直井、斜井和水平井井眼净化和岩屑清除最优化
大位移井井眼净化的解决方法
大位移井井眼净化的解决方法聂勋勇【摘要】井眼净化是否良好直接影响到井眼摩阻、轨迹控制、钻井效率和安全钻井,直接关系到大位移井钻井的成败,是大斜度井的关键技术之一.文章分析了大位移井影响井眼净化的主要因素,总结了提高大位移井井眼净化的解决措施,最后提出了发展井眼净化预测、监测、快速决策系统的建议,对于大位移井眼净化实施和技术发展具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】4页(P42-45)【关键词】大位移井;钻井液;井眼净化;流体清扫段塞;岩屑床清除工具;综述【作者】聂勋勇【作者单位】中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TE28+3据报道［1］，迄今为止大位移井（Extended Reach Drilling（ERD））最大位移达到12700m，其中水平位移11739m。
大位移井能够开发地表地形受限制的油藏，能够增加井眼在油藏中的长度，能够大范围地控制含油面积、能够有效提高特定储层的开发效率，具有显著的经济、社会效益。
大位移井一般是指水平位移与垂直深度之比大于2的定向井和水平井。
当水垂比大于3时，则称为超大位移井［2］。
大位移井是一项集技术、管理、现场工艺于一体的综合性高技术工程，其中面临着井眼净化、井壁稳定、润滑与减摩、钻柱载荷控制、井底压力控制等技术挑战［3，4］。
井眼净化是否良好直接影响到井眼摩阻、轨迹控制、钻井效率和安全钻井，直接关系到大斜度大位移井钻井的成败，是大斜度井的关键技术之一。
1 岩屑床的形成及危害井眼清洁程度对钻井参数和施工过程均有影响，如泵压、扭矩、钻柱摩阻、机械钻速等会随着井眼的清洁程度而发生变化。
在大位移井钻井过程中，岩屑极易在大斜度井段和水平井段形成岩屑沉积床，造成危害［5～7］：①增加环空泥浆中的固相含量，减小环空间隙，容易引起憋泵；②岩屑床导致上下活动阻力增大，钻压不能全部传递至钻头，严重束缚机械钻速，大大增加钻井成本；③岩屑床导致钻具扭矩增大，严重时损伤甚至扭断钻具；④停泵后井眼中岩屑下沉形成台肩、砂桥，造成砂卡或粘卡；⑤岩屑床导致套管下入困难和固井质量差，导致测试工具下入受阻甚至造成粘卡，严重影响了钻井安全和钻井效果。
造斜段水平段技术要求
一、造斜段、水平段技术要求1、造斜段（1）因侧钻点位于177.8mm套管鞋以下8米，考虑φ177.8mm套管对磁性测量仪器的影响及石碳系泥岩地层可钻性差，侧钻造斜难度大，所以要求井队现场操作人员与现场施工技术人员密切配合，确保侧钻工作顺利完成。
（2）钻水泥塞至造斜点井深5383m，开始侧钻造斜作业，侧钻中要求控时钻进，开始的前3m钻时应控制在10cm/20分以内，然后根据侧钻效果逐步提高钻时，待井口返出岩屑全部为地层钻屑时，再按设计钻井参数钻进。
（3）侧钻时，应保持每0.5米捞1包岩屑，清洗干净，排放好，以对比分析侧钻效果。
（4）侧钻造斜刚开始时，造斜率将受到影响，且该段设计造斜率高，应依据设计造斜率，优选造斜钻具，确保实钻与设计轨迹的吻合性。
（5）该段造斜率高，钻柱摩阻力大，钻压的施加与传递困难，全造斜段采用柔性倒装钻具组合，并随着造斜井段的增加，不断地补充造斜井眼内的斜坡钻杆长度，使加重钻杆始终处于直井段的套管内，以减少钻柱摩阻，保证钻压的有效传递。
（6）造斜率高，曲率变化大，钻具在井眼内弯曲易产生疲劳破坏，要求全井选用1级S135钻柱（钻杆、加重钻杆和18°斜坡钻杆），造斜前要求对全井钻具探伤，且应对钻具进行抗弯强度计算，以免造成井下事故。
（7）由于造斜率高，钻具在井眼内难以使用转盘转动，井眼净化和螺杆钻具的有效工作存在一定困难。
因此，钻进中，应定时大范围活动钻具，及进行短提作业，同时提高钻井液的护壁性和润滑性。
（8）测量采用YST或RSS有线随钻测量系统，以保证在高曲率井眼中，测量仪器的正常工作。
（9）螺杆钻具下井前应在井口作好试运转工作，确认正常后入井。
（10）螺杆钻具入井，严禁划眼和悬空处理泥浆，遇阻时，上下活动钻具，转动弯角方向，轻压下放。
（11）由于钻具弯角大，下钻时，应控制下放速度，特别是进入裸眼井段后，应严格控制下放速度，严禁猛刹猛放，以免造成钻具与仪器的损坏。
2、水平井段(1)水平井段钻进采用小度数弯外壳马达配PDC钻头的钻井方式，以解决水平段稳斜及钻水平段较长时钻压传递困难问题；施工中，采用MWD跟踪监测，通过滑动、转动方式的结合应用，达到消除岩屑床和稳平钻进的目的。
水平井关键技术探讨及对策
水平井关键技术探讨及对策发布时间：2021-12-24T01:25:41.432Z 来源：《防护工程》2021年24期作者：杜首位[导读] 水平井作为油气勘探开发的重要技术手段，受到了国内外的广泛关注。
随着江汉油田水平井开发力度的加大，水平井技术得到了推广。
在水平井技术中，岩屑床、扭矩、摩阻等技术问题一直是人们关注的焦点。
本文对这些技术问题进行了分析和探讨，并提出了相应的解决方案。
杜首位中石化中原石油工程有限公司钻井二公司河南濮阳 457001摘要：水平井作为油气勘探开发的重要技术手段，受到了国内外的广泛关注。
随着江汉油田水平井开发力度的加大，水平井技术得到了推广。
在水平井技术中，岩屑床、扭矩、摩阻等技术问题一直是人们关注的焦点。
本文对这些技术问题进行了分析和探讨，并提出了相应的解决方案。
关键词：技术难点；水平井；措施引言：随着科技水平的不断提高，水平井以其较低投入、高产出的特点受到世人的日益关注，目前，它被国内外视为促进油气勘探开发的重要技术手段。
通过经过广大工程技术人员的不懈努力，取得了长足的进步。
近年来先后成功钻探了几口水平井，标志着钻井在水平井工艺技术上迈上了一个新台阶。
本文就水平井的这些相关技术进行探讨。
1、精确的地质导向是水平井井眼轨迹控制的前提水平井能最大限度地暴露油层，大大增加采油面积，从而增加单井产量，因此，要发挥水平井的最大功效，必须确保水平段在油层中穿行。
但是，在钻井实际生产过程中，经常会遇到由于地质预告不准，而导致错过油层或井斜角不够的问题。
在进行水平井井眼轨迹设计时，根据地质提供的油层位置，工具造斜能力、钻井设备承受能力、井下安全等因素综合考虑，进行井眼轨迹最优化设计。
如果地质预告不及时，由于受到工艺限制，这时极有可能会错过油层，如造斜率不够，因此，精确的地质导向是水平井成功钻探的前提条件。
2、岩屑床的形成、危害及对策研究表明井斜在 30°~60°的井段中最易形成岩屑床，而且岩屑床形成之后，清除困难，势必威胁到钻井正常生产，影响钻井速度。
水平井钻井液技术
水平井钻井液技术水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80年代末期开始，为了提高勘探开发综合经济效益，世界各油公司掀起了水平井的热潮，在生产中取得了重大经济效益，证实了水平井“少井高产”的突出优点，取得了减少油田勘探开发费用，加快资金回收，少占土地和减少环境污染等一系列经济效益和社会效益。
由于水平井在钻井过程中井斜角从0°~ 90°变化，因而水平井与直井钻井工艺有较大的差别，为了确保水平井的钻成井保护好油气层，对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求，必须解决井眼净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层等问题。
一、井眼净化井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼净化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；影响下套管和固井作业正常进行。
（一）影响井眼净化的因素1、井斜角：环空岩屑浓度或临界流速随井斜角的增加而变大，而清洁率则随之下降2、环空返速：其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。
提高环空运速：环空岩屑浓度降低，井眼净化状况得以改善；岩屑床厚度降低或被破坏，井眼下侧不形成明显的岩屑床。
3、环空流型：<45°层流比紊流携屑效果好；45°~55°两种流态的携屑效果基本相同。
通过调整钻井液流变性能，改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流，使钻井液在环空处于平板型层流，从而达到改善井眼净化的目的；55°~90°紊流比层流携屑效果好4、钻井液密度：钻井液密度的提高，有利于钻屑的携带5、钻柱尺寸：当井身结构已确定，随着钻杆尺寸的增大环空返速增加，有利于携屑6、转速：钻柱的旋转，对沉积的岩床起搅动作用，有利于床面岩屑的离去；转动钻柱可以限制钻柱的偏心效应，从而改善井眼净化；提高转速可防止钻井液在井壁周围形成不流动层，从而提高井眼净化；钻柱除了自转外，还围绕井眼周界作圆周运动，因而有利于岩屑的携带7、钻柱的偏心度：随着井斜角的增大，钻校的偏心度对环空岩屑的影响较大；环空岩屑浓度随钻柱偏心度的增大而增大8、钻井速度和岩屑尺寸：当钻速过高时，会造成环空钻屑浓度过大，岩屑床厚度增加；岩屑尺寸大小亦会对井眼净化效果带来影响(二)技术措施水平井的井眼清洗在现场经常采用机械清洗和水力清洗相结合的措施来解决，实现水平井净化的技术措施可归纳为以下几个方面：1、提高环空返速；2、选用合理流型与钻井液流变参数；3、改变下部钻具组合4、适当增加钻井液密度；5、转动钻具或上下大范围活动；6、使用钻杆扶正器；7、控制钻进速度；8、采用高转速金刚石钻头；9、倒划眼二、井壁稳定井壁稳定是钻井工程中最常见的井下复杂情况之一。
三扶“四合一”钻具的优化
三扶“四合一”钻具的优化摘要：在陇东部分区块上部洛河地层增斜能力较强，延安中上部及长2以下地层降斜较快，增大了轨迹控制难度。
致使四合一钻具在实际的使用中轨迹控制表现为洛河大增、下部地层增降斜规律不稳定，导致下部大幅度滑动，低效施工，严重影响钻井速度及一趟钻的实现，进而试验推广三扶四合一钻具组合。
关键词：轨迹控制三扶四合一pdc钻头泥浆性能一、三扶“四合一”钻具组合1.四合一钻具的原理四合一钻具本身为双扶稳斜钻具，目前使用的四合一钻具组合为：pdc钻头+单弯螺杆+短钻铤+稳定器+钻铤+钻杆，其依靠单弯螺杆的滑动能力实现定向增斜，在洛河地层复合钻进微增斜，进入安定、直罗稳斜，延安及下部地层稳、微降斜。
通过调节短钻铤的长度，选择合适的钻具结构、造斜点、初始井斜角及钻进过程中的及时微调，达到实现二开一趟钻的目的。
四合一钻具的精髓在于钻具结构本身要体现“稳-微降斜”的特性，其目的是为了提高下部轨迹的可预见性，减少下部井段的调整，提高钻井的效率。
2.三扶四合一的理论依据四合一钻具组合本身相当双扶稳斜钻具组合，三扶四合一钻具相当于三扶稳斜钻具结构。
理论上三扶四合一稳斜钻具较四合一钻具下部刚性更强，钻具更居中，其稳斜、稳方位的能力较四合一钻具更强。
二、三扶四合一钻具组合的选择1.三扶四合一钻具的选择考虑到四合一钻具中单弯螺杆的长度及长井段稳斜的难度，借鉴常规三扶稳斜钻具组合②，优选三扶四合一钻具组合为：φ222mmpdc+7lz172mm*1.25°+φ165sdc*1.5-3m +φ212-213mmstab+φ165无磁+φ210-212mmstab+φ165dc9～11根+……单弯螺杆扶正器外径>212mm。
螺杆扶正器的外径偏小会影响到三扶四合一钻具组合稳斜、稳方位的能力。
中稳定器外径要大于上稳定器。
三、施工要点及保障技术措施1.优化钻井设计三扶四合一钻具的设计思路与四合一基本一致，在防碰许可的情况下，尽量提高造斜点，一般放在二开后30~100m，最大井斜尽量控制在15度以下，大位移井通过提高初始井斜角，最大井斜控制在20度左右。
页岩气钻水平井段岩屑床破坏及岩屑运移机理研究
页岩气钻水平井段岩屑床破坏及岩屑运移机理研究刘少胡;谌柯宇;管锋;魏世忠【摘要】针对页岩气开采成本高,以及清水钻井在垂直井段具有成本低和机械钻速快的优点,且页岩气清水钻井岩屑运移规律尚认识不清.基于流体力学基本控制方程和湍流输运方程,建立了三维井眼环空岩屑运移模型.使用全隐式多网格耦合求解技术进行数值计算.利用该模型开展清水钻水平井段岩屑运移可行性研究,以及钻井液排量、岩屑床高度、岩屑粒径、清水黏度和钻柱转速对岩屑运移规律的影响研究.研究表明,在水平井段清水钻井液携岩是可行的,数值计算结果对比,得出钻井液排量、岩屑床高度和岩屑粒径是影响清水携岩能力的敏感参数.建议钻井过程岩屑床厚度不要超过井眼直径的10％,岩屑颗粒直径为5 mm左右,根据钻井需要选用合适的钻井液排量、钻井液黏度和钻柱转速.清水钻井岩屑运移机理研究可为页岩气安全高效开采提供技术支撑,同时将加快页岩气工程的开发进程.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)007【总页数】5页(P177-181)【关键词】页岩气;岩屑运移;清水钻井;水平井;CFD【作者】刘少胡;谌柯宇;管锋;魏世忠【作者单位】长江大学机械工程学院,荆州434023;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都610500;长江大学机械工程学院,荆州434023;长江大学机械工程学院,荆州434023【正文语种】中文【中图分类】TE357.6页岩气是一种清洁、高效的非常规油气。
美国页岩气的成功开发对世界能源格局产生了深刻影响，截至目前，全球已有30多个国家启动了页岩气勘查开发工程。
据国土资源部数据，我国页岩气地质资源潜力为134×1012 m3，可采资源潜力为25×1012 m3(不含青藏区)，超过美国页岩气储量，位居世界第一。
页岩气主要分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中，采集比传统天然气困难。
美国Barnett页岩实际钻井经验表明，从水平井中获得的最终采收率大约是直井的三倍，而费用只相当于直井的两倍[1—4]。
水平井的摩阻控制
水平井的摩阻控制1.水平井摩阻控制的特殊性钻直井时，如钻具居中，起下钻具的提升拉力仅为钻具重量减去钻具在钻井液中的自身浮力；旋转钻具时，其扭矩仅为转动钻具、钻头破碎地层的阻力及与钻井液的摩擦力。
实际钻井中，井眼不可能绝对垂直，总有一定的弯度，钻具靠井壁，因而总存在一定的阻力和附加扭矩，但因井斜角小，接触面积小，故此值不大。
但钻水平井时，井斜角从0°增至90°，钻具在重力的作用下，总是靠着井壁，钻具与井壁的接触面积比直井大幅度增加，因而起下钻具的摩擦阻力和旋转钻具的扭矩与直井相比就会大幅度增加，其值随井斜角的增大而增加，随方位角的变化而增大。
因而水平井钻井过程中的卡钻可能性较直井大得多。
2.水平井钻进过程中影晌摩阻的因素水平井摩阻大小主要取决于压差，钻柱与井壁(或套管)的接触面积，岩屑床厚度，开眼清洗状况，钻井液润滑性，泥饼的摩擦系数及厚度、地层特性等。
其中压差、地层特性等因素对摩阻的影响与直井相同，下面着重研讨影响水平井摩阻的特殊因素。
1）井身剖面井身剖面对水平井钻井过程中的摩擦阻力和扭矩有较大的影响。
摩阻力和扭矩与井眼轨迹密切相关，随造斜率与狗腿度的增加而增大，荷兰Uncnl公司在分析对比定向侧钻水平井的井眼轨迹设计方案时得出:与低造斜率相比，中造斜率扭矩和摩阻力均较低，高造斜率扭矩较大。
Montigny采用井下钻柱模拟装置及计算机模式进行井眼轨迹和钻具组合的定量分析得出:在造斜率高的井底(30°/30m)，拉力较小，但在造斜率低的井眼上部(1.5°/30m)，拉力最大；稳斜段如井斜适当，则可使拉力与扭矩降低；稳斜段稳斜角愈大，钻具与井壁接触面就愈大，阻力增大；如果井眼轨迹允许只有一个造斜点，那么自造斜点到靶位造斜率恒定不变的轨迹所产生的扭矩和阻力最小。
2）钻柱结构钻柱结构对水平井的摩阻影响很大，随着井斜角的增大，支撑钻柱重量乘以井斜角的余弦为钻头的钻压，因而随着井斜角的增大，钻柱的阻力增加，当井斜超过60°，此值增加很快，井斜角为75°，总支撑重量60%是有效的，当井斜角增至85°时仅0.1%有效，钻压无法加至钻头上。
江汉油田侧钻井井液技术难点分析
江汉油田侧钻井钻井液技术难点分析黄尚德（江汉石油管理局钻井二公司）摘要本文着重分析了江汉油田侧钻井与原井眼或直井在井眼稳定、井眼净化、井眼润滑、储层保护等方面相比较存在的突出技术难点，阐述了在钻井液方面的技术对策，这些技术措施的落实对江汉油田侧钻井的成功钻探具有十分重要的意义。
关键词江汉油田侧钻井大移井水平井钻井液江汉油田随着勘探力度的不断加大，定向井、大斜度井、水平井、侧钻井等呈逐年增加之势，有些井因设计的靶区小、油气藏厚度越薄或因钻遇断层以及其它的原因等导致勘探目的落空而不得不填井重新侧钻或反复侧钻。
这里所讨论的侧钻井包括常规侧钻井、大位移侧钻井和侧钻水平井三类。
由于侧钻井是在原井眼的基础上进行的钻井工程，往往因钻井周期长、侧钻点浅、裸眼井段长、钻井液受水泥浆污染严重等原因给钻井液带来许多方面的困难与挑战。
概括来说，主要存在井眼稳定、井眼净化、井眼润滑及储层保护等四个方面的难题。
综合分析这类井钻井液技术的难点并制定相应的钻井液技术对策是解决侧钻井钻井液问题的关键。
一、井眼稳定难点及对策侧钻井壁稳定是钻井工程中最常见的井下复杂情况之一。
发生井壁不稳定的原因可归纳为力学因素与物理化学因素，但最终均归结为井壁岩石所受的应力超过其自身强度造成岩石发生剪切破坏。
对侧钻井来说，随着井斜角和方位角的变化、钻井周期的延长、钻井液性能的波动等因素的影响，井眼稳定受到较原井眼井壁稳定更大的挑战，必须须制定切实可行的钻井液井眼稳定措施才能确保钻井的安全。
1、井眼稳定难点1）井斜角和方位角对井壁稳定的影响井壁岩石所受的地应力由两部分组成：重力与构造应力。
当地层没有受构造运动作用，其水平地应力是均匀的；而当地层受强烈构造运动作用，水平地应力呈现不均匀性，其大小与上覆压力之间的关系发生变化，引起坍塌压力与破裂压力的变化。
水平井钻井过程中，其井斜角和方位角均会随所钻深度而发生变化，而井斜角和方位角对坍塌压力和破裂压力的影响又与井壁岩石所受的上覆压力所产生的垂直应力（σv）、最大水平地应力（σH）、最小水平地应力（σh)的大小及相互关系有关，即σv＞σH＝σh、σv＞σH＞σh、σH＞σv ＞σh、σH＞σh＞σv等四种不同的情形，此外，还与地层是否存在弱面有关。
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直井、斜井和水平井井眼净化和岩屑清除最优化M. Mohammadsalehi等著翻译：魏振（钻井所）审校：（）摘要：随着水平井测量深度和水平位移的提高，优质的井眼净化和岩屑清除已经成为解决钻杆粘卡、非正常拉扭、机械钻速低等问题的关键。
目前，许多方法和模型都是通过计算最小排量来有效地解决钻井过程中的岩屑清除问题。
其中的Larsen模型，能够预测55°~90°井斜范围的最小排量，另一个Morre关系式用来计算直井段上返泥浆中岩屑的下滑速度。
本论文通过结合Larsen模型和Morre关系式，用以预测和计算0°~90°井斜范围清除岩屑的最小排量。
用计算出的最小排量与使钻头功率或喷射力最大化的排量（优化排量）相比较，如果清除岩屑排量比优化排量较小，就选择优化排量；如果清除岩屑排量比优化排量较高，就调整钻井液流变性，直到优化排量高于清除岩屑排量。
这个工艺既优化了水力学参数，又起到净化井眼的目的。
本论文选择了直井、斜井和水平井来阐述这个工艺技术，对所有井斜都具有适用性。
关键词：优化排量井眼净化岩屑清除工艺技术介绍清除井眼岩屑一直是钻井过程的难题。
上世纪八十年代早期，钻井工作者大多致力于弄清楚直井的井眼净化问题。
差的井眼净化可能造成循环漏失、下套管困难、起下钻困难、过大的旋转扭矩、过高的当量循环密度、地层破裂、机械钻速降低、钻头过度磨损和钻杆粘卡等问题。
影响岩屑输送的主要影响因素包括：钻杆的偏心率、井眼直径、井斜角、钻井流体密度、岩屑体积、岩屑密度、机械钻速、转盘转速、钻井液的流变性和排量等。
通过以上参数控制岩屑的清除，例如：钻杆的偏心率是影响岩屑输送的主要因素，但是在钻井作业中评估钻杆偏心率十分困难。
图1阐明了这些参数的关系。
图1: 影响井眼净化参数钻井液流变性和排量是影响岩屑输送的两个主要参数，而且在钻井作业中相对容易控制。
基于以上这些情况、方法和模型，通过确定最小排量来清除特殊钻井环境和钻井液流变性的井筒中的岩屑。
Larsen模型能够预测55°~90°井斜角范围的清除岩屑的最小排量；另一个Morre模型能够计算岩屑在直井中的沉降速度。
通过Matlab编程，能够用这两种方法预测0°~90°井斜范围岩屑输送的最小排量。
另一个程序针对不同的钻井液流变性、用水功率和喷射冲击力准则计算最小排量。
最后，将这两个程序结合，确定钻井液的流变性，以给出能够清除岩屑的最小排量，并且应用于Varaminin的Yorte-E-Sha油田的YS5水平井。
钻井液流变性和排量对井眼净化的影响/作用钻井液影响井眼净化的主要因素是泥浆比重和泥浆粘度。
泥浆密度的主要功能是稳定井壁和阻止地层流体侵入。
通过增加泥浆密度能够加强岩屑的悬浮能力和运载力。
但是，泥浆密度的增加会降低机械钻速，因此，不采用提高泥浆密度的方法来净化井眼。
粘度对于井眼净化的影响能够描述为YP/PV比率，针对宾汉姆流体的特有剪切速度（YP 是流体屈服强度，PV是流体塑性粘度）。
这个比率是流体粘度两倍于塑性粘度的剪切速率。
剪切速率远大于YP/PV，流体多为牛顿流体；剪切速率小于YP/PV，流体剪切变稀。
90%的剪切变稀发生在剪切速率大约为10YP/PV。
对于有些系统，YP/PV能够用来评定流体剪切变稀的性质。
因此，用YP/PV来比较流体性质十分重要。
对于定向井而言，流体粘度的增加会降低钻井液净化井眼的能力。
事实上，用清水钻井是定向钻井过程中净化井眼最有效的手段，用清水打钻能够解决低排量带来的循环紊流，是最有效的井眼净化方式。
紊流就像摩擦力，会使压降损失增加，导致岩屑床表面的剪应力增大，增大的剪应力能够帮助清除更多的岩屑。
Okrajni观察到在紊流条件下，对于任意井斜角，岩屑的运载都不受泥浆性能的影响。
层流时，YP/PV比率越高，井斜角越低，岩屑富集度越低。
Okrajni发现井斜角位于0°~55°范围，层流对于井眼净化更有利；而紊流对于55°~90°井斜角范围的井眼净化更有利。
Iyoho注意到，在直井中，紊流中的低粘度泥浆和层流中的高粘度泥浆性能差不多。
对于大斜度井而言，环状层流对于岩屑的运载更加有利。
泵排量是影响岩屑床发育最大的因素。
泵排量也可以称为环流速度。
排量的急剧增加能够阻止岩屑床的形成，并增加的岩屑的运载能力。
这是由于更高的排量使作用于岩屑床的剪应力更大，从而阻止了岩屑床的形成。
特别是紊流对于岩屑的运载更为有利，岩屑床的发育大大降低。
尽管如此，排量上限的规定是：（1）钻机的水功率利用率。
（2）允许的当量循环密度。
（3）裸眼井段的水力冲蚀率。
随着钻井液排量的增加，岩屑在井眼较低一侧堆积减少直到排量达到一特殊值（没有颗粒沉降和无岩屑堆积发生）。
大多数预测岩屑运载的最小排量模型，定义临界运载速度为最小流速，需要保持岩屑向上不断地运动。
当整体容积排量没有产生运载岩屑的流速，岩屑开始堆积在钻柱底部，形成不动的岩屑床。
当岩屑床的高度与岩屑床之上的速度相平衡时，与水流联通区域，形成充足运载岩屑的能力，使岩屑床不能堆积。
当整体容积速率达到将岩屑床分散成缓慢移动的岩屑床时，容积排量足够高，以分配固体颗粒到水相中。
固体颗粒在水相中分配如图2。
图2: 岩屑在液相中的分散分布状态Larsen 模型和Morre 关系比较rsen 、A.A.Pilehvari 和J.J.Azar （SPE-25872）介绍了预测定向井和水平井中岩屑在泥浆中下滑速度和最小速度的方法。
他们指出最小速度是下滑速度和岩屑速度（钻头的切削速率）的叠加。
最小速度取决于机械钻速、钻杆外径和井眼直径，其表达式如下：slip cut V V V +=min （1）岩屑速度表达式为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ROP D D ROPV hole pip cut 16.1864.01362（2）下滑速度的表达式为：()⎩⎨⎧>+-<+=cp cp V a a a a slip 5382.353002554.053006.300516.0μμμμ（3）这两个下滑速度的方程式与泥浆密度、井斜角和岩屑平均大小有关。
泥浆密度相关系数是：()⎩⎨⎧<>--=7.817.87.8333.01m m m mwt C ρρρ（4）井斜角的相关系数是： 213.0000233.00342.02--=ang ang ang C θθ（5）岩屑平均大小的相关系数是：286.104.150+-=cut size D C （6）下滑速度表达式为：()()()mut size ang slip slip C C C V V =（7）Morre 关系用于预测直井中岩屑在上返泥浆中的下滑速度，其表达式如下：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=f f s ssl f d V ρρρ89.1（8）为了预测直井中的最小速度，用Morre 关系计算V slip ，用关系式（2）计算C cut ，现在举例说明如何将这两个方法结合预测和计算0°~90°井斜范围的最小速度。
实例中的数据在表1中，结果在图3。
图3中有超过两个点位于55°~90°井斜范围，一个是30°井斜，另一个是40°井斜。
这两个点的数据通过Larsen 模型数值运算得出岩屑运载的最小速度V min ，在Larsen 数据中，30°的V min 除以65°的V min 为0.76，40°的V min 除以65°的V min 为0.8。
同样，可以认为30°的V min 为65°的V min 的0.76，40°的V min 为65°的V min 的0.8。
这两个点在表3中更好更精确的解释。
如果不用这两个点，0°~55°的变化时线性的，看起来不准确。
V min 随着泥浆流变性和机械钻速的变化而变化。
表1: 计算V min所需的数据图3: 0o到55o V min的推断另一个能够调整和改变用来减小V min，用以净化井眼的因素是机械钻速。
机械钻速越高，岩屑产生越多，V min越高，需要将岩屑运载到地表的排量越高，但是机械钻速这一因素没有考虑在井眼净化工艺中，应为其会影响到钻时和单井花费。
排量优化实例在YS6井，为了实现井眼净化的目的，通过将Larsen模型和Morre关系组合到一起，来预测计算优化井眼净化的参数。
为了呈现计算过程和结果，选择井眼轨迹上的三个点，垂深300m的直井段，垂深690m 的斜井段和垂深990m的水平段。
下面举例说明计算方法的适用性和井斜适用范围。
（1）300m垂深（井深300m）钻杆：长度=133m，外径=5in，内径=4.276in；钻铤：长度=166m，外径=8in，内径=3in；钻井液密度=9.6ppg；井眼尺寸=17.5in；井斜角=0°；机械钻速=30ft/hr；最大允许表压=3000psi；岩屑密度=21.68ppg；平均岩屑尺寸=0.175in；屈服强度=2倍塑性粘度。
优化结果见图4。
随着钻井液塑性粘度和屈服强度的增加，需要运载岩屑的排量减少。
分析结果表明，在直井或斜井的直井段，为了净化井眼应该增加塑性粘度和屈服强度。
塑性粘度小于44cp，优化排量适合净化井眼；塑性粘度超过44cp，优化排量不足以净化井眼，需要增大排量。
图4: 300m垂深的优化排量和井眼净化排量（2）690m垂深（井深750m）这个点位于斜井段（井斜角46°）钻杆：长度=386m，外径=5in，内径=4.276in；加重钻杆：长度=200m，外径=5in，内径=3in；钻铤：长度=164m，外径=8in，内径=3in；3套管：长度=420m，内径=13in8钻井液密度=11ppg；井眼尺寸=12.25in；机械钻速=30ft/hr；最大允许表压=3000psi；岩屑密度=21.68ppg；平均岩屑尺寸=0.175in；屈服强度=塑性粘度。
由图5可得出结论，45°井斜位于35°~65°之间，随着钻井液塑性粘度和屈服强度的增加，井眼净化需要的排量增加。
井斜角位于35°~65°之间，重力造成岩屑沉降，并且有向井底的堆积趋势，使岩屑运移困难。
紊流能够阻止这一过程的发生。
解决这一情况可以增加排量或者降低粘度。
如图5，PV<9cp，优化排量适合净化井眼；当PV>9cp，优化排量不适合净化井眼。
选择更高的排量，应考虑泵压和地表设备的压力流量。
图5: 650m垂深的优化排量和井眼净化排量（3）990m垂深（井深1050m）这个点位于水平段（井斜角90°）钻杆：长度=586m，外径=5in，内径=4.276in；加重钻杆：长度=200m，外径=5in，内径=3in；钻铤：长度=176m，外径=6in，内径=2.813in；5套管：长度=727m，内径=9in8钻井液密度=12ppg；井眼尺寸=12.25in；机械钻速=20ft/hr；最大允许表压=3000psi；岩屑密度=21.68ppg；平均岩屑尺寸=0.175in；屈服强度=0.5塑性粘度。