略說(shuō)石油的復(fù)合鉆井技術(shù)
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一、復(fù)合鉆井技術(shù)應(yīng)用早期的情況
以前使用鐘擺鉆具輕壓吊打的方式，這種方式的特點(diǎn)是質(zhì)量好，但鉆速慢。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，MB3井牙輪鉆頭配合螺桿鉆具在營(yíng)城組在應(yīng)用時(shí)，速度增幅范圍為為8％—701％。應(yīng)用復(fù)合鉆井技術(shù)，可以使于PDC鉆頭的優(yōu)越性發(fā)揮到極致，同時(shí)螺桿鉆具的使用時(shí)間也會(huì)持續(xù)延長(zhǎng)，這些和該地區(qū)的地質(zhì)狀況，例如均勻的巖質(zhì)，有著密不可分的關(guān)系。螺桿鉆具使用壽命的延長(zhǎng)和PDC鉆頭的優(yōu)越性的有效發(fā)揮的結(jié)合，會(huì)使得鉆速大大增強(qiáng)，從中可以看到這一方式的廣泛應(yīng)用前景和未來(lái)。鉆頭的型號(hào)，區(qū)域的地質(zhì)狀況，以及螺桿使用時(shí)間的延長(zhǎng)這些因素共同造成了鉆井速度提高。但是，在前期的應(yīng)用中，復(fù)合鉆井技術(shù)并不能保證速度和質(zhì)量同時(shí)提高，質(zhì)量方面會(huì)有欠缺。
二、復(fù)合鉆井技術(shù)的方案探析
從地質(zhì)的巖性的出發(fā)，考慮可鉆性，選取向匹配的鉆頭。同時(shí)，在選取鉆井方式上，要具備以下優(yōu)越特性：能有效增高井底鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)，保障鉆柱的工作狀態(tài)，使鉆壓維持穩(wěn)定，工作行程增加，以及單位切削刃破巖量，這些都是保證速度和質(zhì)量的重要參數(shù)。從下部沙河子組的材料分析，用PDC鉆頭配螺桿鉆具在提升速度方面具有很大的優(yōu)越性，以下鉆具的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)這一性能的主要原因。：一是PDC鉆頭直螺桿鉆具，PDC鉆頭螺桿鉆具(直)匹配尺寸的無(wú)磁鉆鋌2根相應(yīng)的滿眼扶正器鉆鋌3根，以及在此基礎(chǔ)上配合超重的鉆桿和鉆桿。二是PDC鉆頭配小角度螺桿鉆具。PDC鉆頭配合小角度的螺桿鉆具，加上相應(yīng)尺寸無(wú)磁鉆鋌2根(MWD)滿眼扶正器鉆鋌3根加重鉆桿鉆桿。三是控制鉆井參數(shù)，比如鉆壓應(yīng)在45～102kN這個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速控制在30～70r／min，以及排量的范圍應(yīng)是23～38L／s。以上這些參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要。井下的狀況，井眼尺寸的大小來(lái)選擇，因地制宜。螺桿方面要注意選擇型號(hào)。241.3mm這一型號(hào)在松遼盆地南部地區(qū)的海相地層中應(yīng)用廣泛。對(duì)241.3mm的選型，可以參考其它地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，本人實(shí)地考察了螺桿的制造廠家，許多油田和氣田在螺桿方面的使用狀況。在此提出選擇井眼螺桿的有效方案。鉆井技術(shù)應(yīng)配合使用PDC鉆頭。增大單只鉆頭的尺寸，提升行程鉆速。這一方案和構(gòu)想主要應(yīng)用于下部海相地層。長(zhǎng)井段運(yùn)用螺桿鉆具劃眼不宜在下鉆過(guò)程中使用。在整個(gè)鉆井過(guò)程中，排量的確定要根據(jù)井眼尺寸的大小，以及鉆具的功率情況。腰平3井復(fù)合鉆井技術(shù)的要求YD9HF井是中石化華北石油工程公司五普鉆井分公司承鉆的一口評(píng)價(jià)井，在長(zhǎng)春地區(qū)得到了有效運(yùn)用。下面是有關(guān)YD9HF和腰平3井技術(shù)的綜合分析。水泥環(huán)與套管壁、井壁膠接緊密，管外無(wú)串槽。固井質(zhì)量檢查測(cè)井測(cè)定的固井質(zhì)量應(yīng)至少達(dá)到合格以上標(biāo)準(zhǔn)。固井后套管試壓應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)
營(yíng)城組5井在3143-3368米井段采用HC505ZX鉆頭，對(duì)復(fù)合鉆井技術(shù)進(jìn)行了探索，機(jī)械鉆速1.57米/小時(shí)，進(jìn)尺227米，由于鉆頭在井下的波動(dòng)比較大，所以扭矩也比較大，出現(xiàn)了個(gè)別鉆頭、掉塊以及開(kāi)泵困難的情況，被迫終止。最終選擇復(fù)合鉆井技術(shù)，采用PDC鉆頭，全井機(jī)械鉆速提高，鉆井周期縮短，說(shuō)明該處地層砂礫互層及硬質(zhì)泥巖的情況下，該鉆頭能夠承受高轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，因此，該區(qū)域采復(fù)合鉆井技術(shù)值得推廣。該組十屋8井為水平井，深度設(shè)計(jì)4658.55米，實(shí)際深度4663米，垂直深度設(shè)計(jì)3768米，井底位移設(shè)計(jì)為1100米，實(shí)際位移1099.87米，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該井所鉆底層為火成巖，具有較強(qiáng)的研磨性，對(duì)鉆頭的磨損非常嚴(yán)重。根據(jù)3井的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)鉆采用江鉆MD617NX、MD537HX兩種鉆頭，效果較好，但是這兩種鉆頭在11井使用時(shí)，效果不好。在11井最終采用復(fù)合鉆井技術(shù)，采用PDC鉆頭在深度3774-4251米井段內(nèi)，使用14只PDC鉆頭，平均進(jìn)尺為34米，使用平均時(shí)間17.46小時(shí)。在十屋8井用型號(hào)為MD537HDPX鉆頭，進(jìn)尺68米，時(shí)間32小時(shí)，鉆速2.12米/小時(shí)，使用效果比較理想。結(jié)束語(yǔ)長(zhǎng)春地區(qū)復(fù)合鉆井技術(shù)的應(yīng)用，一是大幅度提高了機(jī)械鉆速，二是能連續(xù)控制井眼軌跡，避免了許多不必要的輔助性工作，節(jié)約了鉆井時(shí)間。同時(shí)使井下鉆具結(jié)構(gòu)得到了有效簡(jiǎn)化，防卡效果好，井斜被控制在很小的范圍內(nèi)，較好的實(shí)現(xiàn)了復(fù)合鉆井技術(shù)防斜和打快的統(tǒng)一，縮短了鉆井的周期，提高了速度和鉆井質(zhì)量，進(jìn)一步挖掘了復(fù)合鉆井技術(shù)在東北地區(qū)的潛力。
作者：董強(qiáng)偉韓飛翔倉(cāng)蘇豫單位：中石化華北石油工程有限公司
