גורמים המשפיעים על מהירות הקידוח של המקדח

1) השכבות מופקדות לפני זמן רב, עם קשיות והטרוגניות גבוהות, וחלקים מסוימים שוחקים מאוד.

תצורת Ziliujing בעובי של יותר מ-500 מטר מורכבת משכבות ביניים של אבן בוץ ואבן חול. אבן החול ואבן הבוץ צפופות וקשות. קטע Xujiahe מורכב מאבן בוץ המשובצת באבן חול קוורץ, צמנטציה סיליקטית, וקשיות הסלע מגיעה לרמה 7; רמת הקידוח של הסלע בתצורת Yangxin של מערכת Permian היא 4.7-7.5, וקשיות הסלע משתנה מאוד. בשל הלחץ הגבוה, הקשיות של אבן הגיר הפרמית גבוהה יותר מפי 3 מזו של המערכת הטריאסית, ובחגורה המרכזית ישנם גושי צור, פחם ופריט.

 

2) חוסר יציבות בקידוח.

תצורת מקדש שאשי העליונה-תצורת Zhenzhuchong של באר המבנה התלול במזרח סצ'ואן (עומק באר 0-2500 מ') היא בעיקר חול, בוץ ו-פצלים. בשל הרגישות החזקה למים של הסלע וההשפעה המשולבת של הגיאוסטרס של המבנה התלול, שקע הבאר אינו יציב בקלות וקיר הקידוח קורס ברצינות. על מנת לאזן את הקריסה, מוגברת צפיפות נוזל הקידוח, וכתוצאה מכך הפחתה משמעותית במהירות הקידוח המכאנית. לדוגמה, צפיפות נוזל הקידוח של קידוח Tiandong 26 הוגדלה ל-1.35-1.63g/cm3 בתצורות Shaximiao ו-Ziliujing Formation. "אפקט החזקת הלחץ" שנוצר על ידי לחץ עמודת הנוזל הגבוה הפחית את מהירות הקידוח המכני ל-0.96m/h; גם תצורת לונגטן ותצורת ליאנגשאן של מערכת הפרמיאן מועדות מאוד להתמוטט.

 

3) הטבילה במבנה היא גדולה, נעה בין 8 ל-55 מעלות, עד 85 מעלות, וקל להסטה טבעית של המבנה.

על מנת לשלוט על סטיית הבאר, ננקטים לעתים קרובות פעולות לחץ קלות והרמה, אשר מפחיתים מאוד את מהירות הקידוח.

 

4) מערכת לחץ היווצרות מורכבת, עם שזירה מלחץ שלילי ללחץ גבוה באופן חריג, עם מגוון מערכות לחץ אנכיות ועצמאות יחסית של מערכות לחץ רוחביות.

למאגרי גז קרבונט יש שלושה סוגים של שכבות ייצור: שבר, נקבובי ונקבובי שבר. סדירות הלחץ של מאגרי גז נקבוביים ברורה יחסית, וזה בעצם לחץ רגיל, שיכול להשיג קידוח מאוזן, כמו מערכת הפחמימות במזרח סצ'ואן והביוהרם צ'אנג-שינג. הלחץ של שכבות גז שבור תלוי בעוצמת התנועה הגיאולוגית ובחוזק הסלע עצמו. הקביעות ירודה וקשה לחזות אותה. בעת הקידוח נעשה שימוש בנוזל קידוח בצפיפות גבוהה כאילו יש שברים. איזון יתר משפיע על מהירות הקידוח המכאני, אך השימוש בנוזל קידוח בצפיפות נמוכה לקידוח מהיר וחזק יש סיכון גדול לפריצה פתאומית של שבר. לשתי שכבות הייצור בלחץ גבוה של תצורת Yangxin ו-Changxing Formation יש שיפוע לחץ גבוה, קשיות סלע גבוהה ועומקי תצורה עמוקים. צפיפות נוזל הקידוח היא בדרך כלל 1.50g/cm3; (שיפוע הלחץ הגבוה ביותר של באר Yun'an 6 הוא 2.45MPa/hm, וצפיפות נוזל הקידוח היא 2.41g/cm3), מה שגורם למהירות הקידוח לרחף סביב 1.00m/h במשך זמן רב .

 

5) אורך קידוח בגודל גדול.

באזור מזרח סצ'ואן, קטעי הבאר עם קידוחים גדולים מ-311.1 מ"מ מהווים כ-1/2 עד 3/4 מסך הצילומים. בשל גורם נטיית הבאר, לא ניתן להגביר את לחץ הקידוח. בדרך כלל ניתן להגדיל את לחץ הקידוח של סיבי 1.25 מ"מ רק ל-120 עד 180kN, ומהירות הסיבוב היא בדרך כלל 60r/min. נפח שבירת הסלע של המקדחה של קידוח בגודל גדול הוא גדול. לדוגמה, נפח שבירת הסלע של ביט 1.25 מ"מ הוא פי 4.24 מזה של ביט 8Min, ונפח שבירת סלעים של ביט 1.25 מ"מ הוא פי 2.08 מזה של ביט 1.25 מ"מ. ברור שאנרגיית שבירת הסלע המכאנית של המקדחה בתחתית הבאר אינה מספקת ברצינות, וקשה לשיניים לאכול לתוך התצורה. שיטת שבירת הסלע היא בעיקר שחיקה, ולא ריסוק נפח, וכתוצאה מכך יעילות שבירת סלעים נמוכה מאוד של המקדח. בשל הגודל והעומק הגדולים של קידוח הקידוח, מהירות ההחזרה הטבעתית בפועל היא מתחת ל-0.8 מטר/שניה, והאנרגיה ההידראולית אינה מספקת ברצינות, וכתוצאה מכך אפקט ניקוי חור תחתון גרוע וריסוק חוזר ונשנה של ייחורים. יחד עם זאת, ניסיון בקידוח באר עמוק מראה שככל שהקטע הבאר בגודל גדול מעמיק, תופעת הקפיצה של מקדח החרוט בולטת במיוחד, וזמן הקידוח האפקטיבי של המקדחה בתחתית הבאר הוא פחות מ-50% , אשר גם משפיע באופן רציני על שיפור מהירות הקידוח המכני.