探析主客观因素对钻井成本的影响

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在影响钻井经济效益诸多因素中，直接与钻井过程有关的因素分为两大类：一类是地质条件、岩层性质和钻井速度等不能任意改变的客观因素；一类是钻头类型、泥浆性能、钻压和转速等可由人们选定的可调变量。

1地质条件、岩层性质对钻井成本的影响在钻井过程中地质条件、岩层性质影响钻井速度与钻头尺寸，使钻井过程中容易出现井漏、井喷、卡钻等复杂情况；钻井液受到污染，性能变坏，井径不规则，进而影响到测井固井。

1.1粘土岩层。泥岩和页岩一般较软，钻速快，但容易产生钻头泥包。这种底层极易吸收钻井液中的自由水而膨胀，导致井径缩小，随着侵泡的时间延长，井壁会产生塌垮现象，井径扩大。

1.2砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层，在井壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。另外滤饼对测井也有影响，所以必须使用优质的钻井液。

1.3砾岩层。在砾岩层中钻井易发生跳钻，憋钻和井壁垮塌。

1.4当地层软硬交错时易发生井斜，地层倾角较大时也容易发生井斜。

2钻头类型、泥浆性能、钻压和转速对钻井成本的影响因为在可调变量中，一旦钻井设备确定，则相应的钻头类型也就固定下来下面我们研究钻压与转速和泥浆性能对钻井成本的影响。所谓钻压是指钻头与地层之间的压力，转速是指钻杆的旋转速度也是转盘的转速。钻压、转速是直接作用于井底藉以破碎岩石的的基本参数。近十年来，国外在这方面进行了相当广泛深入的研究，并取得了比较满意的结果。由于钻压、转速是通过钻头破碎岩石的，他们的作用不仅对钻井速度有影响，同时也会影响钻头的磨损速度和工作寿命。因此在优选钻压，转速是，必须综合考虑这两方面的影响，确定合理的最优配合。

2.1钻压、转速对转速的影响研究方法是在现场直接进行转速实验，严格控制其它参数不变，单独分别测定钻压或转速对钻速的影响。

2.1.1在油田作钻井实验的典型拟合曲线。其它钻井参数保持不变的情况下，钻压与钻速的关系，最初因钻压很小，岩屑量小，井底净化充分，钻速与钻压平方成正比，继续增加钻压，岩屑量相应增多，但水力参数不变，井底净化条件逐渐变差，钻速增长率逐渐下降几乎与钻压成线性关系，此后再曾加钻压，井底净化条件将严重恶化，钻速增长更慢，而且可能不在增加。钻井实践证明，在目前通用的钻压范围内，钻压通常与钻速成线性关系，钻压较小时，钻速增长率虽然比较高，但因钻压低，一般都不采用：钻压超过一定值后，井底净化条件难以改善，钻头磨损也会加剧，限制了钻速的进一步加大。

2.1.2在钻压和其它钻井参数都不改变的条件下，转盘转速与钻进关系。我们发现，在软地层也就是井底净化充分的情况下，钻速与转速成正比；当地层变硬钻速与转速不在成正比，这是因为转速快，单位时间内钻齿对岩石的冲击数多，钻速加快，但却缩短了钻齿与地层的接触时间，当时间低于岩石破碎所需的时间，钻齿不能吃入，破岩效率便会显著下降。

2.2钻压、转速对钻头磨损的影响钻头磨损包括两方面：钻头牙齿的磨损和钻头轴承的磨损。所以从上述两方面入手来分析钻压、转速对钻头的磨损的影响。

2.2.1钻压、转速对钻头牙齿磨损速度的影响钻头牙齿的磨损速度可以用单位时间内齿高磨损量的的微商表示。它与钻压和转速单位时间内齿高磨损量的微商。对某种型号的钻头，随着钻压的升高，牙齿磨损速度加快，当达到一定钻压值时，牙齿的磨损速度达到无限大，也就是说钻压为该种钻头的极限钻压。牙齿的磨损速度随着转速的升高而加剧，而且地层越硬，牙齿磨损加剧的越快。

2.2.2钻压、转速对钻头轴承磨损度的影响在某些岩磨性较低的岩层内，或用牙齿耐磨性很高的镶齿牙轮钻头时，钻头牙齿往往磨损速度来确定根据学者的研究钻压、转速与轴承磨损度之间的关系式为式中B是轴承磨损量，由轴承磨损分级标准确定，具体值可查阅相关表格。b是轴承工作系数，它与钻头类型及泥浆性能有关，应由实际资料确定。由上式可以看出，在压力P固定时与转速n成正比。

2.3泥浆性能对钻井成本的影响在对钻井钻井质量要求日趋提高的现代钻井工艺中，泥浆的性能直接影响钻井质量和钻井成本，随着钻井难度的逐渐增大，该项技术在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。钻井泥浆最基本的功用主要有以下几点：

2.3.1携带和悬浮岩屑。钻井泥浆首要和最基本的功用，就是通过其本身的循环，将井底被钻头破碎的岩屑携至地面，以保持井眼清洁，使起下钻畅通无阻，并保证钻头在井底始终接触和破碎新地层，不造成重复切削，保持安全快速钻进。在接单根、起下钻或因故停止循环时，又将井内的钻屑悬浮在泥浆中，使钻屑不会很快下沉，防止沉砂卡钻等情况的发生。

2.3.2稳定井壁和平衡地层压力。井壁稳定、井眼规则是实现安全、优质、快速钻井的基本条件。性能良好的钻井泥浆应能借助于液相的滤失作用，在井壁上形成一层薄而韧的泥饼，以稳固已钻开的地层并阻止液相侵入地层，减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。

3结束语

随着钻机技术的发展，以信息化、智能化为特点的导向和井下闭环钻井技术将得到进一步发展，使钻井技术步入自动化钻井阶段；国际石油界将进一步扩大井下闭环钻井技术在水平井、大位移井、多分支井、连续油管钻井和欠平衡压力钻井中应用，并完善配套这些技术，以大幅度提高油气采收率；原井再钻技术，将在已开采油气井中以重新加深、侧钻或钻多分支井等方式，开采地下剩余油气，提高油气采收率；采用以信息化、智能化为特点的上述新钻井技术可望从根本上解决目前存在的部分难以开采的特殊油气藏，如高含水油藏、低渗透油气藏、稠油藏和薄油层的开采问题。也会显著提高深探井、超深探井的勘探成功率。这些都能使钻井过程中的成本有所降低。