岩石可钻性的测定

利用钻井资料实时监测岩石的可钻性发表时间：2010-08-12T15:16:11.670Z 来源：《西部科教论坛》2010年第6期供稿作者：郑明明1 鲍挺1 高晓星1 张思渊1 [导读] 岩石可钻性是优选钻头，制定生产定额以及降低钻井成本的基础。

因此，可靠你、快速、低成本地预测。

郑明明1 鲍挺1 高晓星1 张思渊1（1.中国地质大学(武汉)工程学院，湖北，武汉，430074）摘要：岩石可钻性是优选钻头，制定生产定额以及降低钻井成本的基础。

因此，可靠你、快速、低成本地预测。

岩石可钻性显得尤其重要。

文章在分析现有岩石可钻性预测方法的基础上，探讨了岩石可钻性与测井参数间的关系，开展了利用测井资料和实钻井录井资料相结合实时监测岩石可钻性的方法研究，方法更加全面科学，通过对井底钻井液密度的实时监测等措施提高了计算岩石可钻性的精确度。

结果表明，利用测井资料及其导出资料和实钻井录井资料结合计算岩石的可钻性，可以快速实时地在现场计算分析出岩石的可钻性级数，提高了工作效率，对工程施工具有重要意义。

关键词：岩石可钻性；钻井资料；钻井液密度；实时监测岩石可钻性指标是钻井工程中必需的一个基本数据，它在钻井工程中有重要的应用价值，如指导钻头选型、用于钻头参数优选、预测钻速、制定生产定额等，因此，岩石可钻性的表示及测定是钻井工程中的一项基础性工作。

归纳总结得出获取岩石可钻性的方法主要有微钻头钻进法、D 指数法和利用测井参数预测岩石可钻性的3大类方法。

微钻头钻进法和D指数法在预测岩石可钻性上虽有一定的效果和经济意义，但其都存在一定的缺点。

但现有的预测地层岩石可钻性的方法，因受主客观条件的限制，都存在以下问题：①难以全面反映岩石在地下所处的高温高压环境的影响；②难以全面反映非均质地层岩石性质的变化；③在井下岩性变化大的区域，室内测定数据对钻井指导意义不大，测定得到的数据可能对钻井缺乏可对比性i④受岩心资料和经费的限制，难以建立连续剖面；⑤要想掌握某地区岩石性质要重新进行测定，需投人大量的资金、时间及巨大的工作量。

岩石的可钻性分级与技术参数岩石的可钻性，是指钻进时岩石抵抗压力和破碎的能力；也表示进尺效率的高低。

因此，岩石的可钻性是岩石各种特性的综合，是衡量岩石钻进难易程度的主要指标。

一般用单位时间的进尺数来表示可钻性的高低。

按照这个分级方法，常把岩石的可钻性，划分为十二个等级。

由于各种岩石具有不同的物理力学性质,对钻进速度有不同的影响。

在实际钻进过程中，在一定的技术条件下，测定出的各种岩石的钻进速度，通称为岩石的可钻性，也就是岩石被钻头破碎的难易程度。

岩心钻探时岩石的可钻性分级如下：一级：松散土、松软疏散的---代表性岩石为：次生黄土、次生红土、松软不含碎石及角砾的砂土、硅藻土、不含植物根的泥炭质腐殖层。

（可钻性：7.50 m/h，一次提钻长度：2.80 m/次）二级：较软松散岩、较松软疏散的---代表性岩石为：黄土层、红土层、松软的泥炭层、含10%-20%砾石、碎石的黏土质和砂土质、松软的高岭土类、含植物根的腐殖层。

（可钻性：4.00 m/h，一次提钻长度：2.40 m/次）三级：软岩、软的---代表性岩石为：强风化页岩、板岩、千枚岩和片岩，轻微胶结的砂层，含20%砾石、碎石的砂土，含20%礓结石的黄土层，石膏质土层，泥灰岩，滑石片岩、贝壳石灰岩、褐煤、烟煤。

（可钻性：2.45 m/h，一次提钻长度：2.00 m/次）四级：稍软岩、稍软的---代表性岩石为：页岩、砂质页岩、油页岩、炭质页岩、钙质页岩、砂页岩互层，较致密的泥灰岩、泥质砂岩。

块状石灰岩、白云岩、强风化的橄榄岩、纯橄榄岩、蛇纹岩和磷灰岩、中等硬度煤层、岩盐、结晶石膏、高岭土层、火山泥灰岩、冻结的含水砂层。

（可钻性：1.60 m/h，一次提钻长度：1.70 m/次）五级：稍硬岩、稍硬的---代表性岩石为：卵石、碎石及砾石层、崩级层、泥质板岩，绢云母绿泥石板岩、千枚岩和片岩、细粒结晶灰岩、大理石、较松软的砂岩、蛇纹岩、纯橄榄岩、风化的角闪石斑岩和粗面岩、硬烟煤、无烟煤、冻结的粗粒砂、砾层、冻土层。

岩石可钻性研究摘要:为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出更加精确的观测。

本文对岩石力学参数和可钻性级值通过多元回归的方法得出了围压下岩石可钻性级值的相关模型,通过该模型,可以更准确的预测地层岩石可钻性。

关键词:钻井岩石可钻性级值岩石力学性质1 引言岩石可钻性的概念是在生产实践中形成,用以说明破碎岩石的工具与岩石之间的关系。

现代的岩石可钻性概念有以下几种提法[1]:(1)所谓岩石的可钻性,是指在一定技术条件下钻进岩石的难易程度;(2)可钻性可理解为钻井过程中岩石抗破碎强度的程度,它表征岩石破碎的难易程度;(3)岩石坚固性的钻孔方面的表现称为可钻性。

2 岩石可钻性及力学参数实验2.1 牙轮钻头与PDC岩石可钻性的关系对于岩石可钻性来讲,牙轮钻头的岩石可钻性同PDC钻头的岩石可钻性所反映的都是破岩工具破碎岩石的难易程度,所不同的只是使用的破岩工具不同而已,破岩方式及对不同地层的破岩速度也不同,但是牙轮钻头和PDC钻头的可钻性二者是紧密相连的,牙轮钻头可钻性级值高的地层,用PDC进行钻进可钻性级值同样高,根据实验结果对二者进行回归分析得到相关模型如下[2]:式中:KPDC为PDC钻头岩石可钻性级值;KD为牙轮钻头可钻性级值。

该式的相关系数为0.90。

从相关性模型中可以知道,二者的相关性很强,因此在后面的的研究中只研究牙轮钻头的可钻性,PDC钻头的可钻性与牙轮钻头相似。

2.2 岩石可钻性级值(微钻速/与岩石抗压强度的关系)(如表1)将表1中的岩石可钻性级值与抗压强度进行统计回归分析,可得到用抗压强度表示岩石可钻性级值,回归方程为:式中Kd为可钻性级值,бc为抗压强度(mPa),Vm为微钻速(m/H)式(1)的相关因数为:0.824,式(2)的相关系数为0.726(如图1图2)2.3 岩石可钻性级值与岩石力学参数的关系岩石可钻性级值与岩石物理性质的单元回归分析表明,可钻性和岩石抗压强度和硬度的关系较密切,而与朔性系数关系较差,即硬度和抗压强度是可钻性的综合反应,以下是把岩石的多种力学性质参数(其中包括岩石的抗压强度、硬度、泊松比、朔性系数、杨氏模量)通过多元逐步回归分析得到相关性模型[3、4、5]:式中Kd为牙轮钻头可钻性;бC为岩石抗压强度;Py为岩石硬度;E为杨氏模量;μ为泊松比;k为朔性系数。

中国石油大学（岩石可钻性的测定）实验报告实验日期： 2014.10.21 成绩：班级： 石工11-11 学号：11021525 姓名： 徐银亮 教师： 郭辛阳 同组者： 夏平 张栋 杜顺明 刘磊岩石可钻性的测定一、实验目的1、了解岩石的可钻性；2、掌握岩石可钻性的测量方法。

二、实验原理1、实验设备实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图1所示。

设备的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。

2、测量原理使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC 钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N±20N ，PDC 钻头为500N±10N ）和转速（55r/min±1r/min ）在岩样上钻三个特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm ，PDC 钻头为3mm ），取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时（d t ），对d t 取以2为底的对数值作为该岩样的可钻性级值d K ，计算公式如下所示：t K d 2l o g求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1所示）进行定级。

测量原理详见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。

三、实验步骤1、试样用石油钻井所取井下岩心或地面采的岩石，岩样制备成圆柱体（直径40-100mm ，高度30-80mm ）或长方体（长宽各100mm ，高度20-100mm ），端面平行度公差值≦0.2mm ，试验前将试样放在温度设定为105-110℃的干燥箱内烘烤24小时；2、将手轮上移至最上端，取下岩心支架、钻头和接屑盘并清扫干净；3、装上接屑盘，将所选的微型钻头安装在花键轴上端（注意：钻头上键槽应对准花键轴上端的键！），安装好钻头后，将岩心支架回归原位；4、关闭所有钻井模式（牙轮模式和PDC 模式），打开总电源 ，打开相应钻进模式开关（牙轮模式或PDC 模式，开关如图2所示），打开电机调速器上的电机开关，开动电机，调电机至规定转速55转/分（注意：教师进行此项调速操作，学生请不要调电机转速，避免产生危险！），然后关闭电机开关；5、选择好相应的钻压砝码（牙轮钻头用两个砝码，PDC 钻头只用一个下部大砝码），放在砝码支架上；6、将准备好的试样放在岩心支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻头高出岩心支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉液压系统压力（注意：要确保岩样的钻井面一定为平面！）。

第19卷第2期超硬材料工程V o l . 192007年4月SU PERHA RD M A T ER I AL EN G I N EER I N GA p r . 2007岩石可钻性分级的讨论及可钻性精确测量①鲁凡(中南大学, 湖南长沙410007摘要:文章认为, 其不能同时满足标准化与模拟性的要求, 因而推荐使用, 用以确定岩石的可钻性。

文章通过一些实际应用, , , 又有稳定性的比较标准。

关键词:金刚石钻头; ; :A :1673-1433(2007 02-0024-06Cla ssif ica tion and prec ise m ea surem en t of dr ill i ng character of rockLU Fan(Central S ou th U niversity , Chang sha , H unan 410007, Ch inaAbstract :T he reason fo r the failu re of i m p roving the classificati on p recisi on of rock’sdrilling character in diam ond drilling p rocess at p resen t lies in that the m easu rem en t cou ldn’tsatisfy the requ irem en t of standardizati on and si m u lati on si m u ltaneou sly . T here 2fo re standard rock sam p le com p arison m ethod in diam ond saw cu ttingand m icro diam ond com p arison m ethod are recomm ended to confir m the drilling character of rock in the pa 2per . Som e actual app licati on cases have testified the au tho r’sconclu si on that the m ethod no t on ly show s ideal i m itati on effect bu t the com parison standard is also stab le .Keywords :diam ond b it ; rock ; drilling ; drilling character classificati on ; m easu rem en t1岩石可钻性分级研究概况近几十年来, 国内外对岩石可钻性研究的进展都不大, 很难精确评价钻头的选择与设计是否正确。