岩屑遲到時間

地熱井(深井)岩屑錄井是掌握地層資料便捷、有效的途徑之一。但從深井中較深處的岩屑出露到井口要經過一個相對較長的上返過程，而此時井口取樣所得到的岩屑已不能代表即時鑽探的地層。為消除該影響，將岩屑準確歸位，須引入岩屑遲到時間的概念。

鑽井中鑽到某一深度時所破碎的岩屑，由洗井液帶到地面的時間，已不是鑽頭鑽達這一深度的時間，而有一段滯後。井鑽得越深，滯後時間越長。岩屑遲到時間受井深、洗井液密度與黏度、岩屑的密度與大小、泥漿泵的壓力與排量等許多因素影響。在井場一般用與岩石密度相近的特別物質（彩色玻璃、磚頭等）泵入井底，記錄這些物質的返出時間，作為這一深度的岩屑遲到時間。 ^[1] 

利用遲到時間將岩層歸位，必須量化遲到時間，建立數學模型。遲到時間受諸多因素的影響，因此，在建立數學模型時，須排除一些干擾因素。

1、鑽井液性能

鑽井液是岩屑的運動載體，其性能決定岩屑的運動規律。鑽井液濃度降低，攜帶岩屑能力隨之下降，岩屑會在其運送過程中產生相對向下的速度，出現“下沉”現象。必須在保證鑽井液其他功能的基礎上，調整其性能，使岩屑與之運動同步。

2、井身結構

井身是岩屑運動的空間載體。井身傾斜、縮徑與塌孔、井徑大小、幾開鑽進成孔都是地熱鑽井重要的因素。初始數學模型的建立，必須首先排除這些因素的干擾。如假設是一開成孔的地熱井，那就需要把鑽頭直徑當作井眼直徑，將井眼、鑽具均理解為標準的圓柱形。

3、機械性能

泥漿泵賦予鑽井液的原動力，泵的排量越大，鑽井液獲得的動能越大，在同一眼地熱井、同一層位的岩屑遲到時間就越短。鑽壓、轉速直接影響岩屑顆粒的大小，是重要的影響因素之一。

遲到時間不能直接獲取，直接獲取的時間為指示物循環一週的時間。獲取的具體方法為：利用接單根的機會將代表岩屑的指示劑投入到井口鑽桿中，記錄好開泵時間，在取樣處待指示劑濃度最高時停止計時。

式中：

t_總——指示劑循環一週時間(min)；

t——遲到時間(min)；

t_下——指示劑由井口到達試驗層位時間（min）；

S_井——井孔水平截面面積(m)；

S_鑽——鑽具水平截面面積(m。)；

H——岩屑獲取深度(即時井深)(m³)；

Q——泥漿泵排量(L/rain)；

D——井孔直徑(mm)；

d——鑽具內徑(mm)；

v鑽——鑽具內容積(m³)。

用以上計算公式求出的遲到時間，與鑽井時實測的時間相對比，以驗證計算公式的準確性。 ^[2] 

由於理論計算的泥漿上行時間(T_上M)存在一定的誤差，一般較實際情況偏小，而且該誤差隨井深增大而增大。出現上述誤差的原因主要是由於井徑不規則(擴徑)和泵上水系數實際偏低(即泵排量實際偏小)所致。因此，泥漿循環時間通常採用實測。

①實測方法:現場多采用指示劑(有色玻璃紙、塑片，或用電石指示劑)實測泥漿循環時間T_周M，再減去泥漿下行時間T_下M，即可得出實測的泥漿上行時間T_上M。由於實測的泥漿下行時間(T_下M)與理論計算值之間的誤差較小，影響不大，故可用理論值代替。

即實測的泥漿上行時間:

T_上M=T_周M-T_下M

②實測步驟:

a.在鑽進過程中加單根(鑽桿)時，將指示劑投入杆內。

b.在接方鑽桿時，記錄開泵時間，此即指示劑隨泥漿在井下循環的開始時間。

c.在震動篩上用水沖洗，接取指示劑，記錄指示劑返出井口的時間(初至，大量到，終了)，

開泵時間到大量指示劑返出井口的時間間隔，便是泥漿循環一週的時間（T_周M）;若用電石指示劑，則記錄綜合錄井儀檢測到乙炔氣體的時間。

d:記錄泵衝次(在測定過程中不能停泵)。

以上實測得出的是泥漿下行和上行一週的總時間T_周M。

③求出泥漿上行時間:

a.求泥漿下行時間(T下M)的理論值;

b.求出實測的泥漿上行時間值T_上M=T實測的T_周M-T_下M理論值。