控斜打快新實(shí)踐
——方23井鉆進(jìn)收獲

萬(wàn)發(fā)明，李玉海，王春華，楊決算，李秋杰

(大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院，黑龍江大慶163413)

1 概述

方正區(qū)塊寶泉嶺組下部及達(dá)連河組、新安村+烏云組均是易斜井段，地層傾角10°以上，自然造斜率高達(dá)0.9°/30m，鉆進(jìn)時(shí)易井斜，難以控制。3000m左右的井平均測(cè)斜次數(shù)在20次以上，鉆井速度慢，鉆進(jìn)周期長(zhǎng)。例如：方402井寶一段、烏云組地層傾角分別為7.2°、15.1°，采取0.75°單彎螺桿降斜，損失5d。同時(shí)，新安村+烏云組巖性以砂礫巖、含礫細(xì)砂巖為主，受巖性的制約，常規(guī)PDC鉆頭鉆速慢、進(jìn)尺少，頻繁起下鉆，嚴(yán)重影響施工效率。

目前在這些易斜區(qū)塊已使用的井斜控制技術(shù)，控制效果不理想，難以有效地克服地層自然造斜對(duì)鉆頭產(chǎn)生的側(cè)向力，因此鉆井效率不高，機(jī)械鉆速較低。

2 打快技術(shù)研究

2.1 液動(dòng)旋沖工具簡(jiǎn)介

液動(dòng)旋沖工具是大慶油田近年來(lái)自主研發(fā)的一種提速工具，它通過(guò)鉆井液驅(qū)動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生高頻周向振動(dòng)，使PDC鉆頭在剪切的基礎(chǔ)上附加了周向的高頻機(jī)械沖擊，能夠有效消除“粘滑現(xiàn)象”，保護(hù)鉆頭，提高破巖效率；同時(shí)鉆井液流經(jīng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)形成了高壓水力脈沖射流，提高巖屑運(yùn)移效率，減少井底巖屑重復(fù)切削，進(jìn)一步提高了機(jī)械鉆速。

2.2 性能參數(shù)（見表1）

2.3 應(yīng)用效果

目前該工具已形成了2種功能、4種規(guī)格型號(hào)的系列產(chǎn)品，適用井眼尺寸覆蓋6″～12-1/2″井眼，累計(jì)在大慶、吉林、新疆、中原、外蒙等油田應(yīng)用180多支工具，應(yīng)用83口井，總進(jìn)尺53143m，平均機(jī)械鉆速2.84m/h，與常規(guī)鉆進(jìn)方式相比平均提速1倍以上，單井鉆井周期平均縮短10～20d，提速效果明顯。單支工具最高進(jìn)尺指標(biāo)1326m，最高使用時(shí)間指標(biāo)275h，性能指標(biāo)達(dá)同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平。見表2。

3 控斜技術(shù)

3.1 防斜鉆具組合

使用Landmark軟件模擬各鉆具組合（光鉆鋌、塔式、鐘擺、滿眼等）造斜率隨鉆壓的變化，結(jié)合液動(dòng)旋沖工具施工特點(diǎn)，最終優(yōu)選出適用于直井，地層傾角小于7°的“單鐘擺”鉆具組合。見圖1。

表2 液動(dòng)旋沖工具各區(qū)塊應(yīng)用情況典型案例

圖1 Landmark模擬結(jié)果

單鐘擺鉆具組合：?215.9mm鉆頭×0.3m+?178mm液動(dòng)旋沖工具×1.6m+?165mm鉆鋌×9.5m+?214mm穩(wěn)定器×1.5m+鉆鋌+鉆桿。

3.2 糾斜鉆具組合

對(duì)于地層傾角大于7°的地層，單獨(dú)使用鉆具和調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)難以有效控制井斜增長(zhǎng)。為此，使用螺桿和MWD（LWD）監(jiān)測(cè)井斜并及時(shí)糾斜，同時(shí)使用液動(dòng)旋沖工具提高鉆速。

糾斜鉆具組合：?215.9mm鉆頭×0.3m+?178mm液動(dòng)旋沖工具×1.6m+?172.0mm螺桿鉆具（1.25°）×9m+?172mm鉆具浮閥+?172.0mm MWD（LWD）+鉆鋌+鉆桿。

4 方23井施工分析

4.1 方23井概況

方23井為直井，設(shè)計(jì)井深3600m。施工難度主要有2點(diǎn)：第一，新安村+烏云組地層傾角大，達(dá)10.4°，極易發(fā)生井斜；第二，烏云組及以下巖石含礫，研磨性強(qiáng)，易造成PDC鉆頭過(guò)早磨損（見表3）。

表3 方23井施工層位概況

4.2 液動(dòng)旋沖工具施工情況

該井共施工3趟鉆，施工井段1997.00～3518.45m，總進(jìn)尺1521.65m，平均單趟鉆進(jìn)尺507.22m，累計(jì)純鉆進(jìn)時(shí)間344.75h，平均機(jī)械鉆速4.41m/h。第一趟鉆使用“單鐘擺”鉆具組合，第二、三趟使用糾斜鉆具組合。入井井斜2°，出井井斜1.2°。見表4。

表4 方23井鉆進(jìn)情況

4.3 與鄰井對(duì)比情況

與鄰井方17井對(duì)比（7趟鉆，井段2067～3574m，總進(jìn)尺1507m，平均單趟鉆進(jìn)尺215.29m，平均機(jī)械鉆速2.35m/h），平均單趟鉆進(jìn)尺提高136%，平均機(jī)械鉆速提高88%，節(jié)省4趟鉆。同時(shí)，由于井斜得到有效控制，保證了井身質(zhì)量，為下套管等后續(xù)作業(yè)提供了良好的井眼條件。

5 結(jié)論

（1）液動(dòng)旋沖工具能夠有效消除“粘滑現(xiàn)象”，提高破巖效率，提高機(jī)械鉆速；同時(shí)，能夠起到保護(hù)PDC鉆頭的作用，配合PDC鉆頭在礫巖層位取得較好的應(yīng)用效果。

（2）液動(dòng)旋沖工具能夠配合MWD使用，保持快速鉆進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行井斜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（3）適用于液動(dòng)旋沖工具的2套鉆具組合具有防斜、糾斜功能，能夠在地層傾角較大的地層中實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)，并有效保證井身質(zhì)量。

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