鉆具防磨接頭技術(shù)在錦州油田的研究與應(yīng)用

任憲忠

摘 要：針對(duì)側(cè)鉆井開窗、鉆進(jìn)過程中鉆具彎曲或老井井眼不規(guī)則，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)鉆井時(shí)損傷原井固有套管的現(xiàn)象，進(jìn)行了側(cè)鉆井鉆具防磨接頭的研制。實(shí)踐表明，側(cè)鉆井防磨接頭能夠避免鉆具對(duì)套管的破壞性磨損，同時(shí)減少鉆具的摩阻，提高了磨銑及裸眼鉆進(jìn)的速度，提高了修井效率，縮短了修井周期，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：側(cè)鉆；接頭；偏磨；套管

前言

隨著開采時(shí)間的延長，錦州油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)中后期，套變井逐年增多，特別是實(shí)施蒸汽吞吐的稠油井表現(xiàn)得更為明顯，注汽輪次越多的稠油井，其油層套管及固井水泥環(huán)性能越容易發(fā)生改變，套管損壞情況越嚴(yán)重[1]，至使許多井不能正常生產(chǎn)。雖然已形成一套較完整的、切實(shí)可行的“套管損壞”修復(fù)工藝技術(shù)，使部分因“套管損壞”而停產(chǎn)的井能恢復(fù)生產(chǎn)，但是，對(duì)于套管損壞嚴(yán)重的熱采井，由于井下情況特別復(fù)雜，進(jìn)行井下作業(yè)打撈、磨銑、整形、倒扣、套銑等均無效，且多發(fā)生在油層頂界300～800m，因此只能靠開窗側(cè)鉆恢復(fù)其產(chǎn)能。

開窗側(cè)鉆技術(shù)就是在選定的套管損壞井（損壞點(diǎn)較深的嚴(yán)重套管損壞井）的套管損壞點(diǎn)以上某一合適深度位置固定一個(gè)專用斜向器，利用斜向器的導(dǎo)斜和選斜作用，使專用工具（如銑錐等）在套管側(cè)面開窗，形成通向油層的必由通道，然后由側(cè)鉆鉆具（包括鉆頭）鉆開油層至設(shè)計(jì)深度，下入小套管固井射孔完成[2～4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，遼河油田的側(cè)鉆井已經(jīng)超過1600余口，但在側(cè)鉆開窗、鉆裸眼過程中由于原井存在著固有的井斜，新井眼新井斜的產(chǎn)生及鉆壓的不均衡，使得鉆具彎曲緊貼套管壁，在鉆具的旋轉(zhuǎn)過程中，容易損壞或損傷原井固有套管，發(fā)生套管偏磨損壞現(xiàn)象，給后期投產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。針對(duì)這種現(xiàn)象，進(jìn)行了側(cè)鉆井鉆具防偏磨接頭的研制，并成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。

1 技術(shù)原理及特點(diǎn)

FMJ-145-Ⅰ型是由2個(gè)接頭組成，中間裝有80 mm 尼龍纖維塑料1M1107轉(zhuǎn)動(dòng)膜，并且能在接頭本體上轉(zhuǎn)動(dòng)（圖1）。由于轉(zhuǎn)動(dòng)尼龍纖維塑料與井壁之間的摩阻系數(shù)較小的原因，使原井套管免受傷害，地面鉆壓順利傳送到鉆頭，確保裸眼鉆進(jìn)機(jī)械鉆速的提高。

FMJ-145-Ⅱ型是由2個(gè)接頭聯(lián)接組成，中間裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承（圖2），通過軸承的外徑尺寸及軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)，減少鉆具與套管之間的摩阻，避免鉆具對(duì)原井套管的傷害，從而達(dá)到提高鉆機(jī)械鉆速的目的。該工具的加工難度較大，軸承需要防砂密封與表面硬度強(qiáng)化。

以上2種類型的防磨接頭，Ⅰ型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)動(dòng)套損壞后比較容易更換，價(jià)格較低；Ⅱ型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及應(yīng)用

通過對(duì)錦州采油廠近116口二次側(cè)鉆井統(tǒng)計(jì)資料分析認(rèn)為，開窗側(cè)鉆點(diǎn)上部套管發(fā)生變形、錯(cuò)斷。2010～2012年通過對(duì)54口側(cè)鉆井側(cè)鉆后井口底法蘭的檢查，發(fā)現(xiàn)底法蘭短接偏磨井有4口，偏磨嚴(yán)重的已經(jīng)出現(xiàn)漏洞。統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明，側(cè)鉆偏磨對(duì)原井套管損害相當(dāng)嚴(yán)重，不能忽視。

側(cè)鉆井鉆具防磨接頭在錦州采油廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用54井次，均取得了較好的效果，使用該工具的側(cè)鉆井，沒有出現(xiàn)底法蘭試壓不合格事項(xiàng)。其主要作用是減少了造斜井段鉆具摩阻，增加了鉆壓傳遞效率，提高機(jī)械鉆速。其主要試驗(yàn)性能參數(shù)是泵壓、攜砂性能、扭矩傳遞、抗拉及抗扭強(qiáng)度。主要指標(biāo)是防磨性能、減少摩阻情況等。下面以錦45-030-25井為例加以說明。

（1）錦45-030-25的側(cè)鉆設(shè)計(jì)情況。①開窗位置853 m；②完鉆井深1 195 m；③裸眼進(jìn)尺350～850 m；④井斜8～12°；⑤350～750 m鉆具連接情況1個(gè)/100m分散在造斜井段。

（2）入井情況。套管開窗時(shí)開始應(yīng)用，按以上設(shè)計(jì)位置連接，使用周期16 h，泵壓為4.5～5.0 MPa，攜屑性能正常；鉆裸眼時(shí)應(yīng)用，仍按上述設(shè)計(jì)進(jìn)行連接，因?yàn)橹饕欠捞坠苣p，中途起鉆換鉆頭一次，連續(xù)使用74.8 h，泵壓6～6.5 MPa，攜砂性能正常。

（3）試驗(yàn)情況。通過套管開窗過程中防磨接頭（FMJ-145-Ⅰ）的應(yīng)用，證明了該接頭扭矩傳遞及抗拉扭矩強(qiáng)度均能滿足井下的需要，并且能夠起到套管的防磨作用。同時(shí)減小鉆具的摩阻，使鉆壓能及時(shí)補(bǔ)充到銑錐上，可提高磨銑速度。

通過側(cè)鉆井裸眼鉆進(jìn)過程防磨接頭（FMJ-145-Ⅰ）的應(yīng)用，也充分證明了該接頭的機(jī)械性能的可靠性，能滿足側(cè)鉆井裸眼鉆進(jìn)的要求。在大井斜段分布連接防磨接頭，能夠起到保護(hù)套管防磨損的作用，同時(shí)減小鉆具在大井斜井段的摩阻，使鉆壓及時(shí)傳遞補(bǔ)充到鉆頭上，可提高裸眼鉆機(jī)的機(jī)械鉆速。如果將該接頭應(yīng)用在裸眼井段（造斜井段）及套管內(nèi)，造斜井段對(duì)保護(hù)套管，減小摩阻，提高修井速度，縮短修井周期將會(huì)有更明顯的效果。

3 結(jié)束語

3.1 隨著稠油注汽輪次的增多，套管損壞現(xiàn)象日益嚴(yán)重，為使油井重新利用，側(cè)鉆井的數(shù)量急劇增長。但在側(cè)鉆開窗過程中，由于原井和新井都存在井斜，使得鉆具彎曲緊貼套管壁，當(dāng)鉆具高速旋轉(zhuǎn)時(shí)便極容易損壞或損傷原井固有套管。

3.2 側(cè)鉆井鉆具防磨接頭的研制就是針對(duì)大修側(cè)鉆過程中，鉆具磨損套管嚴(yán)重的現(xiàn)狀而提出的。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，側(cè)鉆井鉆具防磨接頭機(jī)械性能可靠。防磨接頭連入磨銑、鉆進(jìn)過程中，泵壓正常，攜砂性能良好，沒有給原有鉆具帶來不良影響。

3.4 套管井內(nèi)應(yīng)用鉆具防磨接頭，避免了套管的鉆具破壞性磨損。減少鉆具的摩阻，提高了磨銑及裸眼鉆進(jìn)的速度，同時(shí)提高了修井效率，縮短了修井周期，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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