文档介绍：钻
采
工
艺 2011年 1月

∀ 14∀ DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Jan. 2011
钻井工艺
最佳机械钻速的优化设计方法
李志刚
(中国石油海洋工程有限公司)

李志刚. 最佳机械钻速的优化设计方法. 钻采工艺, 2011, 34( 1): 14- 16
摘
要: 钻井过程中, 同一构造不同井位的相同深度所需钻时差异较大, 这其中除了地层特性影响钻速外, 另
外一个主要原因是钻井工程师所实施的钻井参数也对钻时高低起着决定性作用。当前在对钻速评价过程中, 往往
是把邻井实钻资料进行对比分析, 这方法对新勘探的区块来说缺乏足够数据进行有效评价, 对于老区块来说以往
的钻井作业不能代表较好的施工技术。因此, 文章对钻井参数、钻具组合以及井下安全等因素进行研究, 应用了一
个新的方法对钻井性能进行评价分析, 新评价方法建议在不影响安全钻进的前提下通过优化钻井参数来提高机械
钻速, 从而更加有效的评价了钻井性能, 同时提高了钻井效率、节约了钻井成本, 更与现场施工实际要求相吻合, 能
达到提速增效的目标。
关键词: 机械钻速; 钻井液; 密度; 钻压; 转速; 排量
中图分类号: TE 22
文献标识码: A
DOI: 10. 3969 /.j issn. 1006 - 768X. 2011. 01. 005

钻井技术条件和参数影响着机械钻速。在钻进关, 负压差过大, 易造成井喷。
过程中, 通过优化钻井液性能、钻压、转速以及水功( 2)钻井液密度过小, 易造成井壁失稳, 井壁岩
率等可控制因素提高机械钻速[ 1~ 2] 。但在过去的很石掉快甚至垮塌, 掩埋钻具; 钻井液密度过大会导致
长一段时间人们一直认为机械钻速随着钻压、转速、地层破裂, 大量的钻井液漏失。
钻头牙齿的高度以及泵压的增加而增大, 随着钻井在渗透性地层钻进时, 如果静液柱压力小于地
[ 3]
液的密度和黏度的减小而增大。层孔隙压力时, 地层流体将流入井筒。这时设计的
在施工过程中, 现场工程师通过优选可控钻井最低液柱压力应略高于地层孔隙压力( 约 0. 02
因素来提高机械钻速、缩短作业时间及减少成本, 在 M Pa), 因此, 防止溢流的最小钻井液密度为[ 5] :
一定钻井条件下, 每个可控钻井参数都存在着最大 pf + 150

m = ( 1)
和最小的实际操作极限, 在保证整个井段安全钻进 117. 5H
3
前提下这些限制因素才能实施。为此, 本文分析了式中:
m
最小钻井液密度, g /cm ; pf
地层压力,
钻井液密度、钻压、转速和排量对机械钻速的影响, M Pa; H
井深, m。
并确定了合理的实施参数, 较好地指导了最佳机械在钻井过程中对于胶结疏松地层如果钻井液的
钻速的安全实施。密度过低也会导致井壁崩落或者垮塌, 为了保持井
一、钻井液性能壁稳定所需的最小钻井液密度(考虑地层渗透性)
计算公式[ 6] :
流体性质是钻井优化中最重要的参数。钻井液 2

3 h1 - h2 + !- f pp +K pp f - 2C1K 100

m =
密度对