钻井岩屑分形分析的现场应用研究.pdf

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1、第43卷第11期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．43No．112016年11月ExplorationEngineering(Rock＆SoilDrillingandTunneling)Nov．2016：11—14钻井岩屑分形分析的现场应用研究潘德元，何计彬(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北保定071051)摘要：岩屑是反映地层资料的重要依据，在实验条件下岩石的可钻性与岩屑的分形维数存在明显的相关性，但现场岩屑的几何特征及粒度分布受到钻进过程中多因素的综合影响，不同条件下获得的岩屑粒度分布规律不同。因此采用分形理论对不同工程及地质条件的岩屑进行分析，总结各因素对岩屑分

2、形规律的影响及其影响程度。结果表明：岩屑粒径分布具有良好的分形特征；现场岩屑分形维数是对井下各种因素的综合表现，比较符合实钻情况；等破碎概率P。是判断钻进效率的参数之一，可通过调整钻进参数降低P值，提高机械钻速。关键词：岩屑；岩石可钻性；粒度分布；分形分析；等破碎概率中图分类号：P634．1文献标识码：A文章编号：1672—7428(2016)11—0011—04ResearchontheFieldApplicationofAnalysisOHCuttingParticleSize~PANDe-yuan，HE一bin(CenterforHydroge—logyandEnviro

3、nmentalGeologySurvey，BaodingHebei071051，China)Abstract：Cuttingsareimportantevidencefortheformationresearch，andthereisasignificantcorrelationbetweenrockdrillabilityandfractaldimensioninLab，butthegeometriccharacteristicsandparticlesizedistributionofcuttingsareaf-fectedbymultiplefactorsduringth

4、edrillingprocess，particlesizedistilbutionisdifferentforcuttingsobtainedunderdiffer．entconditions．Accordingtofractaltheory，thecuttingsofdifferentengineeringandgeologicalconditionsareanalyzedtosumuptheinfluenceandinfluencedegreeofvariousfactorstofractallawofcuttings．Theresultsshowthatthecuttin

5、gspar—ticlesizedistributionhasgoodfractalfeatures；thecuttingsfractaldimensionisconformtotherealdrillingsituation；andequiprobablebreakingPisoneoftheparameterstojudgedrillingeficiency，PvaluecanbereducedbyadjustingdrillingparameterstoimproveROP．Keywords：cuttings；rockdrillability；particlesizedis

6、tribution；fractalanalysis；equiprobablebreaking岩屑是指在钻进过程中钻头破碎岩体后被循环的精度。介质携带出地表的岩石碎屑，是反应地层资料的重但是，在钻井施工过程中，岩屑的形成受到多个要依据。不同性质的地层，以及不同的钻进工艺产因素的影响，在地质方面有钻遇岩石的力学特征、岩生岩屑的粒径大小数量都不相同，通过对岩屑进行石化学成分、岩石物理性质等，在工程方面有碎岩方分形分析，研究岩屑的粒度分布规律，可以探索相应式、钻进参数、钻井工况等，在工艺方面有岩屑的收地层的岩石可钻性，相应钻进工艺的岩石破碎机理，集方式等。因此，钻井现场岩屑的粒度分布规

7、律是为研究岩石破碎工艺，提高钻进效率提供理论依据否适用需要进～步研究探索。和技术参考。分形是对那些没有特征尺度而又具有相似性的1分形理论分形反映了自然界中一类对象局部与局部、局现象的总称，自20世纪80年代以来在岩石力学方部与整体的自相似性，是该类对象的基本属性，分形面得到了广泛应用，国内外学者都已取得了大量的理论旨在试图找到介于有序与无序、宏观与微观、整研究成果j。国内学者已提出采用分形方法描述体与局部之间的新秩序。描述分形的特征参数钻井上返岩屑分布规律来确定岩石破碎难易程度的是分形维数，