壓持效應

井內的液柱壓力給井底岩石破碎面上施加正應力,使得已破碎的岩石被緊貼於破碎坑內,這種作用稱為液柱壓力對岩屑的壓持效應。

壓持效應 chip hold down effect
液柱壓力(或井底液柱壓力與地層內流體壓力之差)除了能增強井底岩石的硬度以外,還會在岩石破碎面上產生正壓力,從而沿破碎面形成摩擦阻力,這種摩擦阻力阻止了已與母體脫離的岩屑離開母體。這樣,岩屑就等於被液柱壓力壓在破碎坑內出不來,稱為岩屑的靜壓持效應。另外,鑽頭的牙輪在井底滾動時,有些即將離開井底的岩屑又被牙輪壓下而不能馬上離開井底,這稱為岩屑的動態壓持效應。為了克服岩屑的壓持效應,一方面要增大射流衝擊力,另一方面要改善井底流場,充分發揮漫流的作用,並減少動壓持效應的可能。克服岩屑的壓持效應,就可以避免岩屑的重複破碎,從而提高破碎效率,提高鑽速。
在石油鑽井中,岩屑的壓持效應分靜壓持效應和動壓持效應。靜壓持效應由井底過大的正壓差產生,使井底岩屑難以離開井底進入環形空間上返。動壓持效應是指鑽井液循環時,由鑽井液液柱壓力和流動阻力產生的井底回壓聯合作用,造成井底流場不好,有渦流、流動“死區”,使不少岩屑滯留在井底流場而不能進入環形空間。壓持效應是造成重複破壞、影響機械鑽速的主要原因。

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