形之前，首先应该考虑选用哪种类型的钻头。答案取决于技术性和经济性两方面的考虑。对于直径在12.7mm以下、孔深在70倍孔径（70×D）以内的孔，适合用整体硬质合金钻头加工。而在加工直径更大、孔深为5×D以内的孔时，可转位刀片式钻头往往能提供有效的解决方案。对于孔深为（5－10）×D的孔，可换钻尖式钻头则是首选刀具。对于所有这些加工，都推荐采用内冷却式钻头。此外，还需要考虑加工的经济性。不同类型钻头的每孔加工成本存在差异。每孔加工成本会随着加工批量（钻孔数）的增加而下降。如果每孔加工成本居高不下（处于成本曲线的峰值），则表明需要选用另一种钻头或另一组刀片。每孔加工成本（即决策点）的权衡要素为孔的加工数量和加工质量，在某种程度上还包括机床和夹具。当加工批量很小时，加工循环时间和每孔加工成本并不太重要，采用经济性较好的高速钢钻头可能就足够了。而对于批量较大的加工，整体硬质合金钻头可能更具优势，因为这种钻头虽然价格比较贵，但它可以采用更高的切削速度和更大的切削参数，从而能提供更低的每孔加工成本和更高的生产能力。不过，对于孔径大于12.7mm、孔深在5×D以内的孔加工，可转位刀片式钻头通常可以提供的加工循环时间和每孔加工成本，这是因为其刀具材料与孔壁的接触面较小，因此产生的摩擦也较小，可以采用更高的切削速度。与高速钢钻头或整体硬质合金钻头相比，可转位刀

牙轮钻头的合理使用

牙轮钻头的合理使用（1）根据地层可钻性值并参考邻井地层，选择进尺多、速度快、成本低、磨损正常的钻头。在上部松软地层（可钻性级值小于5级），可选用机械钻速高的铣齿钻头，在深井段地层（可钻性级值大于5），可选用尺多的镶齿钻头。（2）在易井斜地层，多选用牙轮偏移量小、无保径齿及齿多而短的牙轮钻头。（3）井底应清洁，无落物。（4）下钻速度要慢，防止顿钻。在钻头矩井底1单根时，要开泵和旋转钻头，充分洗井，清除井底岩屑，避免下入过快岩屑堵塞喷嘴或开泵过猛憋漏地层。（5）钻头接触井底后，在低钻压、低转速下（钻压10～30ｋN，转速60ｒ/ｍｉｎ）跑合0.5ｈ以上，造好井底形状后，方可逐步提高钻压和转速的设计值。（6）做好钻还试验，即固定钻压，改变转速，或固定转速，改变钻压，使钻压和转速合理匹配，达到高钻速钻进。（7）钻进中应尽量提高泵压，增大钻头水功率，充分发挥水力参数和机械破岩参数的交互作用，提高破岩效率。（8）使用组合喷嘴，提高清岩效率。（9）应以厂家推荐的钻压与转速的乘积为约束条件，不能同时使用最高钻压和最高转速。（10）钻进中操作平稳，送钻要均匀，严禁猛提猛放、溜钻

和顿钻。（11）连续产生憋跳钻时，若不是地面设备的问题，应立即起钻，避免掉牙轮。（12）从钻头下入钻进开始，必须做随钻成本计算，只要发现连续几个点成本上升时，应起钻。（13）如发现钻头无进尺，泵压明显升高或降低，机械钻速突然下降，扭矩增大等现象时，若地面设备无问题，应起钻检查。刮刀钻头的合理使用（一）适用地层刮刀钻头属切削型钻头，以切削、刮挤和剪切的方式破碎地层。这种钻头适用于在松软~软的页岩、泥质砂岩、页岩等塑性和塑脆性地层中钻进。（二）钻进参数的确定 1．钻压的确定刮刀钻头具有切削刀翼较长的优点，能适应较大的钻压变化范围，在转速一定的条件下，随着钻压的增加机械钻速增加。但是考虑钻具寿命和刮刀钻头结构易井斜的特点，对于不同尺寸的刮刀钻头正常钻进一般采用推荐钻压的中间值，最大不超过推荐的钻压最大值。要求做到平衡操作，均匀加压。2．转速的确定刮刀钻头没有滚动部件，适用较高的转速。在钻压一定的条