Данные об использовании сверл

1. Литология пласта

Литология и твердость пласта различны, и механизм дробления горных пород различен, что приводит к отказу бурового долота в разных формах. Были измерены физические и механические свойства горных пород общей литологии пласта при бурении на различных нефтяных месторождениях в моей стране. Согласно литологии пласта, собранной на месте, и записи времени бурения каждого метра литологии анализируются твердость, пластичность, хрупкость, абразивность и буримость горной породы пласта, а выбор и использование бурового долота подтверждаются как разумные путем сравнения формы отказа бурового долота.

2. Положение сечения скважины

Механические свойства горных пород в разных положениях в земной коре сильно различаются. Глубоко залегающие породы находятся в состоянии разнонаправленного сжимающего напряжения, что уменьшает поры породы и увеличивает прочность. Верхняя часть скважины обычно имеет рыхлую цементацию и мягкие породы, высокую скорость бурового долота и низкое давление бурения. Нижняя часть скважины обычно имеет твердые породы и высокую абразивность, низкую скорость бурового долота, высокое давление бурения и длительный срок службы. Согласно собранному местоположению сечения скважины и записи времени бурения каждого метра литологии, анализируются характеристики твердости, пластичности, хрупкости, абразивности и буримости породы пласта, а также сравнивается режим отказа бурового долота, чтобы подтвердить, являются ли выбор и использование бурового долота обоснованными.

3. Структура ствола скважины

Различные структуры ствола скважины предъявляют особые требования к размеру, модели и использованию бурового долота. Например, отклоняющее буровое долото, как правило, должно иметь подрезные зубья или конструкцию защиты диаметра, а использование требует высокой скорости и низкого давления бурения. Соберите информацию о структуре ствола скважины и выборе бурового долота, параметрах использования и т. д. и подтвердите, являются ли выбор и использование бурового долота обоснованными в соответствии с режимом отказа бурового долота.

4. Параметры бурения

Определение давления и скорости бурения не только определяет эффективность бурового долота при дроблении горных пород, но также влияет на износ зубьев и подшипников бурового долота. В неглубоких скважинах и мягких пластах буровое долото в основном является срезающим и обычно использует высокую скорость и низкое давление бурения. В породах средней твердости буровое долото производит комплексный эффект сдвига, удара и дробления и обычно использует среднюю скорость и среднее или высокое давление бурения. В глубоких скважинах и твердых породах буровое долото в основном дробит и ударяет и обычно использует более высокое давление бурения и низкую скорость вращения. Разумный выбор параметров бурения во многом определяет режим отказа бурового долота. Собирайте отчеты о сменах и записи таблиц веса, анализируйте используемые параметры бурения и их изменения и определяйте рациональность использования в соответствии с режимом отказа бурового долота.

5. Характеристики бурового раствора Для струйного бурения буровой раствор должен иметь:

1) низкую водоотдачу, низкое содержание песка, соответствующее усилие сдвига и значение pH, которые могут эффективно защищать стенки скважины и удерживать выбуренную породу;

2) низкий удельный вес и низкую вязкость, которые могут снизить давление и потерю мощности циркуляционной системы;

3) может эффективно переносить выбуренную породу при низкой скорости возврата;

4) иметь хорошие характеристики разбавления сдвига. Выбираются различные геологические условия пласта, различные типы бурового раствора и связанные с ними свойства, которые влияют на координацию давления бурения, скорости вращения, гидравлических параметров и режима отказа бурового долота. Характеристики бурового раствора являются важным фактором износа бурового долота. Например, содержание песка в буровом растворе оказывает большое влияние на эрозию канала потока бурового долота.

6. Параметры бурового раствора

Вытеснение бурового раствора, диаметр цилиндрической втулки, диаметр сопла, модель и комбинация, используемые при бурении различных участков скважин, имеют практическое значение для выбора перепада давления бурового долота и мощности бурового долота. Струйное бурение вызывает повреждение канала потока бурового долота, одновременно усиливая гидравлический эффект бурового долота. Параметры бурового раствора и записи изменений являются важной основой для анализа отказов бурового долота. Например, отказ эрозии канала потока бурового долота, эрозия конусной матрицы, вызывающая потерю зубьев и поломку зубьев, напрямую связаны с параметрами бурового раствора.

7. Сборка бурильной колонны

Буровая колонна является ступицей, соединяющей землю и скважину. Различные конструкции буровой колонны и напряженные состояния в скважине определяют размер и направление давления бурения на буровое долото. Например, при наклонно-направленном бурении или большом отклонении скважины фактическое давление бурения на буровое долото меньше данных, отображаемых на манометре давления бурения. Если бурильная колонна оснащена центратором, фактическое давление бурения еще меньше. При этом из-за трения между центратором и стенкой скважины рабочий стаби

Улучшается литильность буровой коронки, что благоприятствует использованию буровой коронки.

8. Качество буровой коронки

Качество буровой коронки является основой использования буровой коронки. Проверка качества и новизны буровой коронки, а также надежности установки насадки перед входом в скважину имеет решающее значение для использования буровой коронки. Проверка записи о качестве буровой коронки перед входом в скважину может определить, вызван ли отказ буровой коронки качеством или использованием.

9. Предыдущее буровое долото

Отказ каждой буровой коронки влияет на окружающую среду на дне скважины и использование следующей буровой коронки. Сбор записи описания отказа предыдущей буровой коронки и анализ причины отказа предыдущей буровой коронки могут определить среду использования буровой коронки, используемой в скважине, и оценить влияние падающих предметов в скважине, диаметра скважины, формы дна и т. д. на отказ буровой коронки.

1. Знания, связанные с использованием буровых коронок

(I) Литология формации

Пласт состоит из горных пород, которые в основном состоят из более чем дюжины минералов, таких как кварц, полевой шпат, слюда, кальцит, глинистые минералы и т. д. В зависимости от происхождения породы ее делят на три категории: магматические породы, метаморфические породы и осадочные породы.

1. Типы и характеристики стратиграфической литологии

Глина и лесс: осадочные породы, состоящие из частиц глинистых минералов диаметром менее 0,01 мм.

Аргиллит и сланец: породы, образованные глинистыми отложениями в результате диагенеза. Глыбистые аргиллиты — это сланцы, а тонкие чешуйчатые сланцы. Сланцы, богатые нефтяным битумом и используемые для добычи нефти, — это горючие сланцы.

Песчаник: порода, образованная сцементированными вместе частицами песка. Крупный песчаник диаметром 0,5~1 мм, средний песчаник диаметром 0,25~0,5 мм, мелкий песчаник диаметром 0,1~0,25 мм и алеврит диаметром 0,01~0,1 мм. В зависимости от цементирующих материалов песчаник делится на кремнистый, известковый и т. д. Песчаник имеет поры и может хранить жидкости. Песчаник с крупными порами и известняк с развитыми трещинами являются породами с хорошей проницаемостью.

Конгломерат: частицы породы размером более 1 мм называются гравием. Породы, образованные гравием и цементом, называются конгломератами. В зависимости от размера гравия он делится на три типа: крупный конгломерат, средний конгломерат и мелкий конгломерат. Те, которые имеют разные формы и края, называются брекчией.

Известняк: основным компонентом является карбонат кальция. Он образуется в океане или прибрежных озерах путем химического осаждения. Он блочный, относительно плотный и твердый. В зависимости от различных компонентов известняк можно разделить на известняк, мергель, песчаный известняк, глинистый известняк, доломит и ракушечник (осажденный диагенез биологических раковин). Известняк, содержащий грязь, обладает большей пластичностью, а чистый известняк хрупкий и твердый.

2. Буримость и классификация пород пласта

Буримость пород является основным фактором, определяющим эффективность бурения. Она отражает сложность дробления породы во время бурения и является основой для разумного выбора методов бурения, конструкции бурового долота и параметров процедуры бурения. Анализ буримости пород пласта, с которыми сталкивается буровое долото, может понять рациональность выбора бурового долота и его приспособляемость к пласту. Как правило, в качестве показателя измерения используется произведение механической скорости бурения и длины проходки бурового долота.

Основные свойства пород, которые влияют на буримость пород, включают: минеральный состав и структурную структуру породы, плотность, пористость, содержание воды и проницаемость; Механические свойства включают твердость, прочность, эластичность, хрупкость, пластичность и абразивность. Как правило, когда в породообразующих минералах много кварца, цементация прочная, частицы мелкие, структура плотная, и нет выветривания и изменения, буримость породы плохая; в то время как твердость и прочность породы высокие, а абразивность сильная, буримость породы плохая.

Факторы процесса, которые влияют на буримость породы, включают: давление, прикладываемое к буровому долоту, скорость вращения, тип бурового раствора и дно скважины.

Технические условия, которые влияют на буримость породы, включают: буровое оборудование, диаметр и глубину скважины, метод бурения, структуру и качество породоразрушающих инструментов и т. д. Существует четыре точки зрения на классификацию буримости породы, а также четыре метода классификации. В связи с постоянным совершенствованием технологии процесса относительное и абсолютное соотношение между степенями буримости различных уровней горных пород также изменилось.

3. Сбор данных о литологии пласта

Работа по сбору данных о литологии пласта во время бурения называется каротажем. Поэтому сбор данных по литологии пласта должен быть сосредоточен на сборе исходных данных геологического каротажа

Каротаж песчаных проб

ging: также известно как каротаж шлама. В новых районах разведки пробы песка обычно берутся один раз на метр, а пробы из эксплуатационных скважин обычно берутся на границе пласта или стандартного слоя, нефтяного и газового слоя. Литологию пласта, встречающегося во время бурения, можно определить с помощью данных каротажа проб песка.

Каротаж времени бурения: запишите время, необходимое для каждого метра бурения, нарисуйте кривую в соответствии с глубиной скважины и используйте ее в сочетании с другими данными в качестве справочного материала для оценки пласта. Твердость пласта напрямую влияет на скорость бурения. Регистрируя скорость бурения, вы также можете понять изменения в пласте и условия работы бурового долота в скважине.

Каротаж бурового раствора: изменения свойств бурового раствора во время бурения часто связаны со свойствами встречающегося пласта. Если встречается гипсовый слой, вязкость бурового раствора увеличится, потеря воды увеличится, содержание кальция увеличится, а сульфат-ион увеличится; если обнаружен нефтегазовый слой, в резервуаре и бассейне с буровым раствором появится большое количество масляных цветов и пузырьков, вязкость увеличится, а удельный вес уменьшится. Литологию обнаруженной формации можно оценить по данным бурового каротажа.

4. Литология формации и использование буровых долот

Выбор и использование буровых долот основаны на механических и физических свойствах породы и условиях формирования. Свойства породы, тесно связанные с использованием буровых долот: твердость, пластичность и абразивность.

Твердость породы относится к способности породы противостоять давлению режущих частей бурового долота. Твердость породы связана с составом и размером частиц породы и свойствами цемента между частицами. Уровни сравнения: Уровень 1 - Тальк; Уровень 2 - Гипс; Уровень 3 - Кальцит; Уровень 4 - Флюорит; Уровень 5 - Апатит; Уровень 6 - Ортоклаз; Уровень 7 - Кварц; Уровень 8 — топаз; Уровень 9 — корунд; Уровень 10 — алмаз. Чем выше уровень, тем больше твердость и тем медленнее скорость бурения.

Пластичность и хрупкость горных пород — это два противоположных понятия. Свойство объекта, который подвергается пластической деформации перед разрушением, называется пластичностью, а свойство объекта, который не подвергается пластической деформации перед разрушением, называется хрупкостью. Объекты с высокой пластичностью не обладают хрупкостью или обладают очень малой хрупкостью, и наоборот. Объекты с высокой хрупкостью не обладают пластичностью или обладают очень малой пластичностью. Что касается горных пород, их можно разделить на три категории. Первая категория — это хрупкие породы, которые не подвергаются пластической деформации перед разрушением, такие как гранит и кварцевый песчаник; вторая категория — пластичные породы, которые подвергаются большой пластической деформации перед разрушением, такие как аргиллит; третья категория — пластично-хрупкие породы, которые разрушаются после проявления небольшой пластической деформации перед разрушением, такие как песчаник, сцементированный грязью. Абразивность породы относится к износу, который оказывают порода и обломки породы на буровую коронку на поверхности, где порода контактирует с буровой коронкой. Способность породы изнашивать буровую коронку называется абразивностью породы, которая связана с составом, размером частиц и формой самой породы. Чем больше абразивность породы, тем сильнее износ буровой коронки и тем меньше общая длина буровой коронки. В зависимости от износа на единицу расстояния трения различные породы делятся на 12 уровней от малых до больших в зависимости от их абразивности. Уровень 1: аргиллиты и карбонатные породы; Уровень 2: известняки; Уровень 3: доломиты; Уровень 4: кремнистые породы; Уровень 5: ферромагнезиальные породы и малоабразивные породы, содержащие 5% кварца; Уровень 6: полевошпатовые породы; Уровень 7: полевошпатовые породы, содержащие более 15% кварца, и малоабразивные породы, содержащие 10% частиц кварца; Уровень 8: кварцевые кристаллические породы; Уровень 9: кварцевая обломочная порода, твердость PY ≥ 350 кг/мм2; Уровень 10: кварцевая обломочная порода, твердость PY = 100~200 кг/мм2 и порода, содержащая 10~20% частиц кварца; Уровень 11: кварцевая обломочная порода, твердость PY = 200~250 кг/мм2 и порода, содержащая 30% частиц кварца; Уровень 12: кварцевая обломочная порода, твердость PY < 100 кг/мм2. Соляная порода, аргиллит и некоторые сульфатные и карбонатные породы являются наименее абразивными породами, когда они не содержат частиц кварца; известняк, доломит и другие породы являются малоабразивными породами; магматические породы содержат меньше полевого шпата и кварца, мелкий размер зерна, небольшая разница твердости между минералами и низкая абразивность

5. Влияние литологии пласта на отказ бурового долота

Влияние литологии пласта на отказ бурового долота отражается в процессе бурения: влияет на скорость бурения и проходимость бурового долота; вызывая сложные ситуации, такие как утечка из скважины, выброс, обрушение скважины и застревание бурового снаряда в процессе бурения; изменяя свойства бурового раствора; влияя на качество ствола скважины

литиевые, такие как наклон скважины и неравномерность диаметра скважины, а затем влияющие на качество цементирования. Анализируя литологию пласта и ее влияние на процесс бурения, можно судить о рациональности выбора и использования бурового долота.

Влияние слоев глины, аргиллита и сланца: Очень легко впитывать свободную воду в буровом растворе и расширяться, что уменьшает диаметр скважины, вызывая сопротивление бурению и даже застревание бурового раствора. По мере увеличения времени замачивания блок будет отваливаться и отслаиваться, что увеличит диаметр скважины и приведет к ее обрушению. Для бурения следует как можно чаще использовать чистую воду или буровой раствор низкой плотности и вязкости. Углеродистый сланец имеет слабую связь и склонен к обрушению. Аргиллиты мягкие, имеют высокую скорость бурения, а также склонны к образованию шламовой набивки.

Песчаник: Его свойства сильно различаются в зависимости от размера, состава и цемента частиц. Чем мельче частицы, чем больше кварцевых частиц и чем больше кремнистых и железистых цементов, тем тверже и тем больше износ буровой коронки, например, кварцевый песчаник; чем больше глинистого цемента, чем больше слюдяных и полевых шпатовых компонентов, тем мягче и легче бурить; чем грубее частицы, тем меньше цемента, тем лучше проницаемость и тем легче вызвать утечку проницаемости бурового раствора и сформировать более толстую глинистую корку на стенке скважины, вызывая сложные ситуации, такие как адгезия и застревание бурового долота, что приводит к ненормальному использованию бурового долота.

Конгломерат: Бурение в слоях конгломерата склонно к подпрыгиванию бурового долота, застреванию бурового долота и обрушению стенок скважины; когда вытеснение насоса мало или вязкость бурового раствора низкая, частицы гравия нелегко возвращаются, что приводит к большему повреждению корпуса конуса бурового долота и зубцов.

Известняк: Обычно твердый, медленная скорость бурения и меньший метраж. Некоторые имеют трещины и отверстия. При бурении в трещинах и отверстиях это приведет к застреванию бурового раствора, опорожнению, потере бурового раствора и т. д., а иногда и выбросам после утечки из скважины.

Известняковые образования оказывают большое влияние на длину буровой коронки, механическую скорость бурения и отказ буровой коронки. Кроме того, когда формация мягкая и твердая, например, аргиллит и твердый песчаник, легко вызвать отклонение скважины; отклонение скважины легко вызвать, когда наклон формации большой. Буровую коронку легко повредить при бурении наклонной скважины. Когда скальная формация содержит растворимые соли, например, слой гипса, слой каменной соли и т. д., это разрушит производительность бурового раствора и повлияет на нормальное использование буровой коронки.

(II) Процесс бурения

Обычно относится к трем контролируемым параметрам процесса бурения: давлению бурения, скорости вращения и вытеснению бурового раствора. В реальном применении процесс бурения должен быть сформулирован в соответствии с условиями пласта, типом буровой коронки, буровым оборудованием и техническим уровнем оператора. В зависимости от различных требований и условий технология бурения подразделяется на:

1) Оптимизированная технология бурения: При определенных условиях параметры технологии бурения позволяют достичь наилучших экономических показателей.

2) Усовершенствованная технология бурения: Для достижения более высокой скорости бурения используются параметры бурения, превышающие общие параметры бурения.

3) Специальная технология бурения: Для специальных целей используются специальные меры или ограниченные параметры бурения.

Различные параметры бурения требуют использования буровых долот разных спецификаций и моделей. Формы разрушения буровых долот во время бурения также имеют свои особенности и должны рассматриваться по-разному.

1. Влияние давления бурения на бурение

Давление бурения является необходимым условием для разрушения горных пород на забое скважины. Величина давления бурения определяет способ и характеристики разрушения горных пород и напрямую влияет на скорость бурения и форму повреждения бурового долота. Во время бурения буровое долото подвергается осевому давлению и вращательной силе. Режущие зубья изнашиваются, затупляются или повреждаются в процессе вдавливания и сдвига породы, что неизбежно скажется на скорости бурения. С увеличением давления бурения скорость бурения будет продолжать расти, а подшипники и режущие зубья бурового долота также будут ускорять износ, влияя на скорость бурения. Существует три различных этапа в зависимости между давлением бурения и скоростью бурения.

Стадия поверхностного дробления: когда давление бурения меньше твердости проникновения в породу, режущие зубья не могут врезаться в породу и могут только раздавливать породу в виде трения о поверхность породы, что вызывает больший износ режущих зубьев. Хотя скорость бурения также увеличивается пропорционально увеличению давления бурения, скорость бурения очень низкая;

Стадия усталостного дробления: когда давление бурения близко к твердости проникновения в породу, режущие зубья не врезаются в породу, а образуют множество трещин

s образуются на поверхности породы. После многократного воздействия режущих зубьев также образуется дробление объема;

Стадия дробления объема: когда давление бурения добавляется к значению, превышающему твердость проникновения в породу, режущие зубья врезаются в породу, производя дробление объема, и эффект бурения может быть очевиден, что является обычным бурением. Поэтому давление бурения, прикладываемое к шарошечному буровому долоту, должно соответствовать требованиям, чтобы режущие зубья могли вдавливаться в породу, вызывая дробление объема породы.

Удваивая давление бурения, шарошечное буровое долото было испытано для бурения различных сортов пород. Результаты показывают, что различные породы имеют разные скорости бурения при увеличении давления бурения. Среди них слой породы средней твердости (скала)