火山岩地质用什么钻头钻井

❶ 淬火后用什么钻头钻孔

用硬质合金特殊涂层的钻头，如山特维克840系列，材质1220的钻头。

山特维克系列多为内硬质合金、高速钢制成容的金属切割工具，以及硬质合金和其他硬质材料制成的部件，适合淬火后使用。

将钢加热到临界温度以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下进行马氏体（或贝氏体）转变即可完成淬火。

(1)火山岩地质用什么钻头钻井扩展阅读

钻头的分类及选择

目前石油行业使用的钻头有很多种类，以不同的钻进方式为根据对钻头进行分类，可以将其分为金刚石钻头、牙轮钻头与刮刀钻头，这三种钻头是最基本的钻头形式。

在这三种钻头中，在石油钻探工作中应用最为普遍、最为广泛的一种是牙轮钻头，其应用程度也比较深，将这三种钻头进行对比，使用范围最小的一种钻头是刮刀钻头。

切削刃使用的是金刚石材料的钻进刀具就是金刚石钻头，金刚石钻头的主要优势在于能够适应研磨性较高、地质较硬的地层，切割性能也比较优良。在高速钻探方面具有非常显著的优势。

参考资料

网络--淬火

网络--钻头

❷ 小型液压钻井机，只用60地质钻杆，想全面钻进四十米石头水井，该用什么钻头牙轮钻头低钻压能不能使用

最好是金刚石钻头，牙轮钻头压力给不上去效果不好

❸ 在火山岩地质结构下打深水井,用什么打井设备比较好

如果是打深水井的话,建议在钻井前做一下水文...公司拥有数台先进的地质物探设备和一批从事多年钻探...制止过去凭感觉打井、打废井(打不出水的井)等不...

❹ 各类钻井钻头型号 具体到每一种钻头型号：例如：skw121是哪种类型的钻头,适用工况.

SKW121是三牙轮钻头,钢齿钻头,适合于软地层.

❺ 火山岩岩石力学特性在石油行业中的应用

张 旭^1，2，3 蒋廷学¹

（1.中国石化石油工程技术研究院，北京 100101；2.中国石油大学，北京 102249；3.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083）

摘 要 随着石油工业的发展，石油钻井过程经常钻遇火山岩地层，因此火山岩岩石力学性质及破坏机理是目前石油工业的难点及热点问题。本文结合大庆徐家围子地区火山岩地层，根据现场声波测井资料及岩心资料，通过室内实验及回归分析建立了声波测井资料与火山岩岩石力学特性预测模型，并综合应用莫尔-库仑与格里菲思破裂准则，建立了适用于地下火山岩破裂的判断准则；结合主成分分析法，对大庆徐家围子地区钻头进行了优选，结果表明，钻头效果参数排序变化趋势与期望一致，完全符合工程要求。

关键词 火山岩 岩石力学 破坏准则

Application of Mechanical Properties of Volcanic Rocksin Petroleum Engineering

ZHANG Xu^1，2，3，JIANG Tingxue¹

（1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering，Beijing 100101 ，China；2.China University of Petroleum，Beijing 102249，China；3.SINOPEC Exploration ＆Proction Research Institute，Beijing 100083，China）

Abstract With the development of petroleum engineering，volcanic rock formations always are encountered in exploration.Thus，mechanical properties of volcanic rocks and their failure mechanism are very important for drilling.This paper studies the failure mechanism and mechanical features of volcanic rock formation in Xujiaweizi. By using acoustic logging data and core data，a mathematic model for describing the relationship between them has been established by regression analysis and experiments.Moreover，failure mechanism have been built up according to the theory of Mohr -Coulomb and Griffiths.At last，this paper selects drilling bit according to principal component analysis.The practice shows that this result can successfully reflect the change of rock formation and offer guidelines of selecting bits.

Key words volcanic rock；mechanical properties；failure mechanism

研究表明^［1～5］，在地表15km内，95％为火山岩，虽然火山岩本身不具备生油条件，但是火山岩杨氏模量高、脆性强，在构造应力作用下容易形成构造裂缝和收缩裂缝，成为有效的储集空间和渗流通道。因此对具有油气储集能力的火山岩的研究目前已经成为油气勘探开发的热点和难点^［6］。

国家重大专项《复杂地层储层改造关键技术研究》（2011ZX05005-006-005）

本文对大庆徐家围子地区火山岩地层岩石力学特性与破岩机理进行了研究，得到了火山岩岩石力学特性参数预测模型及火山岩破坏判断准则，并根据大庆徐家围子地区钻头使用情况对钻头进行了优选，结果表明，钻头效果参数排序变化趋势与期望一致，完全符合工程要求。

1 火山岩岩石力学性质研究

1.1 火山岩岩性特征

大庆徐家围子地区火山岩是一套晚侏罗世-早白垩世（J₃-K₁）的火山岩系。火山岩不整合于石炭纪-二叠纪（C-P）变质岩系基底之上，又被中生代下白垩统登娄库组（K₁d）和泉头组（K₁q）沉积岩系地层不整合所覆盖。根据徐家围子地区深层火山岩地层的实际情况，按照 “测井特征相近，地质意义相同” 的原则，将该地区火山岩划归为玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩、凝灰岩、角砾岩6种岩石类型（图1）。

图1 徐家围子地区常见的火山岩类型（部分）

1.2 岩心岩石力学实验结果

我们收集了徐家围子地区11口深井的测井资料和录井资料，以及该地区具有广泛代表性的22块火山岩岩心（表1），在实验室内分别测定了它们的岩石力学特性参数。表2给出了部分岩心抗钻实验结果，表3给出了岩石三轴应力实验结果，表4为各块岩心黏聚力和内摩擦角实验结果。

表1 岩心资料综合（部分）

表2 岩心实验结果（部分）

表3 岩石三轴应力实验结果（部分）

表4 岩心黏聚力和内摩擦角实验结果（部分）

从实验数据结果分析可知，该地区火山岩可钻性值相对较高，硬度较大，塑性系数较低，泊松比较低，表现出明显的脆性和弹性特征，具体如下：

流纹岩：岩性坚硬致密，可钻性级值在9.0级以上，岩石抗压强度和硬度分别在110～150MPa之间和5000MPa左右。

安山岩：岩石可钻性差，其级值分布在6.5～9.2之间。地层硬度较高，在2000～4000MPa间；抗压强度变化范围较大，在90～130MPa之间。

凝灰岩：地层坚硬致密，岩石可钻性差，级值介于6.0～10.0之间，最高达到9.2级。地层硬度较高，在1800～3200MPa之间；抗压强度在90～130MPa之间。

角砾岩：岩石硬度高，抗压强度不均匀。地层抗压强度为60～90MPa，可钻性在5.8～6.7间，硬度在1000～2000MPa之间。

玄武岩：岩性坚硬致密，可钻性极差，在9.0级左右；地层硬度在4000～4300MPa间，抗压强度在130MPa左右。

英安岩：岩石可钻性差，可钻性级值在8.7级左右。地层硬度高，在3000MPa以上；抗压强度在100MPa左右。

1.3 火山岩岩石力学参数预测模型

大量理论研究表明，声波在岩石中的传播速度与岩石的硬度、可钻性、抗压强度等存在着较好的相关关系，因此声波测井资料能较好地体现岩石的力学特性^［7］。以大庆徐家围子地区20口深井声波时差测井资料及该区块内不同深度、不同层位、不同岩性等具有广泛代表性的32块岩心，通过室内实验及回归分析建立了该地区地层岩石力学解释模型，其方程为：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

用此解释模型，根据各井的声波测井资料，得到火山岩岩石力学参数值。

2 火山岩破坏准则研究

研究表明岩石裂缝往往不以单一的形态出现，有张裂缝、共轭剪裂缝和介于两者之间的张剪缝。库仑-莫尔准则和格里菲斯准则广泛应用于岩石力学中，但各自存在应用条件，因此对于地下复杂的火山岩破裂不能简单地用一个准则加以判断。图2是根据实验结果绘制出的凝灰岩包络线形态。图3显示包络线形态由两段莫尔-库仑曲线组成。

当围压小于某值时，内摩擦角φ较大， 岩石以张性破裂为主；围压大于某值时，内摩擦角φ变小，破裂角增大，张性破裂逐渐变成张剪性至压剪性破裂。因此本文在莫尔-库仑与格里菲思破裂准则的基础上，结合岩石力学实验，综合建立了适用于地下火山岩破裂判断的准则：

图2 凝灰岩莫尔应力包络线

1）流纹岩：抗压强度在110～150MPa之间，围压大于12MPa时，用库仑-莫尔破坏准则，内摩擦角φ＝31.13°，破裂角θ＝29.435°；围压小于12MPa时，用格里菲斯破坏准则。

图3 两段式莫尔-库仑曲线

2）凝灰岩：抗压强度在90～130MPa之间，围压大于23MPa时，用库仑-莫尔破坏准则，内摩擦角φ＝28.01°，破裂角θ＝30.995°；围压小于20MPa时，用格里菲斯破坏准则；围压在20MPa～23MPa之间时，两个破坏准则均适用。

3）安山岩：抗压强度为90～130MPa，围压大于16MPa时，用库仑-莫尔破坏准则，内摩擦角φ＝36.5°，破裂角θ＝26.75°；当围压小于14MPa时，用格里菲斯破坏准则；围压在14MPa～16MPa之间时，两个破坏准则均适用。

4）角砾岩：抗压强度为60～90MPa，围压大于16.7MPa时，用库仑-莫尔破坏准则，内摩擦角φ＝27.47°，破裂角θ＝31.265°；当围压小于16.7MPa时，用格里菲斯破坏准则。

5）玄武岩：抗压强度在130MPa左右，单轴压缩实验样品呈张性破裂，用格里菲斯破坏准则。

6）英安岩：抗压强度在100MPa左右，单轴压缩实验样品呈张性破裂，用格里菲斯破坏准则。

3 应用

表5为牙轮钻头在徐家围子深部地层的使用情况。

表5 损坏较严重的牙轮钻头使用情况统计（部分）

从表5可以看出，在已完钻的11口深井中有8口井在营城组牙轮钻头磨损严重，主要表现为：钻头牙齿、壳体磨损严重；断齿、掉齿、掉牙轮尖严重；钻头外径磨损严重。

钻井工程投资巨大，风险性高，在油气开发勘探中，如何以最小投入、最低风险和最快速度钻成一口井，一直是钻井界人士着力研究、解决的问题。而钻头的合理评价与选型对提高钻井速度、降低钻井成本起着非常重要的作用。本文利用前面得到的火山岩岩石力学预测模型及火山岩破坏准则，并结合主成分分析法，提出了一种新型的钻头选型方法。

3.1 基本原理

在处理钻头数据时，如果有n只钻头，表征每只钻头的参数（或指标或属性）有m个，如钻压、转速、进尺、地层岩性、岩石泊松比、岩石抗压强度、岩石破坏方式等，那么可以用一个矩阵来表示这n只钻头的数据：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

如果从钻头数据多元统计的角度去分析，钻头选型的实质就是依据钻头的效果指标优选钻头，然后寻求该指标下最优的钻头工作条件。

假设从总体X中获得了n个样品，每个样品有p个属性，则有：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

显然，如果p个指标是互相独立的，则可以把问题化为p个单指标来处理。主成分分析正是解决把原来多个指标化为少数几个互不相关的综合指标（用y₁…y_k表示）的一种统计方法，可以达到数据简化、进而揭示变量之间的相互关系和进行统计解释的目的，具体方法见相关文献。

3.2 应用结果

使用Visual Basic 6.0开发了主成分方法钻头优选模块。对大庆油田徐家围子地区侏罗纪地层101只共计21类不同类型的钻头进行了优选分析（具体数据省略）。优选的结果如表6所示。结合5部分钻头使用情况统计分析的结果，优选出的钻头与该地区已钻井钻头中使用效果最好的钻头型号符合率达100％。

4 结 论

1）火山岩可钻性级值相对较高，硬度较大，抗压强度不均匀。

2）测井响应特征参数声波时差能够很好地体现火山岩岩石力学特性参数，从而得到火山岩地层岩石力学特性参数（抗压强度、弹性模量、泊松比、黏聚力和内摩擦角）预测模型。

表6 钻头选型系统的优选结果

3）综合应用莫尔-库仑与格里菲思破裂准则，建立了适用于地下火山岩破裂的判断准则。

4）利用火山岩岩石力学预测模型及火山岩破坏准则，并结合主成分分析法，可以优选钻头类型。

参考文献

［1］侯启军，赵志魁，王立武.火山岩气藏［M］.北京：科学出版社，2009：5～6.

［2］陈岩.克拉玛依油田一区石炭系火山玄武岩油藏剖析［J］.新疆石油地质，1988，9（29）：17～31.

［3］高知云，章谦澄.黄骅盆地新生代火山岩与油气［M］.北京：石油工业出版社，1999：80～90.

［4］刘泽容，信全麟，王永杰，等.山东惠民凹陷西部第三纪火山岩油藏形成条件与分布规律［J］.地质学报，1988，62（3）：210～222.

［5］杨新明.闵桥油田火山岩油藏储层特征研究［J］.江苏油气，1993，4（3）：24～31.

［6］杨明合.徐家围子地区火山岩地层岩性识别及抗钻特性评价方法研究［D］.北京：中国石油大学，石油与天然气工程学院，2008.

［7］楼一珊，金业权.岩石力学与石油工程［M］.北京：石油工业出版社，2006，94～104.

❻ 钻头在钻井中的作用

钻头的作用是破岩，只有岩石被有效破碎掉才有进尺。

钻井靠的就是它，钻什么地层选择什么样的钻头对于机械钻速影响很大，别看东西小，但是是非常重要的。

❼ 石油钻探用的钻头是什么做的

钢材呀，其实按照牙轮钻头、PDC钻头、取芯钻头及球磨钻头等分类，均是由不同配件铸造和组装而成的。

❽ 打沙泥岩用什么钻头

最好用PDC钻头，合金钻头也可以。
PDC钻头英文：Polycrystalline
Diamond
Compact
bit，聚晶金刚石复合片钻头的简称。是地质钻探行业常用的一种钻井工具。
PDC钻头分类
根据钻头体材料分类
⒈胎体式PDC钻头
胎体式金刚石复合片(PDC)钻头是将金刚石复合片通过钎焊方式焊接在钻头胎体上的一种切削型钻头。胎体钻头用碳化钨粉末烧结而成，用人造聚晶金刚石复合片钎焊在碳化钨胎体上，用天然金刚石保径。
⒉钢体式PDC钻头
钢体PDC钻头，是用镍、铬、钼合金机械加工成形。经过热处理后在钻头体上钻孔，将人造聚晶金刚石复合片压入(紧配合)钻头体内，用柱状碳化钨保径。
根据适用行业分类
⒈地质勘探用复合片钻头
主要用于地质勘察勘探的复合片钻头，适用于软到中硬岩层，现在有些厂家新研发的新型复合片可以应用到十级硬度的岩层。
⒉煤田钻采用复合片钻头
主要是用于煤矿上煤层钻探采挖。一般来讲煤田的岩层相对较软，复合片钻头被大量应用，如锚杆钻头，三翼钻头等。
⒊石油勘探用复合片钻头
主要是应用在油气田的钻采用钻头。目前来说，油田用复合片钻头是所有复合片钻头里面造价最高，要求最高的。可以说是复合片钻头里面的贵族了。

❾ 一个石油钻井队一年大约能用多少石油钻头呢谢谢

我们队目前是在打定向井，地层是石英层，计划进尺200米。这两百米已经用了版3个pdc，8个牙轮钻，权而且打了3个月。其中有两个牙轮钻头的牙轮掉了，3个牙轮钻头牙齿全磨光。根据我的经验，7000米的井，3年两口井的速度，一年大概要用40-50个钻头。
如果是浅井，一年8口井的速度计算，一年应该用20-30个钻头。
我是四川地区的。四川地区深井打着是在恼火。各种状况，钻头没用到12个小时就起钻，不敢打了。