學習情境二　樣品資料的收集

任務一　計算實測巖屑遲到時間

一、學習目標

掌握巖屑遲到時間的確定方法。

①能測定、計算巖屑遲到時間。

②能確定撈砂時間。

二、任務實施

①接單根時把指示物投入鉆桿內。選用與巖屑大小、密度相近的物體作指示物（如紅磚塊、瓷塊等）。投指示物時，如果鉆桿內鉆井液很滿，應將水眼中的鉆井液掏空再投入指示物；若鉆桿中鉆井液一直往外噴，應將指示物用軟泥包好成團，再投入鉆桿水眼中，避免指示物返出鉆桿。

②接好方鉆桿后記錄開泵時間。

③在振動篩前觀察、記錄指示物返出時間。

④計算鉆井液循環周時間T_循環。指示物返出時間與開泵時間之差即為循環周時間T_循環。

⑤計算下行時間T₀。指示物從井口隨鉆井液到達井底的時間稱為下行時間。

　　（2-1）

式中　T₀——巖屑下行時間，min；

V₁——鉆桿內容積，L；

V₂——鉆鋌內容積，L；

Q——泵排量，L/s。

⑥計算遲到時間T

T=T_循環-T₀　?。?-2）

三、注意事項

①指示物的選擇一定要恰當，顏色要均一、醒目，大小、密度要與巖屑基本相同，不能大于鉆頭水眼直徑。

②時間精確到秒（s），容積精確至升（L），排量精確至升每秒（L/s）。

③測量間距應按要求進行。

④實測鉆井液返出時間有困難時，可采用理論計算法，但要利用鉆時和特殊巖屑進行校正。

四、任務考核

1.考核要求

①如違章操作，將停止考核。

②考核方式：本項目為實際操作任務，考核過程按評分標準及操作過程進行。

2.評分標準（表2-1）

3.工具、材料、設備（表2-2）

五、相關知識

1.確定遲到時間

巖屑返出時間（巖屑遲到時間）是指巖屑從井底隨鉆井液上返到地面所需的時間，單位是min。巖屑遲到時間的精度是0.5min。返出時間不準，即使井深準確，撈取的巖屑也失去了代表性和真實性。所以返出時間準確也是巖屑錄井工作的關鍵。常用的返出時間測定方法有：理論計算法、實測法和特殊巖性法。

（1）理論計算法

計算公式

　?。?-3）

式中　T——巖屑遲到時間，min；

Q——泥漿泵排量，L/s；

D——井眼直徑，m；

d——鉆桿外徑，m；

H——井深，m；

V——井筒環形容積，m³。

例：某井用3A215mm鉆頭鉆至井深1700m，所用鉆桿外徑均為127mm，已知鉆井液排量為40L/s，若鉆鋌和其他配合接頭的長度忽略不計，則井深l700m的理論遲到時間為多少min？

解：　　

答：井深1700m的理論遲到時間為17min。

這種計算方法是把井眼當成一個以鉆頭為直徑的圓筒，而實際井徑一般都大于鉆頭直徑（只有易縮徑井段井徑略小于鉆頭直徑），而且極不規則，加之計算時未考慮巖屑在鉆井液上返過程中的下沉，所以，理論計算的遲到時間均小于實測遲到時間。因此，在實際工作中，用理論法計算的遲到時間一般只用于1000m以內的淺井。深井階段只用于輔助實測遲到時間，若實測值小于理論值，必須重測。

（2）實測法

實測法是現場常用的方法，也是較為準確的方法。具體操作方法在本項目的第三部分已介紹過。其中，V₁、V₂可根據相應尺寸和長度在《鉆井手冊》中查到，泵排量可通過查“梯形水門鉆井液液面高度與排量關系表”的方法得出（在循環槽內安置梯形水門）。

在現場錄井工作中，為保證巖屑錄井質量，規定每鉆進一定錄井井段，必須成功實測一次返出時間，以提高巖屑錄取的準確性。

例：某井鉆鋌外徑為178mm，長90m，內容積為0.04m³/min，鉆桿長3000m，外徑為127mm，內容積為0.0093m³/m，鉆井液排量為1.80m³/min，鉆井液循環一周的時間為65min，遲到時間為多少min？

解：

答：遲到時間約為48min。

（3）特殊巖性法

實際工作中還可利用特殊巖性來校正巖屑遲到時間。在大段泥巖中的砂巖、灰巖、白云巖夾層，因特殊巖性的特征明顯，鉆時差別大，可用來校正返出時間。先將鉆時忽然變快或變慢的時間記下，加上相應的返出時間，提前到振動篩前觀察，待特殊巖性出現時記錄時間，兩者的差值即為該井深的真實返出時間。用這個時間校正正在使用的返出時間，可保證取準巖屑資料。

利用特殊巖性測定遲到時間的計算公式為

遲到時間=取樣見到特殊巖性巖屑的時間-鉆達特殊巖性的時間-中途停泵時間　　?。?-4）

例：某井地質預告顯示，井深1000～1100m井段的巖性是以砂泥巖為主，但在1060m附近有一致密灰巖夾層。實際鉆進時，以1050m所測遲到時間12min作為1050～1100m井段的巖屑遲到時間；1063～1064m的鉆時突然增高，判斷1063～1064m鉆遇灰巖夾層，鉆至1064m的時間是11∶00，鉆至井深1065m的時間是11∶03，撈取砂樣時在1065m巖樣中才第一次見到灰巖巖屑（取樣間距為1包/米）。因此在鉆井參數和鉆井液排量相同的條件下，1065～1100m的巖屑遲到時間應采用15min更為準確。

2.確定撈砂時間

①在未停泵、未變泵的情況下，按式（2-5）確定撈砂時間。

T₂=T₃+T₁　　（2-5）

式中　T₂——撈巖屑時間，時∶分；

T₃——鉆達時間，時∶分；

T₁——巖屑遲到時間，min。

②在變泵時間早于鉆達時間的情況下，確定撈砂時間

　　（2-6）

式中　Q₁——變泵前的鉆井液排量，m³/min；

Q₂——變泵后的鉆井液排量，m³/min。

③變泵時間晚于鉆達時間而又早于撈巖屑時間的情況下，按式（2-7）確定。

　?。?-7）

式中　T₄——變泵時間，時∶分；

T₅——變泵前撈巖屑的時間，時∶分。

④如遇連續變泵，仍按式（2-2）確定撈巖屑時間。