一、岩石可钻性的概念 岩石的可钻性是决定钻进效率的基本因素,它反映了钻进时岩石破碎的难易程度。岩石可钻性及其分级在钻探生产中极为重要。它是合理选择钻进方法、钻头结构及钻进 规程参数的依据,同时也是制订钻探生产定额和编制钻探生产计划的基础,另外,还是 考核机台生产效率的根据。岩石可钻性是多变量的函数,它不仅受控于岩石的性质,而且与外界技术条件和工 艺参数有密切的关系。 影响岩石可钻性的主要因素有:岩石的矿物成分、结构构造、密度、孔隙度、含水性及透水性;岩石的力学性质,如硬度、强度、弹性、脆性、塑性及研磨性等。一般地 说,造岩矿物中石英多、胶结牢固、颗粒细小、结构致密、未经风化和蚀变时,岩石可 钻性差;岩石的硬度和强度高、研磨性强,岩石破碎就比较困难,岩石可钻性也差。影响岩石可钻性的技术条件有:钻探设备的类型、钻孔直径和深度、钻进方法、碎 岩工具的结构和质量等。例如,冲击钻进在坚硬的脆性岩石中具有较好的钻进效果,而 回转钻进则在软的塑性岩石中可以获得较好的碎岩效率。影响岩石可钻性的工艺因素主要有:加在钻头上的压力、钻头的回转速度、冲洗液 的类型和孔底岩粉排除情况等。
二、岩石可钻性分级 1.用岩石力学性质评价岩石的可钻性 岩石力学性质是影响岩石可钻性的决定因素。在室内采用一定的仪器,测定能够反 映碎岩实质的一种或几种力学性质指标,用以表征岩石的可钻性。这类方法测定简便,测得的指标稳定,排除了实钻时人为因素的影响,因而测出的结果比较客观和可靠,但 较难选取完全体现某种钻进方法碎岩实质的力学性质指标。 2.用实钻速度评价岩石的可钻性 用实际钻进速度评价岩石可钻性能够反映地质因素和技术工艺因素的综合影响,所 得到的钻速指标可直接用于制订生产定额。对于不同的钻进方法要求有不同的分级指标,具体做起来比较繁琐、标准条件难以保证、受人为操作因素的影响大。另外,由于 钻进技术的不断发展,要求对分级指标进行不断修正。 3.微钻速度评价岩石的可钻性 采用微型设备,在室内模拟钻进,所测得的微钻速度同样能够反映各种因素的综合 影响。室内试验条件比较稳定,测试记录也比较准确,在一定程度上可避免人为因素的干扰。因而,也可用微钻速度进行岩石的可钻性分级。 4.用碎岩比功评价岩石的可钻性 碎岩比功就是破碎单位体积岩石所需的能量。从单位时间的碎岩量还可求得钻进速度。因此,碎岩比功既是物理量又是碎岩效率指标。通过碎岩比功这一指标还可以把各 种钻进方法破碎岩石的有效性沟通起来进行比较。问题在于每种钻进方法的碎岩比功本 身也不是一个常量,其变化规律尚未得到充分的研究。划分岩石可钻性级别究竟采用什么指标作为准则最好,至今还没有统一的认识。目 前,在地质勘探钻进中仍采用实际钻速来划分岩石可钻性级别;在冲击钻进中有时采用 单位体积破碎功(碎岩比功)进行岩石可钻性分级。而在室内研究工作中往往采用岩石力学性质指标和微钻速度探讨岩石可钻性变化规律,并试图把岩石力学性质指标、微钻 速度数据与实钻速度联系起来,制订出适用于钻探生产的岩石可钻性分级表。