概述

 

巖石的可鉆性就是在一定技術(shù)條件下鉆進(jìn)巖石的難易程度．也可以說是鉆進(jìn)時巖石抵抗破碎的能力。

目前，在巖心鉆探中衡量可鉆性的指標(biāo)有二：

 

• 機(jī)械鉆速：以每小時進(jìn)尺米數(shù)為指標(biāo)(指純鉆進(jìn)時間)；
• 一次提鉆長度：以每回次進(jìn)尺數(shù)為指標(biāo)。對軟巖石來說，由于巖心的采取而受到限制；對硬巖石來說，該指標(biāo)主要是指鉆頭在孔底的工作壽命。

我國巖心鉆探采用的是12級巖石分類，如表 2- 15所示。目前， 金剛石鉆進(jìn)已普遍推廣，因此，制訂出了金剛石鉆進(jìn)的巖石分級(見表 2- 16，表 2- 17，表 2- 18)。

巖石的可鉆性劃分

 

地質(zhì)勘探鉆進(jìn)工作中，經(jīng)常用以下方法來劃巖石的可鉆性級別。

 

1. 刻劃對比法

刻劃對比法是比較粗略的，但操作簡單易行。具體指標(biāo)如下：

 

(1)大拇指甲：刻劃1～3級的巖石礦物； (2)鐵刀：刻劃3～4級的巖石礦物；

(3)普通鋼刀：刻劃4～5級的巖石礦物； (4)銼刀：刻劃5～6級的巖石礦物；

(5)合金刀：刻劃7～8級的巖石礦物。

 

2. 巖石力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分級

按巖石力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分級是采用單一的巖石力學(xué)性質(zhì)來劃分巖石的可鉆性級別。如按壓入硬度值把巖石分成6類12級（表 1- 6），

也可據(jù)擺球的回彈次數(shù)(巖石動力硬度)把巖石分成12級（表 1- 14）。

表 1- 14 按擺球硬度計的回彈次數(shù)對巖石的可鉆性分級表

 

巖石級別	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
回彈次數(shù)	≤14	15～	30～	45～	55～	65～	75～	85～	95～	105～	≥125
		29	44	54	64	74	84	94	104	125

3. 按機(jī)械鉆速分級

按機(jī)械鉆速分級的方法。是在規(guī)定的設(shè)備、工具和技術(shù)規(guī)范條件下進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際鉆進(jìn)，以所得的純鉆進(jìn)速度作為巖石可鉆性的分級指標(biāo)。同時，考慮到由于巖石的研磨性造成的鉆進(jìn)速度逐漸降低，使回次鉆進(jìn)長度縮短，故在分級指標(biāo)中，一并列入回次長度值作為輔助性指標(biāo)。

我國自1958年以來所采用的巖石分級表就是在大量實(shí)際鉆進(jìn)資料統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上得出來的（表 1- 15）。它與鉆探生產(chǎn)定額等指標(biāo)的一致性較好，對促進(jìn)鉆探生產(chǎn)曾起到了積極的作用。

表 1- 15 1958 年以來所采用的巖石分級表

 

巖石等級	巖石類別	代表性巖石	可鉆性	回次長度/m
Ⅰ	松軟松散	次生土、壤土、矽藻土	/m·h-1 7.50	2.80
	的
Ⅱ	松軟松散	黃土；粘土、冰	4.00	2.40

 

 

	的
Ⅲ	軟的	風(fēng)化變質(zhì)的頁巖、千枚巖、泥灰?guī)r、	2.45	2.00
		褐煤、煙煤
Ⅳ	較軟的	葉巖類、較致密泥灰?guī)r、巖鹽、火山	1.60	1.70
		凝灰?guī)r
Ⅴ	稍硬的	泥質(zhì)板巖、細(xì)粒石灰?guī)r、蛇蚊巖、純	1.15	1.50
		橄欖巖、無煙煤
Ⅵ	中等硬度	微矽化石灰?guī)r、千枚巖、石英云母片	0.82	1.30
		巖、輝長巖
Ⅶ	中等硬度	矽質(zhì)石灰?guī)r、石英二長巖、含長石石	0.57	1.10
		英砂巖、角閃石斑巖、玢巖
Ⅷ	硬的	矽卡巖、千枚巖、微風(fēng)化的花崗巖	0.38	0.85
Ⅸ	硬的	高矽化的石灰?guī)r、粗粒的花崗巖、矽	0.25	0.65
		化凝灰?guī)r
Ⅹ	堅硬的	細(xì)粒花崗巖、花崗片麻巖、堅硬的石	0.15	0.50
		英偉晶巖
Ⅺ	堅硬的	剛玉巖、石英巖、含鐵碧玉巖	0.09	0.32
Ⅻ	最堅硬的	未風(fēng)化致密的石英巖、碧玉巖、燧石	0.05	0.16

 

 

 

隨著技術(shù)條件(設(shè)備.鉆進(jìn)方法與工具等).技術(shù)水平(鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的最佳配合.沖洗介質(zhì)性能及工人操作水平等)的改變，各類巖石的實(shí)鉆指標(biāo)(可鉆性等級)的絕對值和相對關(guān)系都會發(fā)生變化。特別是繩索

 

取芯鉆進(jìn)方法的普及和反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)方法的出現(xiàn)，使原分

 

級表中的回次長度指標(biāo)基本失去意義。因此：巖石可鉆性按純鉆進(jìn)速度的分級表，每隔幾年就要進(jìn)行一次修訂。原地質(zhì)礦產(chǎn)部曾制定了適合于金剛石鉆進(jìn)的巖石可鉆性分級表，如表 1- 16 所列。

4. 微鉆法

采用模擬的微型孕鑲金剛石鉆頭，按一定的規(guī)程，對巖心進(jìn)行鉆進(jìn)試驗。我國原地質(zhì)礦產(chǎn)部的規(guī)范是以微鉆的平均鉆速作為巖石可鉆性指標(biāo)，其分級情況如表 1- 17所列。而原石油部1987年頒布的巖石可鉆性分級辦法是用微鉆在巖樣上鉆三個孔深2.4mm的孔，取三個孔鉆進(jìn)時間的平均值為鉆時t，對下式的結(jié)果取整后作為該巖樣的可鉆性級別K_d，據(jù)此值可把各油田地層的可鉆性分成10個等級，等級越高

 

的巖石越難鉆。

Kd = log2 t

 

 

表 1- 16 金剛石鉆進(jìn)的巖石可鉆性分級表

 

巖石級別	鉆進(jìn)時效(m/h) 金剛石 硬合金	代表性巖石舉例
1～4	＞3.90	粉砂質(zhì)泥巖，碳質(zhì)頁巖，粉砂巖，中粒砂巖，   透閃巖，煌斑巖
5	2.90～3.60 2.50	硅化粉砂巖，滑石透閃巖，橄欖大理巖，白色   大理巖，石英閃長玢巖，黑色片巖
6	2.30～3.10 2.00	黑色角閃斜長片麻巖，白云斜長片麻巖，黑云   母大理巖，白云巖，角閃巖，角巖

 

 

7	1.90～2.60	1.40	白云斜長片麻巖，石英白云石大理巖，透輝石 化閃長玢巖，混合巖化淺粒巖，黑云角閃斜長巖，透輝石巖，白云母大理巖，蝕變石英閃長玢巖，黑云角石英片巖
8	1.50～2.10	0.80	花崗巖，矽卡巖化閃長玢巖，石榴石矽卡巖，
			石英閃長玢巖，石英角閃巖，黑云母斜長角閃
			巖，混合偉晶巖，黑云母花崗巖，斜長閃長巖，
			混合片麻巖
9	1.10～1.70		混合巖化淺粒巖,花崗巖,斜長角閃巖,混合閃長 巖,鉀長偉晶巖，橄欖巖，斜長混合巖，閃長玢
			巖，石英閃長玢巖，似斑狀花崗巖，斑狀花崗
			閃長巖
10	0.80～1.20		硅化大理巖，矽卡巖，鈉長斑巖，斜長巖，花
			崗巖，石英巖，硅質(zhì)凝灰砂礫巖
11	0.50～0.90		凝灰?guī)r，熔凝灰?guī)r，石英角巖，英安巖
12	＜0.60		石英角巖，玉髓，熔凝灰?guī)r，純石英巖

 

表 1- 17 按微鉆的平均鉆速對巖石可鉆性分級表

巖石級別	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
微鉆鉆速(mm/min)	216～	135～	85～	53～	34～	21～	14～	9～	6～	≤5
259	259	215	134	84	52	33	20	13	8