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地層巖性對牙輪鉆頭失效的影響表現(xiàn)在鉆井工藝上：影響鉆進速度、鉆頭進尺；使鉆井過程泛起井漏、井噴、井塌和卡鉆等復(fù)雜情況；使泥漿機能發(fā)生變化；影響井眼質(zhì)量，如井斜、井徑不規(guī)則，進而影響固井質(zhì)量。通過分析地層巖性及其對鉆井工藝的影響，可對鉆頭選型和使用的公道性進行判定。
粘土、泥巖和頁巖層影響：極易吸收泥漿中的自由水而膨脹，使井徑縮小，造成下鉆遇阻，甚至卡鉆，跟著浸泡時間的延長，又會產(chǎn)生掉塊剝落，使井徑擴大，造成井塌。應(yīng)盡量使用凈水或低比重低粘度的泥漿鉆進。炭質(zhì)頁巖聯(lián)接力弱，輕易垮塌。泥質(zhì)巖層質(zhì)軟，鉆速快，也輕易泥包。
砂巖：其性質(zhì)依顆粒的大小、成分以及膠結(jié)物的不同有很大差別。顆粒越細、石英顆粒越多、硅質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)物越多則越硬，對鉆頭磨損越大，如石英砂巖；泥質(zhì)膠結(jié)物越多，云母和長石的成分越多則較軟易鉆；顆粒越粗，膠結(jié)物越少，滲透滲出性越好，易產(chǎn)生泥漿的滲透滲出性漏失，并在井壁上形成較厚的泥餅，引起粘附卡鉆等復(fù)雜情況，造成鉆頭的非正常使用。
礫巖：在礫巖層中鉆進易產(chǎn)生跳鉆、蹩鉆和井壁垮塌；當泵排量小或泥漿粘度低時，礫石顆粒不易上返，對鉆頭牙輪體和牙齒損壞較大。
石灰?guī)r：一般質(zhì)硬，鉆速慢、進尺少。有的有縫縫洞洞發(fā)育，鉆遇縫洞時，會引起蹩鉆、放空、泥漿漏失等，井漏后有時還會發(fā)生井噴。
石灰?guī)r地層對鉆頭進尺、機械鉆速和鉆頭失效影響很大。另外，當?shù)貙榆浻步诲e，如泥巖與較硬的砂巖相間，易產(chǎn)生井斜；地層傾角較大時易產(chǎn)生井斜。鉆頭在斜井中鉆進易造成損壞。當巖層中含有可溶性鹽類，如石膏層、巖鹽層等，會破壞泥漿的機能，影響到鉆頭的正常使用。