岩石可钻性分级研究进展

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1、岩石可钻性分级研究进展摘要文内综述介绍了近三十年来的国际岩石可钻性研究概况。对一些典型的分级方法做了介绍，对于深人开展我国创造性的岩石可钻性研究应当冇所裨益。关键词岩石可钻性分级1石可钻性及可钻性分级研究概况岩石对钻性是在某种规定的指标和技术下，以一定量度来表示岩石破碎的难易程度，也即是岩石对钻头破碎岩石的一种阻抗程度。岩石对钻性不仅取决于岩石口身的物理力学性质，还与钻进的工艺技术措施有关，所以它是岩石在钻进过程中显示出來的综合性指标。根据岩石本身固有抗钻能力的大小,结合不同碎岩方式，可对岩石可钻性

2、做出定量划分。对钻性级值是指导地质分层及钻头选型工作的重要参数，也是提高机械钻速、降低钻井成木的重要途径，岩石的可钻性是决定钻进效率的基本因索。近儿十年來，国内外对岩石可钻性研究的进程比较缓慢，仍然不能确切评价如何选取和设计钻头，不能充分挖掘钻头的使川潜力和提高地质钻探效率。岩石可钻性是极其复杂的，不可能单一的根据岩石的种类来确定它们的可钻性。在地质钻探过程中，岩石的可钻性评价通常方式主要分为传统法和统计法两人类,前者是在室内通过测试岩石试样的物理力学性能，此方法有滞后性、周期长、费用高等缺陷;后者

3、是采用实际机械钻速表示，影响因素主耍有地层岩石性质、钻头类型等。2现有的岩石可钻性分级方法现有的岩石可钻性分级方法种类繁多,较有代表性的有下述儿种。2.1传统法2.1.1压入硬度法压入硬度法是利用压入硕度计测出岩石的压入硕度值作为岩石的可钻性指标。压入硕度法是测定岩石的某点或有限点抵抗外力入侵的能力,1佃岩石是由大大小小不规则的矿物颗粒组成的。矿物颗粒在空间的排列是任意的，颗粒间存在很多空洞和缝隙,岩石结构上的这种特殊性决定了岩石各点的压入硕度值有很大的差界•，整块岩石的町钻性不应该也不可能由某点或

4、某几点的压入硬度值来确定。2.1.2点载法点载法是由点载仪测得的，用点载强度系数作为衡量岩石的町钻性指标。点载强度系数由岩石样品在三向应力状态下产生破坏时的点载决定。点载法不能从町钻性上把岩石分开。这是因为岩石在三向应力状态卜:产主张性破坏,而各种岩石都存在许多缝隙，岩石破坏是由于在缝隙处产生应力集中。这样点载法的测定结果实际上是岩石裂隙发育程度的反映。2.1.3微钻头钻进法微钻头钻进法是在室内运用可钻性测定仪确定岩石的可钻性，利川穿孔速度和牙轮磨损情况，压痕试验中确定的压痕器指数，以及抗压强度试验

5、结果，对岩石的可钻性进行综合评定。这是一种很总观的方法，利用取自于地层的岩心测试能够真实的反映地层的可钻性范围,为钻头的选型及地质分层提供了强有力的参数，也是检验其它计算地层可钻性级值准确性的依据。微钻头实验，要求从软到硬岩中的钻头性能是足够的，但对必须使用碾质合金齿钻头的极硬岩来说，则不完全可靠；实验所用的岩块试样必须具有充分的代表性，否则影响试验结果的真实性；试验屮采用一种转速，当增人转速将提高钻速，可能增加钻头和轴承的磨损；试验中只考虑一种轴压，而实际上钻速与轴压成正比变化。此外，室内实验测试

6、需要人量的岩心，对于没有进行取心施工或者是岩心资料非常珍贵的区块，这种方法的应用就受到了一定的限制。2.1.4摇摆法Rehinder和P.A.川摇摆硬度计测量岩石的相对硬度，曾经获得一•定的成功此法乂叫阻尼振荡法，实质在于将银有金刚石或硕质合金摆尖的摆，悬吊于被测岩石的光滑表面，使具运动示，由于岩石局部破碎所吸收的能量,加上空气摩擦，使系统阻尼。阻尼人小与被测岩石的硬度II相关为Q（）dt）式中:OCq为初始振幅；—为振幅随时间衰减的速率。dt在六计•年代屮期，美国的Henis、R.W.和Stre

7、et曾用精制的石灰岩及其它试块，做过检验性试验。试验中采用了比Rehinder更先进的测试仪表，试验程序也非常严密。试验后结论为用摇摆硬度法测得的岩石硕度随摆重而杲。如以获得最大硬度吋的摆重叫临界摆重，那末轻于临界摆重的摆，阻尼仅为空气摩擦的函数高于临界摆重的摆，阻尼才主要是岩石破碎能量的函数。只有重量等于临界摆重的摆，才能対被测岩石的硬度最为敏感。因此，这种方法貌似简单，实甚烦杂，只有严格选择适应于各种被测岩石硬度的摆才有其使用价值。2.2统计法2.2.1钻速方程反求法实践证明，釆用通用钻速方程反

8、求岩石可钻性的方法比室内岩心实验求岩石町钻性的方法更为科学和便利，可节省大量的人力、物力和财力。用钻速方程反求法可以精确测量岩石的可钻性，可应用于现场计算。通过测井资料对岩石可钻性进行计算，将计算结果与微可钻性试验结果比较，两者的相对误差较小，小于5%,说明利用钻速方程可以较为精确地测量岩石的可钻性，是作为实时监测岩石可钻性的有效方法，另外通过对钻井参数的数据收集,通过计算机的程序处理就可以实吋显现岩石的可钻性级值。但是在求収可钻性的时候需要人量的录井数据（如钻压、转