冲击载荷高效破岩的技术优势已得到广泛认可,同时也是目前油气钻井提速的主要途径,自激振荡冲击钻井提速技术便是联合动静载荷,发挥其高效破岩特点,实现油气钻井提速的成功应用。目前,自激振荡冲击钻井提速技术已发展了两种提速方式,即自激振荡冲击钻井提速和高速旋转冲击(螺杆钻具+自激振荡冲击工具)钻井提速。前期,上述两种钻井提速方式已在众多井次特殊硬地层提速过程中分别得到应用,但随着自激振荡式冲击钻井提速技术认识的不断深入,研究并评估自激振荡钻井提速方式在不同井段的适应性,实现自激振荡冲击钻井全井分段提速方式与不同地层的优配,不仅是目前现场提速提效所关注的主要课题,同时也是自激振荡旋转冲击钻井技术体系进一步发展完善的方向。首先,本文通过对自激振荡工具本身特性及前期现场试验研究,分析了不同自激振荡提速方式的提速机理,并建立了自激振荡冲击凿入数学模型,分析了自激冲击力幅频特性、钻压及凿入系数对系统输出凿入力的影响。其次,本文选取了塔里木台盆区某深井测井资料,建立其测井段岩石力学参数剖面,并通过K-means数据聚类方法,将计算结果数据点进行聚类,研究各分群类岩石力学参数概率密度分布特征,并以概率密度为指标,提取模拟所需材料参数,以充分接近现场实际应用环境。然后,基于自激振荡工具的冲击特性,通过破岩仿真模拟,研究了PDC切削齿与岩石作用过程及岩石破碎特征,探索了冲击力幅值及频率对破岩效果的影响。为完成冲击钻井方式在不同井段适应性研究,利用分段岩石聚类结果,研究了各类群岩石在不同冲击方式下的提速响应,包括系统耗能、破岩体积、破岩比能、切削齿吃深及其受岩石冲击反力的变化规律。最后,以上述对冲击破岩模拟的认识为指导,对比分析了硬地层及软地层中的自激旋冲和高速旋冲提速方式适应性,结果表明,高速旋冲提速在相对较软地层的适应性较好,而硬地层则以自激旋冲适应性更佳。通过本文对冲击破岩的数值模拟及现场实验研究,明确了自激振荡冲击钻井提速技术不同冲击方式在不同井段的适应性,进一步挖掘各井段提速潜力,为下一步自激振荡全井提速及区域提速技术体系的建立提供了理论支持。