在微型机上用逐步回归方法求钻速方程

一、前言在岩心钻探工程中，机械钻速对于确定岩石的可钻性是一个重要的参数。我国岩心钻探岩石十二级分级表就是在生产现场进行大量实际标定后所制定出来的。以机械钻速为主要指标的岩石可钻性分级表。这种用现场实际生产效果来度量岩石可钻性的办法，在钻探生产发展过程中逐渐暴露出许多缺点。当前关于岩石可钻性研究的一种趋向是利用岩石多种物理力学性质指标来表示岩石的可钻性。尽管如此，机械钻速毕竟是一个同时受到技术条件、人为因素和岩石可钻性综合影响的复杂指标，它有直观反映     

古近系地层取心钻进速度影响因素初步分析

河北平原古近系地层主要发育有东营组、沙河街组和孔店组,其岩性以泥灰岩、泥岩、钙质泥岩、石膏泥岩和砂岩为主。影响取心钻探钻进速度的物理力学因素较多,本文主要以岩石密度、抗压强度和弹塑性为主进行了研究分析。研究得出岩石密度和抗压强度均随着地层深度的增加而增加,古近系东营组和沙河街组一段至三段岩石密度明显低于沙河街组四段和孔店组,钻进取心速度差异明显;古近系地层中的泥岩段由于粘土矿物成分占比增加造成岩石弹塑性增强,对钻进速度的影响比较明显;文中提出了古近系地层取心钻探过程中地层的可钻性级别及合理的钻头类型匹配。     

准噶尔盆地中部地区钻头优选技术应用研究

岩石可钻性是决定钻井效率的基本因素,反映了钻进时岩石破碎的难易程度,是合理选择钻进方式、钻头类型和设计钻进参数的依据。基于地层岩石可钻性的计算方法,结合实钻井的测井资料分析,建立了准噶尔盆地中部区块地层岩石可钻性剖面,并以此为依据推荐了适用于不同地层的钻头类型,现场应用结果表明,所用钻头具有很好的适用性,能够进一步提高准噶尔盆地中部地区的机械钻速,对于该地区的后续钻井钻头类型的选择具有重要的指导意义。     

金刚石钻进的岩石可钻性及其钻速预测

在钻探生产中,测定被勘探岩石的可钻性,用以制订生产劳动定额,正确选择钻头类型和工艺参数,从而优化钻进过程,改善技术经济指标,这显然是有很大实际意义的。当前,随着金刚石钻探技术的发展和管理工作的完善,加强岩石可钻性的研究,开展科学打钻是十分必要的。一、可钻性因素分析岩石可钻性是在一定的技术条件下反映岩石特性的综合指标,通常可钻性术语也可理解为钻进过程中岩石对钻头穿过时的抗阻能力的综合性能,可钻性也可以认为是在一定岩石和钻进方式条件下的实际或计划的钻速。岩石的可钻性与岩石的力学属性、钻头结构、孔底破     

基于PCA-LM-BP神经网络的岩石可钻性预测研究

预测岩石的可钻性等级能够为钻探工程项目的开展提供有效帮助,根据岩石的可钻性等级选择合理的工艺、方法、技术为项目提供技术支撑。本文考虑岩石在地下空间中受复杂环境因素影响,从地球物理勘探数据、岩石的力学性质和物理性质中选择5种影响岩石可钻性的等级因素,用主成分分析法（PCA）解释每种影响因素之间的相关性及贡献率,消除5种影响因素之间的相关性,选择相关性低的3个主成分代替数据样本进行预测评价。编写LM-BP算法,合理设置预测模型参数值,以主成分分析后的数据样本作为基础,建立岩石可钻性等级预测模型,对预测结果与室内实验法的实测结果进行分析对比,经分析得知,PCA-LM-BP预测模型在岩石可钻性等级预测中,具有预测精准度高、预测时间短的特点,可被应用于钻探工程中的岩石可钻性分析。     

确定地层可钻级别及台月效率的探讨

钻探工程中有关技术指标确定的最基本的问题是合理地确定所钻地层的岩石可钻性级别及分级效率指标。一旦对矿区岩石可钻性级别给予确定,则可根据施工中地质技术要求,即采用的工艺方法及有关施工技术条件查得该岩石级别对应的其它经济技术指标,进而做好整体工程的生产计划、施工组织、经费预算等项工作。众所周知,一个矿区或一个钻孔的地层为单岩性岩石和单级别岩石的情况是非常罕见的,地层总是由不同性质的多个岩矿层组     

用模拟法进行岩石可钻性试验

岩石可钻性分级工作是岩心钻探生产计划与定额管理工作的重要基础,也是合理选用钻进方法与钻进工艺的主要依据。是生产中比学赶帮的必不可少的指标。长期以来,人们曾不断研究着岩石可钻性的分级方法,到目前止,已有的方法可以概括为以下五大类:     

岩石可钻性多因素分级

研究岩石可钻性是为了制定生产定额，衡量钻探工作的技术经济效果以及为钻探设备、钻头、钻具的设计提供设计基础数据。1958年我国颁布了适合于硬质合金钻进和钻粒钻进的岩石可钻性十二级分级表。随着金刚石钻探的全面推广，这一分级表越来越不能适应需要。1984年地矿部探矿工程装备工业公司颁布了《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》（试行），标     

玉门青西油田岩石可钻性变化规律的探讨

针对玉门青西油田岩石可钻性差，给钻井工程带来很大难度的情况下，为提高钻井速度，降低钻井周期，对已钻井的岩心进行室内岩石可钻性测定并对测井资料进行了岩石可钻性解释、处理和分析，建立了纵向地层岩石可钻性剖面，找出青西地区地层可钻性的横向变化规律。     

SDY-1型微钻试验机

微钻机是一种用小尺寸钻头进行模拟钻进的钻机，是进行岩石破碎和可钻性研究的必要手段。1984年地矿部频布的《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》（试行）中将微钻指标列为岩石可钻性分级的指标之一，因此微钻机就成为岩石可钻性分级的主要设备之一。由于微钻要求稳定的钻压和转速，且要求将较短时间内的钻进参数和钻进指标准确无误地记录下来，因此微钻机必须能稳定加压并正确测试各钻进参数和钻进指标。我们在完成岩石可钻性分级研究课题的过程中，研制了较为适用的SDY-1型微钻机，用其钻进了400余块岩样。现将该微钻机简要介绍如下。     

青海野马泉矿区地层破碎程度评价及钻井液体系研究

为了评价和分析青海野马泉矿区地层的破碎情况,提出了破碎比表面、破碎块度、岩石空隙率、岩石崩解率、岩石完整性系数、岩石抗压强度6个破碎程度的评价指标,运用模糊数学评价体系并结合岩石破碎程度指标建立了破碎地层的分类标准,结合野马泉矿区钻探现场,将破碎地层分为了5类。对于破碎地层研究出具有针对性的钻井液体系。     

围山城金银矿深部及外围普查大斜度钻孔钻探技术

在自然造斜地层钻进过程中,弯曲度偏差超标是影响钻孔质量的重要因素。河南桐柏县围山城金银矿深部及外围普查区内岩石可钻性级别低,钻速可达3~5 m/h。但由于岩层倾角大,软硬互层多,钻进中极易出现钻孔弯曲度超标现象,极大影响了钻孔质量,严重时易造成钻孔报废。为此,在分析区域地质特征的基础上,经过改进钻进工艺,提高了大斜度钻孔的钻探效率和质量,对于类似钻探工程有一定的参考价值。     

元坝区块提高钻井速度技术方案探析

在总结分析前期钻井经验的基础上,从地质因素、钻井复杂情况、岩石可钻性、地层温度、钻井液密度、井身结构等方面分析了目前影响元坝区块深井钻井速度提高的因素。指出井身结构层次有限,不能完全有效封隔不同压力体系的地层以及须家河组地层可钻性差、埋深较深、段长,不能利用空气钻进行钻进是影响机械钻速的2个最重要原因。提出了气体钻井方案、钻头选型方案、进口动力钻具配合高效钻头钻须家河地层方案,以及采用特种井眼尺寸井身结构方案,为元坝区块深井钻井提供技术支持。     

长沙盆地红层岩石地层可钻性研究及应用

中深层地热能是一种储量丰富、分布较广、稳定可靠可再生能源,具有绿色低碳、清洁环保、安全优质、供能持续稳定等特点,在碳达峰碳中和实施路径中发挥着重要的作用。结合长沙盆地一个工程案例,采用岩石压入硬度计、电动应力式直剪仪和偏光显微镜分别对岩石样品的压入硬度、单轴抗压强度和岩性特性进行测试,从岩石的胶结物质、矿物颗粒、层理发育程度等方面对岩层可钻性的影响进行了分析研究,构建了该套地层的岩性可钻性等级,并对钻头的优选提出了建议,对本地区和类似地区的钻探工程具有一定的借鉴意义。     

山西五台县东腰庄金矿勘探钻探施工工艺研究与应用

在山西五台东腰庄地区金矿勘探钻孔施工中,钻遇地层复杂,地层研磨性强、可钻性级别高,钻进效率低。斜孔钻进受地层产状影响,钻孔偏斜率易超差。项目对钻孔质量要求非常高,特别是对岩芯采取率、孔斜度等指标要求更为严格。通过52个钻孔钻探任务的实例分析研究,总结出了一套有效的斜孔钻探工艺和技术。     

科研成果

煤系地层钻探岩石可钻性分级方法的研究由中国矿业大学承担的该项目既是一个基础理论,以研究岩石本身固有的性质及其钻探破碎机理的联系,又可当作一种“标准”用于生产管理,评价技术成果的一个尺度,是一个经济技术问题。该研究内容复杂,牵扯面广,研究难度大,但经过三年的研究取得了以下的成果:     

“苏联伊尔库斯克地质局采用金刚石钻进的经验”

伊尔库斯克地质局,每年须在较难通行的森林地区完成很大的钻探工作量。这些地区的地层主要是可钻性VIII-XI级的变质岩和喷出岩(云母片岩、片麻岩、矽嘎岩、伟晶岩、脉状石英及其他)。变质岩主要是磨擦性岩石,喷出岩主要是弱磨擦性岩石。     

利用弹性波传播速度对岩石进行可钻性分级的探讨

目前，在地质钻探工作中有的根据莫氏硬度，有的利用摆球硬度结合岩石的实际情况进行分级。影响实际可钻性的因素很多，因此，很难避免级别划分上的不一致。制定一个简单且比较合理的，可以定量或最少可以准定量的岩石可钻性分级方法，是我们地质工作者的一项重要任务，也是当务之急。     

红河油田地层可钻性研究与钻头优选

红河油田水平井钻头适应性差、起下钻频繁,导致机械钻速低和钻井周期长,严重制约了钻井提速提效。通过对红河油田地层岩心进行室内可钻性实验,建立了该地区岩石可钻性与声波测井相关性数学模型,从而确定了岩石可钻性级值剖面。实验及计算结果表明,红河油田地层可钻性级别为3~6级,上部属于软地层,下部属于中硬地层。基于地层可钻性优选了PDC钻头,经现场试验与应用,平均单只钻头进尺、机械钻速大幅提高,大大缩短了钻井周期,达到了水平井钻井提速提效的目的。     

岩石可钻性分形法的检验与评价

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。利用分形几何理论,研究了钻井过程中岩石破碎机理及形成过程,提出了一种以井底返出的岩屑为对象的岩石可钻性测试方法。室内实验表明:微钻头岩石可钻性级值和岩石压入硬度值与破碎岩屑分形维数存在明显的相关性,由此制定了一个基于岩屑粒度分布分形维数表示的岩石可钻性预测指标。经现场实验检验,分形法确定岩石可钻性级值具有很高的精度。这表明钻井过程中上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度,可以用分形维数衡量岩石可钻性大小。