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优选钻进参数方法研究及应用摘要：在钻井作业中,如何利用好钻头对整个钻井作业是至关重要的，这是建立在对地层岩性有科学了解、钻头选型正确，而后科学地进行各种参数设计和应用的基础上的。
而对于钻进参数的设计以及在作业中根据钻头不同使用时期进行参数优化是经济有效地使用钻头的关键。
本文主要工作是在以往的优选钻进参数的方法上进行改进，使之能随钻头不同工作时期合理选择钻进参数，并且编制了相应的软件，经过现场应用，效果十分明显。
关键词：钻进参数优化软件钻井设计钻压1.优选钻进参数的意义钻井作业中，在根据地层特性选定了钻头后面临着如何用好钻头，达到最佳的使用效果；即综合考虑钻头的工作性能和使用井段的岩石特点等，合理选择水力参数、钻进参数和钻井液流变参数。
水力参数设计主要包括对排量、泵压、喷嘴、喷射速度、钻头水功率及冲击力等参数进行设计，以求获得最大钻头进尺和最低成本；钻井液参数设计选择主要指选择适当的钻井液类型及相关的性能参数，以求达到稳定井壁、高效携带岩屑的效果。
水力参数设计和钻井液参数设计都不是本文讨论的重点，本文着重讨论钻进参数设计，即优选钻压和转速。
优选钻压和转速就是既要有效破碎地层，又要兼顾钻压和转速对钻头牙齿和轴承的影响，使钻头具有较长的工作寿命。
一般说来，对于硬地层，必须施加较高的钻压才能破坏岩石的抗压强度，而对转速的敏感程度较低，宜采用低转速和高钻压相配合。
对于中硬地层，适当增加钻压和降低转速度可使钻头有效吃入地层，转速对提高钻速有影响，宜采用中等转速和高钻压；对于软地层，钻压加得过大钻头吃入地层过深，钻速反而不高甚至下降，转速对钻速的影响较大，因而采用低转速和高钻压相结合。
如果使用的是密封滑动轴承的牙轮钻头，考虑到轴承的承受能力，厂家给出了W N值(钻压和转速的乘积)，供使用时参考。
如果钻压选择不当，容易造成钻头牙齿的损坏(折断、碎裂、脱落)。
主要原因是牙齿受到“冲击”，而冲击载荷与所加的钻压成正比，与岩石硬度、牙轮的线速度等有关。
石油行业钻井技术手册第一章介绍石油行业钻井技术手册是为了指导钻井工程师和技术人员在石油行业开展钻井作业而编写的。
本手册详细阐述了钻井技术的原理、方法和操作流程，旨在提高钻井作业的效率和安全性。
第二章钻井勘探2.1 钻探目的钻井勘探是为了确定石油储量和矿藏质量，选择适宜的钻井点位和设计方案。
通过岩心取样和地层记录分析，可以评估油气资源的价值和开采潜力。
2.2 钻井点位选择钻井点位的选择是基于地质勘探和地层分析的结果，考虑到地下结构、资源分布以及环境因素。
综合地质勘探资料，确定最佳的钻井点位，以最大限度地提高勘探成功率。
2.3 预测井眼路径预测井眼路径是为了确定钻探井段的方向和造斜角度，以适应地下结构和实现最佳的石油开采效果。
通过地质勘探和地质力学分析，结合控制井斜的工具和技术，进行井眼路径的预测和规划。
第三章钻井装备3.1 钻井机械钻井机械是实施钻井作业的重要设备，包括钻机、钻杆、钻头、钻井液循环系统等。
合理选择和使用钻井机械，可以提高钻井效率和降低成本，同时保证作业安全。
3.2 钻井液体系钻井液体系是为了满足钻井作业的技术要求，包括平衡地层压力、冷却钻头、运输钻屑和控制井壁稳定等。
不同的地层和井型需要选择合适的钻井液类型和配方，以保证作业的顺利进行。
3.3 钻井管柱和下套管钻井管柱和下套管是连接钻机和钻头的关键部件，用于传递回转和下压力，支撑井壁和保持井眼稳定。
选择合适的钻井管柱和下套管，可以提高强度和耐腐蚀性，确保钻井作业的质量和安全。
第四章钻井操作流程4.1 钻头下套管操作钻头下套管操作是钻井作业的重要环节，主要包括套管下套、套管固井和套管测试等。
通过合理的套管操作，可以确保井壁稳定和井眼质量，提高钻井作业的成功率。
4.2 钻井液循环操作钻井液循环操作是为了冷却钻头、运输钻屑和控制井壁稳定，主要包括钻井液循环系统的建立和操作控制。
合理的钻井液循环操作可以提高钻井作业效率和安全性。
4.3 钻井井眼质量控制钻井井眼质量控制是为了确保井眼的规范和质量，主要包括井眼壁稳定、井眼直径控制和钻探井眼质量评估等。
第一章 钻井的工程地质条件2.简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。
答：异常高压的形成是多种因素综合作用的结果，对于沉积岩地层的异常高压，目前世界上公认的成因是由于沉积物快速沉降，压实不均匀造成的。
在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就破坏。
如沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒与颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。
由于上覆岩层继续沉积，负荷增加，而下面基岩的支撑能力没增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应的岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致了异常高压。
3.简述在正常压实的地层中岩石的密度、强度、孔隙度、声波时差和d c 指数随井深变化的规律。
答：在正常压实的地层中岩石的密度随井深的增加而增加；强度随井深的增加而增加；孔隙度随井深的增加而减小；声波时差随井深的增加而减小；d c 指数随井深的增加而增大。
5.某井井深2000m ，地层压力25MPa ，求地层压力当量密度。
解： ()()0.00981250.009812000 1.276h h P H ρ==⨯=(g/cm 3)答：地层压力当量密度是1.276 g/cm 36.某井垂深2500m ，井内钻井液密度为1.18 g/cm 3，若地层压力为27.5MPa ，求井底压差。
解：()27.52500 1.180.0098127.5 1.44b h P P P gh MPa ρ∆=-=-=⨯⨯-=答：井底压差是1.44MPa 。
7.某井井深3200m ，产层压力为23.1MPa ，求产层的地层压力梯度。
解： ()23.132000.0072/h h G P H MPa m ===答：产层的地层压力梯度0.0072MPa/m 。
9.岩石硬度与抗压强度有何区别？答：岩石硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能力。
10.岩石的塑性系数是怎么样定义的吗？简述脆性、塑脆性和塑性岩石在压入破碎时的特性。
第四章钻进参数优选1．某井用直径φ200mm24l型钻头钻进，钻压W＝196kN,转速n=70r/min,井底净化条件较好，钻头工作14h以后起钻，已知Af=2.33×10-3。
求牙齿磨损量hf。
答：2．某井用直径φ200mm21l型钻头钻进，钻压W＝196kN,转速n=80r/min,钻头工作14h以后起钻，轴承磨损到B6级，求轴承工作系数b。
答：3．已知某井五点法钻进试验的结果如下表所示：求该地区的门限钻压M和转速指数。
答：4．某井使用215.9mm钻头钻进，喷嘴流量系数C＝0.96，井内钻井液密度为1.42g/cm3,排量为16L／s。
若要求井底比水功率为0.418kW/cm2,且三个喷嘴中拟采用一个直径为9mm,另两个为等径。
试求另两个喷嘴的直径，并计算射流水力参数和钻头水力参数。
答：5．某井钻进215.9mm井眼，使用127mm内平钻杆（内径108.6mm）,177.8mm钻铤（内径71.4mm）100m。
测得钻井液性能ρd=1.2g/cm3, PV =0.022Pa·s,Pg=0.34MPa,Q=22L/s。
试求m、a值及井深2000m时循环系统的压力损耗。
答：6．条件同题5，求允许泵压分别为17.3MPa时钻头所可能获得的压降及相应的喷嘴当量直径（喷嘴流量系统C＝0.96）和射流水力参数。
答：7．已知某井用215.9mm钻头钻进，井眼扩大处井径310mm,钻杆外径127mm,排量21L/s。
钻井液密度1.16g/cm3,其范氏粘度计600、300r/min的读数分别为65、39。
岩屑密度2.52g/cm3，平均粒径6mm。
试校核岩屑举升效率。
答：8．某井采用215.9mm钻头钻进（喷嘴流量系数C＝0.98），177.8钻铤（内径71.4mm）120m,所用钻杆为127mm内平钻杆（内径108.6mm）。
井队配备有两台NB－1000钻井泵，根据经验，对整个循环系统而言，地面泵压以不超过18MPa较合适；Kg取值1.07×10-３MPa·s1.8。
钻井工程知到章节测试答案智慧树2023年最新中国石油大学（华东）绪论单元测试1.一口井的基本工艺过程依次分为钻前工程、钻进工程、完井工程。
参考答案:对2.钻前工程主要包括修公路、平井场、钻井设备搬运及安装、井口准备等参考答案:对3.钻进工程包括钻进、洗井、接单根、起下钻、换钻头等参考答案:对4.钻进是指钻头破碎岩石、加深井眼的过程。
参考答案:对5.一般情况下，一口井的钻进过程只有一次开钻。
参考答案:错6.在已打好的井眼中下入套管，并在井壁和套管间注入水泥浆，将套管和地层固结成一体的工艺过程称为固井。
参考答案:对7.完井是指油井完成前的各项工作，包括钻开生产层、确定油气层和井眼的连通方式、安装井底井口装置等。
参考答案:对8.探井是为探明地质情况、获取地下油气资源分布及相应性质等方面资料而钻的井。
参考答案:对9.为了在地下岩层中钻出所要求的孔眼而采用的钻孔方法称为钻井方法。
参考答案:对10.以勘探开发石油天然气资源及获取地下信息为目的，在地层中钻出的具有—定深度的圆柱形孔眼称为油气井。
参考答案:对第一章测试1.井内液柱压力与孔隙压力之差越大，岩石强度越大，塑性越大。
参考答案:对2.通常情况下，基岩应力等于上覆岩层压力与地层孔隙压力之差。
参考答案:对3.有效应力（外压与内压之差）越大，岩石强度越小，塑性越大。
参考答案:错4.地应力水平越高，岩石的塑性越小，强度越低。
参考答案:错5.同种岩石的强度一般随埋藏深度的增加而增大。
参考答案:对6.砂岩和粉砂岩的硬度主要取决于矿物成分和胶结物类型。
参考答案:对7.岩石结构、井眼周围岩石的应力状态、钻井液性质均影响岩石力学性质。
参考答案:对8.岩石强度与岩石的内聚力和岩石颗粒间的内摩擦力无关。
参考答案:错9.岩石可钻性可理解为岩石破碎的难易性，反映岩石抵抗钻头破碎的能力。
参考答案:对10.根据塑性系数大小将岩石分为三类：脆性岩石、脆塑性岩石、塑性岩石。
参考答案:对11.塑性系数是表征岩石塑性和脆性大小的参数。
