影响机械钻速的因素
钻井工程中影响机械钻速的因素分析及应对措施
248近年来，随着全球经济的快速发展，各个国家争先发展石油、天然气等资源，石油企业在国家经济发展中占据着重要地位。
在油气的勘探过程中，钻井是油气勘探的重要环节，但钻井工程危险系数高、难度大，而且机械钻速直接影响着钻井工程的进度。
为了获得很多的经济效益，减少在钻井过程中出现问题，必须对影响机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。
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。
例如，塔里木油田的地质层较厚，油田埋藏较深，多为山地环境，给钻井工程造成很大的困难，严重影响了机械钻速的进程，而且在钻井的过程中井漏、卡钻的现象时常发展。
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。
第一节 钻井过程中各参数间的基本关系
一、影响钻速的主要因素及钻速 方程
1.钻压对钻速的影响
OA段：钻压小，钻速Vpc很小。
AB段：钻压增大，钻速Vpc随 钻压增加成线性关系增大。
钻速与钻压的关系曲线
BC段：当钻压增大到一定值WB时，钻压增大,钻速 改进效果并不明显。
实际应用中,以直线段为依据建立钻压(W ) 与钻速(Vpc)的定量关系,即:
v pc K R (W M )n
1 C pCH
1 C2h
1.M和λ的确定——五点法钻速试验 (1)基本思路
三、钻进方程中有关系数的确定
保持钻速方程中的其它参数恒定，采用两种转 速nmin、nmax钻进同一地层，可得到两个不同钻速值 Vpcmin、Vpcmax，代入钻速方程，联立求解转速指数λ。
牙齿磨损量增大，其工作面积增大，磨损速度减小。
dh 1
dt 1 C1h
式中：
C1称为牙齿磨损减慢系数,
与钻头类型有关,其数值见表4-2。
4.牙齿磨损速度方程
dh
A f (a1n a2n3 )
dt (Z 2 Z1W )(1 C1h)
式中：Af 称为地层研磨性系数。 Formation abrasivity
v pc v pco e p
压差影响系数：
C p v pc e p v pc 0
式中: vpc ---实际钻速,m/h; vpc0 ----零压差时的钻速,m/h; p ---- 井底压差,MPa； β----与岩石性质有关的系数。
(2)钻井液粘度对钻速的影响
a.钻井液粘度增大，将会增大环空压降，使井底
压差增大，钻速降低； b.钻井液粘度增大，钻柱内压耗增大，在泵压一定
油气井工程考研真题
1999年硕士学位研究生入学考试试题考试科目：钻井工艺原理适用专业：油气井工程一、名词解释（每题3分，计30分）：1、地层压力（地层孔隙压力）2、井身结构3、岩石的硬度4、岩石的可钻性5、岩石的中性点6、造斜工具的装置角7、固井水泥浆的顶替效率8、井斜角9、溢流10、平衡压力钻井二、简要回答下列问题（每题10分，计40分）：1、钻柱的组成（5分）及重要作用（5分）？2、地层流体流入井眼内的原因？（10分）3、牙轮钻头采取哪些方式破碎岩石（4分）？是如何实现这些方式的（6分）？4、影响机械钻速的主要因素有哪些（4分）？简要说明这些因素对机械钻速的的影响规律（6 分）。
三、论试题（每题15分，计30分）：1、喷射钻井有几种工作方式（4分）？获得最大钻头水功率的条件是什么（4分）？对于一口较深的井，按最大钻头水功率方式设计水力参数时，是否都一定必须依照上述条件设计水力参数（2分）？为什么（5分）？2、在直井防斜控制中如何设计和使用满眼钻具组合？（15分）2000年硕士学位研究生入学考试试题考试科目：钻井工艺原理适用专业：油气井工程一、解释下列名词或概念（每题3分，计24分）：1、地层孔隙压力2、岩石的塑性系数3、岩石的硬度4、岩石的可钻性5、钻柱的中性点6、造斜工具的装置角7、井斜角和井斜方位角8、井深结构二、简要回答下列问题（计36分）：1、钻柱的组成（5分）及主要作用（5分）？2、牙轮钻头采取哪些方式破碎岩石（4分）？是如何实现这些方式的（6分）？3、提高机械钻速的一般途径如何（6分）？4、钻井液密度选择不合理会给钻井工程带来哪些不良影响（10分）？三、论述或计算题（计40分）：1、简要叙述提高钻头水力参数（钻头压降和钻头水功率）的主要途径（8分）？2、试述提高水泥顶替效率的主要措施（8分）？3、钻进215.9mm垂直井眼，设计最大钻压为150kN，钻井液密诉咨，|。
钻柱组合为：？158.8mm钻铤+? 114.3mm钻杆+? 108mm方钻杆，其中钻铤在空气中的每米重量为 1.3kN，长度9.4m，钢材密度后王一法.. |。
钻井工程试题及答案(第四章)
第四章 试题及答案一、简答题1． 影响钻进速度的主要因素有哪些，哪些为可控制的因素？简要分析这些可控因素对钻进速度的影响。
答：影响因素：地质条件、岩层性质和钻井深度等客观因素；钻头类型、钻井液性能、水力参数、钻压、转速等可控变量。
钻头类型：因不同的钻头类型适用于不同的地层，选择好钻头可获得高的机械钻速。
钻井液性能：密度增加会降低机械钻速；粘度增加会降低机械钻速，固相含量增加会降低机械钻速，钻井液的分散性增加钻速降低。
钻压：增加钻压，提高机械钻速。
转速：增加转速，一般机械钻速提高，但当钻头齿的接触时间小于破碎岩石的接触时间时，钻速降低。
2． 写出修正的杨格模式钻速方程，简要分析该钻速方程中所列因素对钻进机械钻速的影响规律。
答：杨格模式钻速方程为：H P R pc C C hC n M W K 211)(+-=λυ式中 pc υ——钻速，m/h ； W ——钻压，kN ； M ——门限钻压，kN ； N ——转速，r/min ；R K 、λ、2C 、H C 、P C 、h 为无因次量。
钻速方程考虑的因素对钻进机械钻速的影响规律如下：（1）岩石可钻性：它包含了岩石强度，以及与可钻性有关的钻头类型和泥浆性能等对钻速的影响；可钻性越大钻速越高。
（2）井底压差：随着井底压差的增加钻速减小。
（3）单位钻压：随着单位钻压的增加钻速增加。
（4）转速：转速的增加钻速增加。
（5）水力净化和水力参数：随着井眼净化程度和水力能量的提高钻速增加。
（6）牙齿磨损：磨损量增加钻速降低。
3． 什么是喷射钻井？喷射钻井能大幅度提高钻速的主要原因是什么。
答：简单地说喷射钻井就是充分利用钻井液通过喷射钻头所形成的高速射流的水力作用，以提高机械钻速的一种钻井方法。
喷射钻井的一个显著特点，是从钻头喷嘴中喷出强大的钻井液射流。
它具有很高的喷射速度，具有很大的水力功率，它能给予井底岩屑一个很大的冲击力，从而使岩屑及时迅速地离开井底，始终保持井底干净。
影响PDC钻头技术性能指标的因素
影响PDC钻头技术性能指标的因素第一、地层的因素，地层含有灰质、石英质、玄武岩等火成岩及其他质硬的砾石等，极易造成复合片先期磨损、崩齿、断齿，甚至在刀翼上磨出凹槽、断刀翼等严重井下复杂情况的发生；含有吸水性较强的泥质地层，在泥浆性能相同的情况下极易造成钻头泥包，甚至卡钻等复杂情况。
第二、操作的因素，猛提猛刹、顿钻、溜钻、钻井参数匹配不当（钻压、转盘转速、泵压、排量、螺杆转速、螺杆扭矩）、井下落物等，也是造成复合片先期磨损、崩齿、断齿，甚至在刀翼上磨出凹槽、断刀翼等严重复杂情况的重要因素。
第三、钻井液的因素，比重、固相含量、失水量、流变性、粘度、切力也对钻头的性能指标有着密切的关系，比重大、固相含量高机械钻速就变低（权威试验证明，固相含量每升高1%，机械钻速就下降8%），对钻头的冲蚀作用就厉害；粘度高、切力大机械钻速变慢；切力小，携带井底沉砂的能力弱，也降低钻头的机械钻速；失水大，在泥岩段极易造成地层吸水膨胀井眼缩径，在砂岩段容易由于失水大造成虚泥饼增厚而井眼缩径，严重影响机械钻速，加速对钻头的磨损报废。
第四、随意变更钻头的水力配置，新出厂的钻头一般都按甲方的要求，进行了科学的水力参数设计，当盲目变更钻头水眼的配置后，就人为地改变了钻头的冷却流场环境，为钻头的先期损坏提供了条件。
【摘要】本文在简要介绍了PDC钻头的物质成份，两大类别(胎体钻头和刚体钻头)及其不同物质在钻井作业过程中所起的作用的基础上，归纳、总结了PDC钻头特点，包括其设计特点和结构特点;同时较详细地分析了在打定向井时，PDC钻头的结构特征因素对造斜率的影响;另外也在分析、归纳、总结国内外专家、学者的独特见解的基础上，对PDC钻头的破岩机理，也在一定程度上给予阐述。
并在此基础上，最后也提出了一些PDC钻头的选型依据。
【关键词】PDC钻头; 特点; 机理分析Abstract:This themsis briefly introduces which materials PDC bit is made from，how it is manufactured，and the different types of PDC bits，also shows you the principal functionsof the different materials of PDC bit in drilling----on the basis of these，summaries the characteristics of PDC bit，including its designing characteristics and structural characteristics，and specificly analyses the effect of its structural characteristics on the leaning ration in the controlled directional drilling。
提高石油钻井机械钻速的技术措施
提高石油钻井机械钻速的技术措施发布时间：2022-01-20T08:04:55.916Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：王明[导读] 随着我国工业化进程的逐步发展，石油的勘探与开发也成为了工业化进程中重要的一部分，国家还专门开设了石油勘探开发研究院为行业培养人才。
此次我们探讨的是在石油钻探过程中，机械钻井速度如何提升。
在对钻井的参数和工艺不断优化后，合理分析地质构造，选择合适工具，能有效的提升速度。
这样不仅能够缩短工程周期，而且能够降低消耗成本，提升总体经济效益。
王明中石化江汉石油工程有限公司钻井一公司湖北省潜江市 433121摘要：随着我国工业化进程的逐步发展，石油的勘探与开发也成为了工业化进程中重要的一部分，国家还专门开设了石油勘探开发研究院为行业培养人才。
此次我们探讨的是在石油钻探过程中，机械钻井速度如何提升。
在对钻井的参数和工艺不断优化后，合理分析地质构造，选择合适工具，能有效的提升速度。
这样不仅能够缩短工程周期，而且能够降低消耗成本，提升总体经济效益。
关键词：提高；机械钻速；影响因素；技术措施众所周知世界能源资源已经被过度开采，随着一些地区能源资源的开采殆尽，全球资源能源紧缺的局面再无好转。
如今世界各国的发展已经离不开石油和天然气等资源了，所以油气开发也成为了各国争相开展的工程。
开展石油勘探工程的第一步也是关键的一步就是钻井。
但是此工程需要高昂的费用且存在较大的风险，所以为确保工程顺利开展的同时效益最大化，在施工前期我们需要把所有的工作准备充分。
从勘探地形、选择适合钻具、提升技术手段、优化钻井参数等多方面进行调整，最终实现油气勘探开发的目标。
一、影响石油钻井机械钻速的因素分析1、土地地质的影响不同地区土地地质也会有所不同，想要提升石油钻井机械钻速就需要在施工前对当地的地质状况进行深入的调查分析。
在钻井施工过程中无论是碰到岩石还是地层高温都会降低钻井速度导致钻头磨损严重，这样不仅改变了井筒本身的形状而且严重影响后续工作的开展，延误工期造成巨大的经济损失。
研究钻井工程中机械钻速的影响因素
研究钻井工程中机械钻速的影响因素针对油气开发中的钻井工程，本文对地层、钻井设备与技术、破岩方式与工具等会对钻井中机械钻速造成影响的因素进行深入分析，并提出消除不利影响的具体方法。
标签：钻井工程；机械钻速；影响因素钻井是油气开发重要基础工程，钻井效率在很大程度上决定了油气开发效益，而钻井效率取决于机械钻速，因此有必要对钻速影响因素进行分析，从而制定可有效保障钻速，提高钻井效率的方案。
1 地层地层是影响钻速的主要因素之一，主要和地层的压实程度有关。
随埋深不断增加，地层岩体的压实程度越来越大，岩性越稳定，钻速因此明显降低。
除埋深外，地层的压实程度还会受到古地质时代影响，比如在部分地区，其古时代地层埋深较大，之后由于地层构造运动，使地层被大幅抬升，加之受到风化和剥蚀等作用的影响，导致地层变浅，此时虽然地层的深度不大，但其压实程度却很高，不具可钻性。
在不同环境中经过沉积形成的地层也有着截然不同的可钻性。
在利用牙轮钻头对砾岩地层实施钻井施工时，因砾石坚硬很难破碎，加之地层具有一定不均質性，所以其钻速要比普通砂泥岩地层慢很多。
除此之外，对牙轮钻头而言，在埋深相同的情况下，其在砂岩地层中的钻速比泥岩地层快[1]。
地层复杂度也会对钻速产生影响：①在浅层油藏中，由于开发年限较长，其储层亏空较为严重，为对剩余储量进行开采，大多采用压裂和高压注水等技术，而在这种条件下难免会出现人工的地层裂隙，部分地区这种地层裂隙已经和其它层位直接连通，致使地层压力产生异常，继而在施工中造成井涌和卡钻等问题，增大了坍塌和掉块的发生几率；②在中深部地层中，由于山前构造分布着十分复杂的地应力，使井眼极易失稳，这一现象主要表现为：煤层垮塌；页岩坍塌；盐膏层蠕变；不同压力系统同时存在，易造成井涌和卡钻；③在油气深埋藏区，因地质构造较为复杂，且走向断层较发育，使得一个井段中可能存在多个不同的压力系统，卡、漏和喷等问题严重。
2 钻井设备与技术采用先进的钻井设备是实现钻速主动提速的重要举措，而且在任何一种地层中都可以使用。
预测机械钻速的公式
预测机械钻速的公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：机械钻是一种非常常见的工艺，在建筑、矿山、油田等领域都有广泛的应用。
预测机械钻的速度对于工程进度的控制和效率的提升具有重要意义。
通过对机械钻速的公式进行研究和预测，可以帮助工程人员合理安排施工计划，有效提高工程的效率和质量。
我们需要了解机械钻速的影响因素。
影响机械钻速的因素有很多，包括钻头的类型、工作条件、岩石的硬度等。
在实际工程中，这些因素都会对机械钻速产生影响，因此需要综合考虑这些因素来预测机械钻速。
我们需要确定机械钻速的公式。
机械钻速的预测公式通常可以通过实验数据拟合得到。
在进行预测时，可以根据历史数据和实际情况来选择合适的公式，并对其参数进行修正和调整，以得到更准确的预测结果。
一种常用的机械钻速预测公式是RQD法。
RQD是指岩石质量设计评价系统中的一个指标，代表可钻性指数。
根据RQD值，可以预测机械钻的速度，公式如下：V = k * RQD^mV为机械钻速，k和m为经验参数，根据具体情况可调整。
通过测量钻孔中的RQD值，就可以根据该公式预测机械钻速，从而有效地指导工程施工。
第二篇示例：预测机械钻速的公式是钻井工程中非常重要的工具，它可以帮助工程师合理地安排钻井作业，并提高钻井效率。
机械钻速是指在一定条件下，钻机在单位时间内进展的钻进距离。
在钻井作业中，我们需要预测机械钻速，以便合理安排钻井时间和计划生产成本。
机械钻速受到多种因素的影响，包括地层条件，钻井液性质，井眼直径，钻头类型等。
预测机械钻速的公式是基于这些因素的分析和实验数据得出的，它可以帮助我们更准确地预测钻井速度。
一个通用的预测机械钻速的公式如下：V = (k1 * WOB + k2 * RPM) * k3其中，V表示机械钻速，WOB表示钻具下压力（weight on bit），RPM表示转速（revolution per minute），k1，k2，k3为经验系数。
这个公式简单明了，可以通过调整不同的系数来适应不同的条件。
《钻井与完井工程》复习资料
《钻井与完井工程》复习资料1、钻井的定义：利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。
2、各类井型：(1)地质基准井＜参考井＞:为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所钻的井。
(2)预探井:要紧上为探明油田面积，油水边界线，为油田运算可靠工业储量提供资料所钻的井。
(3)详探井:在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好预备的井，这种井在油层部位要求全取心。
(4)生产＜或开发＞井:在已探明储量，有开采工业价值的油田构造上钻产油产气井(5)注水＜气＞井:为了提升采收率，达到稳产所钻的井。
注水注气的要紧目的是为了给地层提供生产油气所必须的能量。
第二章井身结构设计1、井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸(钻头尺寸)与套管尺寸的配合。
2、三压力：(1)地层压力(FormationPressure)PP:是指作用在岩石孔隙流体(油气水)上的压力，也叫地层孔隙压力。
(2)地层破裂压力(FracturePressure)Pf:在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，那个压力称为地层破裂压力。
(3)地层坍塌压力(CavingPressure)Pc:当井内液柱压力低于某一值时，地层显现坍塌，我们称那个压力为地层坍塌压力。
P=0.00981p H(MP)ha3、静液柱压力(Hydrostaticpressure)Ph：由液柱重力引起的压力。
4、上覆岩层压力P0(OverburdenPressure)：某处地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重力造成的压力。
5、压力梯度：单位高度(或深度)增加的压力值。
6、有效密度(当量密度)：钻井液在流淌过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力，通过有效压力换算得到的液体密度称为当量密度(ECD)。
7、DC指数法推测地层压力的原理：机械钻速随压差的减少而增加。
钻井基本知识
大斜度大位移定向井技术１、随井斜角的增加，岩屑在环空中的运移状态和规律与直井有何差别？２、根据Tomren等人的研究成果，岩屑运移规律按井斜角可分为几种类型？３、大斜度大位移定向井的井斜角一般在多少度左右？４、岩屑上返最困难的井段一般处于井斜角的多少度的井段中？为什么？５、在大斜度大位移定向井中影响岩屑正常上返的因素主要有以下几点？６、什么是岩屑体积跟踪法？７、什么是“邻井地层对比法”？８、“井眼轨迹地质模拟软件”的应用有何意义？1、答：在直井中，岩屑下滑速度（Vs）与岩屑受重力作用方向一致，不存在指向下井壁的径向分量（Vsr）与指向井底的轴向分量（Vsa）；但随井斜角的增加，下滑速度(Vs)亦随之增加，当井斜角为90°时径向分量（Vsr）增为最大值；而轴向分量（Vsa）则随井斜角的增加而降低，当井斜角为90°时轴向分量（Vsa）降为零。
2、答：①井斜角0～θα之间井段岩屑在环空中受重力作用而下滑的方向是垂直于水平面，岩屑在井眼中，当钻井液上返速度稍微大于岩屑在钻井液中的下滑速度时，只要不停止循环，岩屑总会慢慢地被带出井简，不存在岩屑床。
②井斜角在θα～θβ之间井段当井斜角增大至θα时，径向分量（Vsr）增大至足以使岩屑脱离钻井液流，滞留井眼底侧并滑向液流的反向而形成岩屑床，而且当钻井液停止循环时，岩屑床受重力作用而存在下滑趋势。
③井斜角在θβ～90°之间井段井斜角超过θβ，轴向分量（Vsa）将逐渐降至零，岩屑沉淀并聚集在钻杆周围的井眼底侧，即使钻井液停止循坏，岩屑床也不再向下滑动。
这里θα、θβ称为临界井斜角。
3、答：大斜度大位移定向井的井斜角一般都大于45°，在70°左右。
4、答：岩屑上返最困难的井段一般处于井斜角在30°～65°之间的井段，因为在这一段，不仅岩屑床容易形成，而且岩屑床存在下滑趋势，使岩屑床的厚度不断增加。
钻井工程中机械钻速的影响因素分析
关 键词 ： 钻 井 工程 ； 机械 钻速 ； 影 响 因素 中图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ２ ６ 文献 标识 码 ： Ａ
１ 钻 井 装备 对 机 械 钻速 的影 响 钻井 液 的密度 直 接 影 响着 机 械钻 速 ， 在 钻 井 进 行 过 程 中 ，钻 井 装 备 是 影 它与机械钻 速成反 比， 机械钻速越大 、 当 响 机 械 钻 速 的关 键 因素 。八 十 年 代 初 开 量 循 环 密度 越 小 时 ，降 低 钻 井 液 密 度 能 始 在 油气 勘探 开发 中应 用 的喷 射 钻 井 技 够 有效 减 小 当量 循 环 的密 度 ，其 次 可 以
２ Ｑ １
Ｑ ： Ｑ ２ （ 工）
பைடு நூலகம்
工 业 技 术
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕｃ ｔ ｓ
钻井工程 中机械 钻速 的影 响因素分析
韩 养华
（ 大庆钻探工程公 司钻 井一公 司市场开发 管理 中心 ７ ０ １ ０ ４ 钻 井队， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ）
。
钻 井 工 程 中机 械 钻 速 的提 高 起 到 了积 极 深 程度 的增 加 而 不 断 的增 加 ，在 成 岩 性 的作 用 。所 以 ， 在 油气 勘 探 开 发 过 程 中 ， 好 的地 层 中 ， 机 械 钻 速会 大大 的减 弱 ， 同 钻 井 装 备 和钻 井 技 术 的 更 新 和 进 步 对 钻 时对 于不 同 的地 层 岩 层 ，其 对 钻 速 的 影 井 机 械 钻 速 有 着 重 要 的 影 响 ，随 着 科 学 响也 会 有所 不 同 。 技 术 的进 步 ，要 加 大 力 度 对 钻 井 装 备 的 地 层 的 复杂 程度 对机 械钻 速 的 影 响
水平井钻井速度的影响因素及提速技术
水平井钻井速度的影响因素及提速技术摘要：水平井钻井技术在20世纪70年代开始起步，首先得到广泛应用的是井下螺杆，截止目前，旋转导向系统已成为最为先进的钻井技术，旋转导向系统可通过传感器为控制人员提供井下钻具位置的实时反馈，该系统还可以帮助技术人员完成钻具的3D控制和钻柱的多角度调整，但相应的也增大了对钻井工程师技术水平的要求。
在水平井钻井过程中，机械钻速是衡量水平井钻井效率和钻井成本的主要参数之一，但水平井的机械钻速受多种因素影响。
通过对以往研究成果的分析，本文对影响高效钻井的各个因素进行了评估，并对相关技术研究进行了介绍，以期相关从业人员在水平井的高效钻井技术方面得到更多的技术参考。
关键词：水平钻井；影响因素；提速技术1水平井钻井速度的影响因素分析1.1岩石特性机械钻速受所钻遇岩石的岩石强度和弹性模量影响。
但是，在相同的地层中，机械钻速也会因岩石矿物的成分而所有改变。
例如，当钻遇的地层岩石含有高比例的研磨材料时，会导致钻头的切削尺加速磨损，从而降低破岩能力，而那些粘土成分相对较高的岩石产生的影响则相对较小。
1.2井筒压力和井底压差井底压差是地层孔隙压力与井筒压力的压力差值，井底压差也对岩石强度有直接影响。
压差强度的降低将导致应变和应力的增加从而使岩石破裂。
而且，井底压差的增加将导致使岩石破裂所需的能量增加，从而使机械钻速增加。
1.3钻井工具因素首先，在钻头方面，钻头需要具有较强的硬度，可以满足长时间连续运行的基本要求，可以承受较大的冲击力以及压力，对于不同类型的钻头而言，对于地层的适应性也将存在较大的区别，钻头的材质以及加工质量属于影响钻井作业的重要因素，在使用三牙轮钻头开展作业的过程中，实现定向作业和增斜作业的难度相对较低，但是该种类型的钻头使用寿命相对较短，如果起下钻的次数相对较多，必然会对施工周期产生一定的影响。
对于PDC钻头而言，其钻井速度相对较快，但是降斜作业和增斜作业的能力相对较差，且钻井作业开展过程中钻压存在较大的波动，甚至会出现较为严重的托压问题。
钻井工程中影响钻井机械速度的因素及对策
钻井工程中影响钻井机械速度的因素及对策摘要：由于我国社会主义物质文明的进步，中国人民的生活水平也愈来愈高，市场经济也得到了全面发展，钻井工程成为人们关注的重点，其机械钻速的大小将影响到整个企业石油勘查的进展。
然而在能源勘探中，经常会碰到一些地质结构较为复杂的情况，同时也会存在部分地区环境恶劣的状况，这会对钻井施工造成非常严重的影响。
本文主要从钻井工程中影响钻井机械速度的因素和措施分析方面进行论述，希望能够给钻井工作的开展提供一定帮助。
关键词：钻井工程；钻井机械速度；因素分析在国家的经济发展中，石油企业占有着十分主要的位置。
钻井是石油勘探的重点工序，但钻井操作难度较大，还面临着相当大的危险，钻井机械同时还可能对钻井施工进度产生一些干扰。
为了能得到更多的效益，使钻井施工中出现的困难减少，必须分析制约钻井机械效率的各种因素，并制定相应解决措施，这样才能使经济效益得到有效提升。
1.影响钻井机械速度的因素1.1地质因素的影响在进行大深度钻研施工时，当岩石地层中的水温比较高时，对钻井液的热特性发挥也有较大的影响，进而降低了钻井机械速度，就会使得钻孔损坏状况增加，严重的影响着井降的钻具正常进行工作，从而产生了一些比较复杂的井简状况，给后期的固井施工工作带来了较大的危险，可能会导致固井水泥环实效，从而造成了无法取得预想的固井效果。
1.2钻井设备的影响在钻井的过程中，对于钻井设备的配套应用时保证了钻井施工有效完成的前提条件，通过使用优质的钻头、钻杆及钻铤等工具和设备，在对大功率的钻机设备进行使用时，特别在起下管柱时，能够比较的便捷，同时也可以满足于各种井筒在钻井过程中的实际需求。
1.3钻井方式的影响在钻井工程的发展中，对钻探方法的选用，也会在较大程度上影响着钻井工作正常进行的效果。
按照现今状况经常采用的方法为欠平衡钻探，其可以有效的缓解了钻井液中出现循环的问题，从而使得在竖井工作过程中可以始终保持着欠平衡的生产条件，进而加快钻研工程的进程，另外要时刻检测钻井系统中的水压，以防止在工作进行流程中出现井喷等的事件。
钻井小知识
钻头钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。
衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。
牙轮钻头的自洗牙轮钻头工作时，特别是在软地层钻进时，牙齿间容易积存岩屑产生泥包，影响钻进效果。
自洁式钻头通过牙轮布置使各牙轮的牙齿互相啮（nie）合，一个牙轮的牙齿间积存的岩屑由另一个牙轮的牙齿剔除，这种方式称作牙轮钻头的自洗。
自洁式牙轮钻头的牙轮布置分自洗不移轴和自洗移轴两种方案。
牙轮钻头的硬质合金齿硬质合金齿是一种粉末冶金制品，是用碳化钨粉、碳化钛粉及钴粉按不同的比例和要求压制成型，经高温烧结而成的机械混合物，具有硬度大、耐磨性等特点牙轮钻头的硬质合金齿一般采用yG8、yG11、yG13等型号，在装配到牙轮上还需要磨床加工提高其表面光洁度和尺寸精度。
牙轮钻头的选型（1）钻头选型考虑因素○1研磨性地层的选型：最好选用镶齿钻头。
○2浅井段与深井段钻头类型的选择：在浅井段应选用机械钻速较高的钻头，在深井段应考虑使用寿命长的钻头。
○3易井斜地层的选型：应选用不移轴或轴移量很小的钻头。
○4软硬交错地层的选择：应选择镶齿钻头中加高楔形齿或价高锥球齿，钻进软地层时可提高机械钻速降低钻压，在硬地层井段应提高钻压降低钻速，达到更好的经济效果。
（2）最低成本是钻头选型与合理使用的标准钻头选型与合理使用应按每米成本最低来考虑。
常用计算公式来确定钻头的选型与合理使用。
牙轮钻头的正确使用五个不准下井1 井底不干净有落物，钻头不准下井2 井眼缩小或井下复杂，需要长井段划眼时钻头不准下井3 地面设备有刺漏损坏等现象，达不到喷射钻井的要求时钻头不准下井4 钻井液性能不好时钻头不准下井5 钻头水力参数未经认真设计时钻头不准下井七点操作要求1 为保证钻头在井下平稳工作以延长钻头与轴承的寿命，应在钻头上面接减震器与扶正器。
2 新钻头下钻速度不要过快，尤其是在下套管与井斜大的井段3 钻头接近井底时钻具下放速度不能太快，不允许突然刹车4 新钻头下入井底，必须使用低钻速低钻压钻进0.5米以上，才能正常参数钻进5 钻头钻速应控制在厂家推荐的范围内6 钻进过程中钻压必须均匀，不允许间断加压7 加压钻进中的钻具需要停止转动时，必须在指重表回复悬重或基本恢复后才能摘去钻盘钻头合理起钻时间在正常情况下，可根据上只钻头的使用时间及磨损情况，参考临井资料，考虑所选钻头的结构特点，初步确定新钻头的使用时间，再根据以下几种情况决定起下钻时间：1 轴承损坏的判断。
钻采机械答案(1)
石油钻采机械试题一．石油工程1.地层流体？答：地层中的油气水称为地层流体。
2.天然气的主要成分？那种成分最多？答：主要组成：甲烷（CH4）、乙烷（C2H4）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）。
甲烷含量最多。
3.石油的主要成分？那种最多？答：烃类（碳氢化合物）：包括碳、氢、氧、硫、氮等元素，占80％；非烃类：包括氧、硫、氮等元素。
4.有杆泵和无杆泵采油的工艺原理有什么主要区别？代表的设备有哪些？答：无杆采油不需要用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面的能量传输到井下带动井下机组把原油抽到地面。
无杆抽油设备：水力活塞泵，电动潜油离心泵，电动螺杆泵。
有杆采油主要是动力机通过减速箱，曲柄连杆机构和游梁等，将高速旋转运动变为往复运动，通过悬绳器，光杆和抽油杆带动有游动阀的柱塞，在深井泵筒中往复运动完成抽油。
主要设备：抽油机，抽油泵，抽油杆。
5.油井清蜡技术常用的油哪些？答：机械清蜡，热载体循环清蜡，电热清蜡，化学清蜡。
6.油井防砂技术有哪些？答：滤砂管防砂，防砂卡泵防砂，绕丝筛管砾石充填防砂，小直径气砂锚防砂，化学防砂。
7.提高钻进速度的主要技术措施有哪些？（影响因素）答：“钻速”——通常指机械钻速，即在纯钻进周期内每小时钻进的米数。
影响钻速的因素很多，除了组织因素和人的因素之外，主要有：地层特性、钻机性能、泥浆性能、钻头类型、钻压、转速以及水力因素。
8.环空返速是不是越大越好？答：“小排量、低返速”可以降低循环管路压力降，提高钻头压力降；但是，携带岩屑能力差；反之，环空返速大，则循环管路压力损失大，而且对井壁冲刷严重，可能引起井壁不稳定。
所以环空返速的控制，要依据地层的复杂性、钻井液的性能和钻机能力。
二．石油钻机1.石油钻机？主要包括哪些系统和主要设备？答：石油钻机是用于石油天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。
包括：十大部分1、起升系统－2、旋转系统－3、循环系统－4、动力系统－5、传动系统－6、控制系统－7、底座－8、井控系统－9、辅助设备－10、钻台操作设备2.钻机的三大工作组件？驱动机组的组合形式不同，可以分为哪几种驱动？答：绞车，转盘，钻进泵三大工作机组。
钻井工程理论与技术复习题1
第一章1.上覆岩层压力地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。
2.地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，亦称地层孔隙压力。
3.异常高压产生的机理在地层的沉积过程中，随着上覆沉积物不断增多，地层逐渐被压实，孔隙度减小。
如果地层是可渗透的、连通的，地层中流体的流动不受限制（称之为水力学开启系统）地层孔隙中的流体则随着地层的压实被排挤出去，建立起静液压力条件。
形成正常压力地层。
在地层被不渗透的围栅包围，流体被圈闭在地层的孔隙空间内不能自由流通（称之为水力学封闭系统）的条件下，随着地层的不断沉积，上覆岩层压力逐渐增大，而圈闭在地层孔隙内的流体排不出去，必然承受部分上覆岩层的重力。
结果是地层流体压力升高，异常高压产生。
4.声波时差法预测地层压力的基本原理在正常压力层段，随着地层埋藏深度增加，岩石孔隙度减小，密度增大。
声波时速增大，声波时差减小。
在办对数坐标中，声波时差随井深呈直线变化关系，称之为正常趋势线。
进入异常高压地层时，由于岩石欠压实，孔隙度相对增大，则必偏离正常压力趋势线。
据此可预测异常高压，并可根据偏离程度的大小定量计算地层压力。
5.dc指数法检测地层压力的基本原理在正常压力阶段，若岩性和钻井条件不变，机械钻速随井深增加而减小，则dc指数随井深的增大而增大。
在半对数坐标中，dc指数与井深呈线性关系，称之为正常压力趋势线。
当钻遇异常高压层，由于地层欠压实，机械钻速增大，dc指数则相对减小，偏离正常趋势线。
根据偏离程度可计算出地层压力。
6.地层破裂压力概念能够使井下一定深度出露的地层承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂的压力称为地层破裂压力。
预测方法：休伯特和威利斯法、马修斯和凯利法、伊顿法、黄荣樽法。
液压试验：漏失压力、破裂压力、传播压力。
7.岩石强度①定义：.岩石在一定条件下受外力的作用而达到破坏时的应力称为岩石在这种条件下的强度。
石油工程技术 钻井质量、速度与影响因素的关系
钻井质量、速度与影响因素的关系影响钻井速度的因素主要是地质因素和工程因素。
伴随我国油气行业已进入开发后期，如何提高钻采效率已经成为油气田的重要之重。
而在油气开采中，钻井是一项浩大而重要的工序，因此钻井速度的快慢直接影响着油气行业的发展进程。
然而由于诸多因素的影响，钻井速度不尽人意。
1钻具对钻井质量和速度的影响普通钻井通常采用的是常规转盘钻井，然而这种传统的钻井方式的钻井速度很低，已不能适应如今飞速发展的油气行业。
为了提高钻井速度，现有一种“PDC钻头+井下动力钻具+转盘钻”的复合钻井方式，其具有如下优点：1.1由于复合钻进的钻头转速是钻机Ⅱ档速的2倍，接近Ⅰ档速的4倍，大幅度提高机械钻速很容易实现。
1.2复合钻进的高转速适合于PDC钻头剪切地层的切削特点。
1.3井眼轨迹平滑。
导向钻进和滑动钻进相结合的间隔变换，易于控制狗腿度，保证井下安全。
1.4钻具结构得到有效简化。
复合钻进时钻压一般＜100～120kN，少下或不下钻铤即可完成钻进要求，粘卡机率大大降低。
1.5高效PDC钻头配合动力钻具钻井，避免了高转速下牙轮轴承的先期失效，不会发生掉牙轮事故。
1.6导向钻具结构若采用MWD监测井眼轨迹，更能发挥优势。
在深部及中深部地层利用井下动力钻具复合钻进技术提高钻井速度，将会有较为明显的效果。
2钻进参数对钻井质量速度的影响在钻井过程中，可控因素中的钻进参数对钻井速度的影响不容忽视，如：钻头类型、钻头喷嘴直径、钻头水功率、钻压、转速、泵压、排量等。
在客观条件一定的情况下，通常通过控制钻压、转速、泵压及排量来提高机械钻速。
一般情况下钻压越大，转速越高，机械钻速就越高。
而且一般遵从的规律是上部地层对转速比较敏感，下部地层对钻压比较敏感。
因此，钻遇上部松软地层时，采用低钻压，高转速；钻遇下部坚硬地层时，采用高钻压，低转速。
如果钻压或转速控制不当，一方面会影响机械钻速，另一方面会加剧钻头的磨损，进而影响钻头的使用寿命。
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套管钻井
套管钻井是指用套管代替钻杆对钻头施加扭矩和钻压，实现钻头旋转与钻进。
整个钻井过程不再使用钻杆、钻铤等，钻头是利用钢丝绳投捞，在套管内实现钻头升降，即实现不提钻更换钻头钻具。
减少了起下钻和井喷、卡钻等意外事故，提高了钻井安全性，降低了钻井成本。
早在20世纪50年代就有人设想用套管代替钻杆来完成钻井作业，但受当时的技术和装备条件的限制，很难实现这一设想。
在20世纪90年代，由于新技术、新材料以及电子技术的大发展，促进了石油开采技术不断发展，一大批钻井新工艺、新工具、新装备涌现出来，套管钻井技术再一次被人们提出来。
加拿大Texco公司1996年钻成了第一口套管钻井的试验井，该井为试验场地井，用95/8〃套管钻进了150米。
到2000年底Texco公司采用套管钻井技术一共完成了20多口开发井，取得了良好的经济效益。
套管钻井的特点
套管钻井与常规钻杆钻井相比具有明显的优势，它是钻井工程的一次技术性革命，它能为油田经营者带来巨大的经济效益。
套管钻井有如下特点：
1、套管钻井使用标准的油井套管，并使钻井和下套管作业同时进行；
2、井底钻具组合装在套管柱的下端，可用钢丝绳通过套管内部迅速取出。
在取出过程中可保持泥浆连续循环；
3、整个钻进过程中，一直保持套管直通到井底，改善井控状况；
4、套管只是单方向钻入地层，不再起出。
除非打完井后确认是干井，可能要起出最后一段套管柱；
5、套管钻井可沿用许多已有的钻井技术，如定向钻井、注水泥、测井、取芯和试井等作业；
6、应用这些技术和原来相比主要区别是不再依靠钻杆，而是靠钢丝绳进行更换钻头作业；
7、套管钻井使用标准的油田套管进行，唯一不同的是，套管接箍或螺纹
需要改进，以便提供钻井所需要的扭矩；Tesco公司打第一口试验井时选用的螺纹是(Hydrill 511 Premium Thread)，接箍则选用改进型加强接箍(Modified Buttress Coupling)。
套管钻井的优点
1、减少起下钻的时间。
用钢丝绳起下更换钻头要比传统的用钻杆起下钻大约快5-10倍；
2、节省与钻杆和钻铤有关的采购、运输、检验、维护和更换的费用；
3、因为井筒内始终有套管，也不再有起下钻杆时对井筒内的抽汲作用，使井控状况得到改善；
4、消除了因起下钻杆带来的抽汲作用和压力脉动；
5、用钢丝绳起下钻头时能保持泥浆连续循环，可防止钻屑聚集，也减少了井涌的发生；
6、改善了环空上返速度和清洗井筒的状况。
向套管内泵入泥浆时因其内径比钻杆大，减少了水力损失，从而可以减少钻机泥浆泵的配备功率。
泥浆从套管和井壁之间的环形空间返回时，由于环空面积减小，提高了上返速度，改善了钻屑的携出状况；
7、可以减小钻机尺寸、简化钻机结构、降低钻机费用。
原因如下：
(1) 水力参数的改善降低了对钻机泥浆泵功率的需求。
(2) 可以取消二层平台和排放钻杆的钻杆盒，
(3) 不再使用钻杆，
(4) 套管钻井是基于单根套管进行的，不再需要采用类似双根或三根钻杆构成的立根钻井方式，因此井架高度可以减小，底座的重量可以减轻；对于深井钻机而言，建造一台基于单根钻井的钻机，其井架和底座要的结构和重量比基于立根钻井的钻机简单的多；
8、钻机更加轻便，易于搬迁和操作。
人工劳动量及费用都将减少；
9、根据Tesco公司的测算，打一口10000英尺的井，可节省钻井时间约30%。
随着油田进一步开发，勘探与钻井技术进一步发展，套管钻井技术逐步提到议事日程。
尤其是通过勘探开发的结合，人们对地下油藏认识进一步加深，从钻井成本、工期、地下油气层的污染角度，套管钻井技术有着较广泛的发展前景。
随着钻井技术的发展，勘探、开发、采油过程中人们对地下油藏的逐步认识，套管钻井过程中，着重注意以下几个方面问题：。