温度压力对岩石可钻性和破岩效率影响实验

• 作者: 周波 张富成 武强 汪海阁 纪国栋 韩泽龙
• 来源期刊: 石油钻采工艺
• 学科: 工学
• 关键词: 高温高压 破岩实验 等效可钻性级值 钻井参数 钻井速度
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 钻井完井
• 页码范围: 547-552
• 页数: 6页
• 分类号: TE21
• 语种: 中文
• DOI: 10.13639/j.odpt.2020.05.003

摘要

破岩效率低是深层超深层钻井面临的主要难题之一,受深部地层温度、压力影响,深层超深层钻头破岩效率与浅层钻井有较大差异.基于高温高压钻井模拟装置,测试分析了温度、压力对岩石等效可钻性级值的影响,通过温度20、150、300℃,围压25、50 MPa环境下钻头破岩实验,开展了破岩效率影响因素敏感性分析.实验结果显示:在温度、压力单因素作用下,花岗岩等效可钻性级值随温度升高而降低,随压力增加而升高;温度、压力耦合作用下,压力因素对花岗岩等效可钻性级值的影响大于温度因素,花岗岩等效可钻性级值升高1～2级.在20～300℃,钻头破岩效率均随温度的升高而增加,高钻压(800 N)下破岩效率对温度敏感性升高,高转速(50 r/min)下破岩效率对温度敏感性降低;在0～50 MPa围压范围,钻头破岩效率均随围压的升高而降低;在温度150℃、围压50 MPa环境下,破岩效率与钻压、转速正相关,且与转速近似呈线性关系,钻压、转速对破岩效率的敏感性大于温度、围压对破岩效率的敏感性.综合以上分析可知,高温高压地层钻井时,基于岩石可钻性级值优选或设计钻头时,应考虑温度、压力的影响,同时通过强化钻井参数,可经济有效地提升钻头破岩效率.