岩土的可钻性及其分级

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概述

岩石的可钻性就是在一定技术条件下钻进岩石的难易程度.也可以说是钻进时岩石抵抗破碎的能力。

目前,在岩心钻探中衡量可钻性的指标有二:

(1)机械钻速:以每小时进尺米数为指标(指纯钻进时间);

(2)一次提钻长度:以每回次进尺数为指标。对软岩石来说,由于岩心的采取而受到限制;对硬岩石来说,该指标主要是指钻头在孔底的工作寿命。

我国岩心钻探采用的是12级岩石分类。目前,金刚石钻进已普遍推广,因此,制订出了金刚石钻进的岩石分级。

岩石的可钻性划分

地质勘探钻进工作中,经常用以下方法来划岩石的可钻性级别。

1.刻划对比法:

刻划对比法是比较粗略的,但操作简单易行。具体指标如下:

(1)大拇指甲:刻划1~3级的岩石矿物;

(2)铁刀:刻划3~4级的岩石矿物;

(3)普通钢刀:刻划4~5级的岩石矿物;

(4)锉刀:刻划5~6级的岩石矿物;

(5)合金刀:刻划7~8级的岩石矿物。

2.岩石力学性质进行分级

按岩石力学性质进行分级是采用单一的岩石力学性质来划分岩石的可钻性级别。如按压入硬度值把岩石分成6类12级,也可据摆球的回弹次数(岩石动力硬度)把岩石分成12级。(表1)

按摆球硬度计的回弹次数对岩石的可钻性分级表(表1)

3.按机械钻速分级

按机械钻速分级的方法。是在规定的设备、工具和技术规范条件下进行现场实际钻进,以所得的纯钻进速度作为岩石可钻性的分级指标。同时,考虑到由于岩石的研磨性造成的钻进速度逐渐降低,使回次钻进长度缩短,故在分级指标中,一并列入回次长度值作为辅助性指标。

我国自年以来所采用的岩石分级表就是在大量实际钻进资料统计分析的基础上得出来的(表2)。它与钻探生产定额等指标的一致性较好,对促进钻探生产曾起到了积极的作用。

年以来所采用的岩石分级表(表2)

随着技术条件(设备.钻进方法与工具等).技术水平(钻进规程参数的最佳配合.冲洗介质性能及工人操作水平等)的改变,各类岩石的实钻指标(可钻性等级)的绝对值和相对关系都会发生变化。特别是绳索取芯钻进方法的普及和反循环连续取芯钻进方法的出现,使原分级表中的回次长度指标基本失去意义。因此:岩石可钻性按纯钻进速度的分级表,每隔几年就要进行一次修订。原地质矿产部曾制定了适合于金刚石钻进的岩石可钻性分级表,如(表3)所列。

4.微钻法

采用模拟的微型孕镶金刚石钻头,按一定的规程,对岩心进行钻进试验。我国原地质矿产部的规范是以微钻的平均钻速作为岩石可钻性指标,其分级情况如(表4)

所列。而原石油部年颁布的岩石可钻性分级办法是用微钻在岩样上钻三个孔深2.4mm的孔,取三个孔钻进时间的平均值为钻时t,对下式的结果取整后作为该岩样的可钻性级别Kd,据此值可把各油田地层的可钻性分成10个等级,等级越高的岩石越难钻。

Kd=log2t

金刚石钻进的岩石可钻性分级表(表3)

按微钻的平均钻速对岩石可钻性分级表(表4)




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