路宗羽，徐生江，蒋振新，田 龙，钟尹明

中国石油新疆油田分公司工程技术研究院，新疆 克拉玛依834002

引言

2019-01-06，准噶尔南缘的高探1 井于白垩系清水河组测试获高产油气流，日产原油1 213 m3、天然气3.217×105m3，创整个盆地单井日产量最高纪录。准噶尔盆地南缘深部地层勘探取得的重大发现，证实了准噶尔盆地南缘前陆存在大型油气富集区，勘探潜力巨大。准噶尔盆地南缘深部地层勘探共钻5 口井，整体呈现埋藏深（平均深度6 518 m）、复杂情况多（平均复杂时率15%）、安全钻井难度大、钻井周期长（单井平均钻井工期335 d）等特点。南缘探井深部井段井眼小（φ190.5 mm），岩石抗压强度高（130 MPa 以上）、可钻性差，高密度钻井液压持效应强，完钻井平均机械钻速在2 m/h 以下。HT1井φ190.5 mm 井眼在使用扭冲的情况下，机械钻速仅为0.4～0.6 m/h，提高机械钻速是南缘深部地层钻井的迫切需求和巨大挑战。

1964 年，Teale 最早提出机械比能（Mechanical Specific Energy,MSE）概念[1]，其物理意义是钻头在一定钻压和扭矩作用下破碎单位体积岩石所作的功，可以用来判断钻井参数设置是否合适，描述钻头工作效率。基于机械比能，国内外研究人员在破岩效率评价、钻井参数优化、判断钻头磨损及钻井事故监测等方面开展了大量的研究工作。

国外方面，Pressier 等利用机械比能分析了钻井过程中的钻头钝化问题[2]，通过引入滑动摩擦系数，结合机械比能趋势线对钻头磨损情况进行了分析。Waughman 等提出了一种利用不同地层伽马值来估计特定岩性剖面机械比能的方法，能较好地反映钻头的性能[3]。……