第8章钻进参数优选.doc

第八章 钻井参数优选 第一节 影响钻进速度的主要因素 影响机械钻速的因素非常多，如钻压、转速、岩石性质、钻头选型、泥浆性能、水力因素等。 一、泥浆性能对钻速的影响 1、泥浆密度的影响 井底压差井筒液柱压力与地层压力之差。 井底压差过大会使井底岩石强度增加、对已破碎的岩屑产生压持作用，因此会影响钻速。 近平衡钻井能大幅度提高机械钻速。 2、泥浆粘度的影响 地面功率一定的情况下，降低粘度→增强冲击力和清岩效果→提高机械钻速。 3、泥浆固相含量和分散性对钻速的影响 泥浆固相含量增加→机械钻速下降 二、钻压与转速的影响 （一）钻压和转速对钻速的影响 1．钻压的影响 其它参数一定的前提下 Ｖｍ∝（P－M） M门限钻压，与岩性有关。 2．转速与机械钻速的关系 其它参数一定的前提下 式中 ｎ转速，转／分； λ与地层岩性有关的小于１的转速指数（0.4～1）。 （二）钻压、转速对钻头磨损的影响 1．对牙齿的磨损 Af地层研磨性系数。 D2、D1、Q2、Q1与钻头类型有关的系数； C1牙齿磨损系数，与钻头类型有关； h 牙齿磨损量，h0表示未磨损，h1表示全部磨损。 2．对轴承的磨损 b轴承工作系数，与钻头类型和泥浆性能有关。 B轴承磨损量。 3、牙齿磨损对机械钻速的影响 式中 ｈ牙齿磨损高度与原始齿高之比，无因次； C2牙齿磨损系数，与牙齿特性及地层性质有关。 三、钻速方程的建立 式中，Ｋ通常称为岩石可钻性系数，实际上它与岩石硬度、钻头类型、水力参数及泥浆性能等因素有关，当上述参数一定时，Ｋ、M、λ、C2都是固定不变的常量，所有这些参数可通过钻进试验和钻头资料确定。 第二节 钻井参数优选方法 是最优化理论的应用，主要步骤 1．确定钻速模式中的有关参数； 2．建立判别优选标准的目标函数； 3．根据约束条件，寻求目标函数的极值点。 一、确定钻井模式中的有关系数 以钻井现场实验数据为基础，通过钻速模式反求有关系数。 二、建立目标函数 1．钻头每米成本计算公式 式中 C每米钻井成本，元／m； Cb钻头成本，元／只； Cr钻机作业费，元／h； Tt起下钻时间，接单根时间 h； T纯钻进时间，h； H钻头总进尺，m。 2．钻头每米成本计算公式的用途 （1）优选钻头 比较几只钻头的每米成本，选择每米成本最低的钻头作为选项。 （2）建立钻井参数优选目标函数 推导过程如下 由钻速模式得 即 （**-1） 由牙齿磨损方程得 （**-2） 将**-2代入**-1，得到 （**-3） 然后，对**-3积分，得到进尺表达式 对**-2积分，得到钻进时间表达式 把进尺和时间表达式代入成本方程，既形成了目标函数。 三、参数优选方法 对Ｗ、ｎ和ｈ求偏导数（极值），并令其等于零，便可求出使每米成本最小的最优钻压和转速。 第八章 作业 1、分析影响钻速的因素，简述二元钻速方程的建立。 2、钻头的选择和使用应考虑哪些因素。 3、已知井深3000m，Cr＝600元／h，起下钻时间，接单根时间Tt由起下钻时间Tl＝井深／300（h）和接单根时间Tc＝进尺／10（分钟）组成，计算各钻头的每米成本 钻头 Cb Tb Ｈ 1 8000 100 300 2 6000 80 250 3 4000 60 160 63