【摘 要】
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随着社会经济的发展,世界各国对油气的需求量也在大幅度提升。而原本陆地上的易开发的油气藏越来越少,这使得油气藏的勘探开发工作不得不向深井、超深井的方向进行发展。随之而来的问题就是井深增加,钻井液的液柱压力也会增加,从而导致井底岩石的强度增加,并且使得岩石由脆性向塑性转变。进而导致了机械钻速的降低,本文将这个点入手,研究液柱压力下的压实效应对岩石可钻性的影响,进而得出液柱压力下的压实效应对钻速的影响,
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随着社会经济的发展,世界各国对油气的需求量也在大幅度提升。而原本陆地上的易开发的油气藏越来越少,这使得油气藏的勘探开发工作不得不向深井、超深井的方向进行发展。随之而来的问题就是井深增加,钻井液的液柱压力也会增加,从而导致井底岩石的强度增加,并且使得岩石由脆性向塑性转变。进而导致了机械钻速的降低,本文将这个点入手,研究液柱压力下的压实效应对岩石可钻性的影响,进而得出液柱压力下的压实效应对钻速的影响,得出钻速的影响规律,以便提高机械钻速。为了研究钻速的影响规律,本文主要从两个大的方面进行研究,一方面通过对牙轮微钻头钻速方程的研究及校正,剖析出钻速与钻压之间的关系,另一方面通过对不同饱和介质的岩芯进行可钻性实验,研究不同井底条件下的压实效应,进而研究压实效应是如何影响岩石可钻性的,间接的得出压实效应对钻速的影响。在对钻压-钻速之间关系研究的过程中,本文采用的是微可钻性实验法(使用微钻头进行可钻性试验)进行研究。试验过程中,改变钻压连续钻进。使用微可钻实验法变钻压连续钻进会带来通孔壁太薄、岩芯需求数量多、井底形状影响结果这三方面的问题。解决通孔壁太薄的方法是对牙轮微钻头的尺寸进行改进。解决岩芯需求数量多的问题采用的方法是将最短的钻进距离进行改进,并对改进的最短钻进距离进行试验验证。解决井底形状影响的方法是将井底的井底形状、大小对钻压-钻速曲线的影响考虑进来,对钻速曲线进行了优化。然后重新定义可钻性K为单位破碎能量(破碎功)破碎的岩石体积,建立初步的钻速方程。再采用实际数据拟合,得出真实的钻压-钻速方程。在压实效应对钻速的影响的研究中,先对不同井底条件下的压实效应进行研究,得出了三大压实效应。因为强度和塑脆性是影响岩石可钻性的因素,故通过对不同压实效应下的岩石进行抗压强度实验和应力-应变实验,得出压实效应对岩石的强度和塑脆性的影响,间接研究压实效应对岩石可钻性的影响。再对不同切削方式下的岩石可钻性极值进行研究,得出切削方式对压实方式的影响。最终得出压实效应对钻速的影响规律。通过上述钻压钻速方面的研究,得出钻压-钻速方程,为研究钻压和钻速之间的关系提供了有效的方法,通过液柱压力下的压实效应对岩石可钻性的影响的一系列研究,间接得出了液柱压力对钻速的影响,这些都为以后这方面的研究提供了一定的切入口和新的思路。
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