[发明专利]一种岩石研磨性的测定及评价方法

说明书

本发明提供了一种岩石研磨性的测定及评价方法，属于石油天然气勘探开发领域。所述方法包括：步骤一：制备标准岩样和制备磨损件；步骤二：将磨损件安装在微钻头上；步骤三：利用磨损件对标准岩样进行岩石研磨性测定；步骤四：根据岩石研磨性测定的结果对岩石研磨性进行评价。本发明的岩石研磨性测试方法钻磨岩石的破岩机理与金刚石类钻头的破岩机理一致，能够真实、准确的反映岩石的研磨特性，而且本发明岩石研磨性指标及其评价方法能够对具有不同研磨性的岩石进行有效区分和评价。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发领域，具体涉及一种岩石研磨性的测定及评价方法。

背景技术

岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。岩石的研磨性与钻头选型、钻头设计、钻进参数优选以及制定钻头消耗定额有着密切的关系，它直接影响钻井效率和钻井成本。目前，国内外的岩石研磨性测试方法大多采用金属材料与岩石相摩擦的原理测定，例如中国专利公开文献201210235720.7公开了测定岩石研磨性的方法及系统，其首先确定岩石的内摩擦角与岩石的粒度分形维数之间的关系，取得现场岩石样本,测定其粒度分形维数，根据所测定的现场岩石样本的粒度分形维数以及所述预先确定的关系,确定所述现场岩石样本的内摩擦角，由此可确定岩石的研磨性；中国专利公开文献201310511083.6公开了一种岩石研磨性测定方法，其包括制备标准岩样淬火钢螺旋模拟钻头实验前的清洗、烘干与称重钻预钻孔岩石研磨性测定淬火钢螺旋模拟钻头实验后的清洗、烘干与称重计算岩石研磨性指标；中国专利公开文献201610854301.X公开了不同钻井方式钻头磨损和岩石研磨性评价装置及评价方法，其不同钻井方式钻头磨损和岩石研磨性评价装置的平台与主机架连接,岩样坐在压力室中的试样座上,岩样的前后两面设置钢板,左右两侧设置胶囊,垫块固定在缸体内侧面上,钢板及胶囊均与垫块滑动连接,两个胶囊分别与注液管连接,两个钢板分别与压力泵连接,第三注液管与岩样相通,第四注液管与压力室相通,平台举升系统中设置有第五传感器,钻进系统中设置有载荷传感器和转速转矩仪,上述各传感器、压力泵、转速转矩仪均连接信号采集系统，其通过压力室对岩样施加不同的三轴压力,模拟地层真实环境,能够用于不同钻井方式的岩石研磨性和钻头磨损情况的测定。

上述方法与实际钻井过程中钻头与岩石的磨损机理不符，很难对岩石的研磨性进行有效评价。另外，目前国内外有关岩石研磨性测试的试验方法大多采用金属材料(以钢制材料为主)与岩石相摩擦的原理，测定岩石研磨性。采用上述原理测试岩石研磨性存在两项不足：(1)金属材料与岩石磨损机理和钻头材料与岩石的磨损机理不符；(2)金属材料磨损坚硬岩石时，不能吃入岩石，金属材料和岩石均没有磨损量不能评价岩石研磨性。因此，有必要设计一种适用于石油钻井领域的岩石研磨性测定及评价方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种岩石研磨性的测定及评价方法，能够有效测试并评价岩石研磨性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种岩石研磨性的测定及评价方法，所述方法包括：

步骤一：制备标准岩样和制备磨损件；

步骤二：将磨损件安装在微钻头上；

步骤三：利用磨损件对标准岩样进行岩石研磨性测定；

步骤四：根据岩石研磨性测定的结果对岩石研磨性进行评价。

本发明的进一步改进在于，所述步骤一中的制备标准岩样的操作包括：

将采集到的岩样加工为以下规格的标准岩样：

横截面的形状为圆形或正方形；

上端面的宽度大于等于80mm；

高度为50～80mm；

上、下端面的平行度小于等于0.02mm。