3 1/2英寸非標鉆具在5 1/2英寸套管開窗側(cè)鉆井中的應用

李業(yè)勛(長城鉆探工程有限公司鉆井三公司，遼寧盤錦124010)

0 引言

長城鉆探側(cè)鉆能技術(shù)始于1992年，第一口側(cè)鉆井—齊40-16-26C側(cè)鉆井施工，該井側(cè)鉆成功，為油田近千口瀕臨報廢的井帶來再生希望。經(jīng)過多年的發(fā)展，長城鉆探鉆井三公司依托遼河油田成為國內(nèi)完成側(cè)鉆井最多、運用側(cè)鉆技術(shù)增儲上產(chǎn)最明顯的油田，技術(shù)水平也一直處于領(lǐng)先地位。隨著油田剩余油氣開發(fā)的需要，裸眼段逐年增加，為了滿足側(cè)鉆井工藝要求，長城鉆探鉆井三公司在遼河油田51/2″(″，為英寸單位符號。下同)套管開窗長裸眼段鉆井大力推廣31/2″非標鉆具，取得了良好的使用效果。

1 現(xiàn)有2 7/8″鉆桿存在的不足

2018年以前，我公司在遼河油區(qū)施工的51/2″套管開窗長裸眼鉆井都是使用符合API 標準的27/8″鉆桿。以F42-32C 井為例，窗口位置1955m，完鉆井深2613m，裸眼段長658m。鉆具組合為：φ118mm 單牙輪鉆頭+φ102mm 單彎螺桿+浮閥+定位接頭+φ105mm 雙母無磁鉆鋌1根+φ105mm 鉆鋌2根+φ73mm 加重鉆桿20根+φ73mm 鉆桿。

51/2″套管開窗鉆井井眼較常規(guī)井眼的根本差別在于井徑和環(huán)空間隙小，較小的環(huán)空間隙導致小井眼在鉆井過程中環(huán)空壓耗過大。根據(jù)國內(nèi)外對小井眼鉆井技術(shù)的研究資料顯示，常規(guī)27/8″鉆桿接箍外徑偏大在φ105-φ110mm 之間，小井眼的環(huán)空壓耗占總壓耗的40%以上，而81/2″及以上常規(guī)井眼的環(huán)空壓耗大約占總壓耗的10%。使用常規(guī)27/8″鉆桿環(huán)空壓耗大，井壁承受的壓力波動大，特別是鉆桿接箍處鉆井液上返速度是本體處的3～4倍，井壁穩(wěn)定性差極易導致井漏和劃眼的情況發(fā)生。因泵壓高，施工排量受限，攜巖困難也易引發(fā)其他復雜情況。由于水眼小，增加了鉆具內(nèi)的循環(huán)壓耗，到達馬達的鉆井液壓力減小，影響了鉆進效率。

2 3 1/2″非標鉆具的優(yōu)勢

隨著遼河油區(qū)51/2″套管側(cè)鉆井長裸眼井的最多，管柱內(nèi)外的壓耗越來越大，為了能夠均勻內(nèi)外管柱的壓耗，結(jié)合現(xiàn)有通用的鉆具尺寸，采用31/2″管體與小接箍(外徑φ100mm)接頭的組合，接頭螺紋是根據(jù)APIRP 7G 的理論設(shè)計得出的。

2.1 采用雙臺肩PD29扣型

非標鉆具最大的特點是采用雙臺肩PD29扣型，與API標準接頭相比有2個密封面，在雙臺肩接頭上扣時，主臺肩先頂上，副臺肩留有很小的間隙，以確保主臺肩能起到密封作用。當上扣達到一定扭矩后副臺肩頂上；當達到上緊扭矩后，副臺肩能夠起到增加抗扭強度的作用。

2.2 大內(nèi)徑小接箍

31/2″非標鉆具雙臺肩非API標準接頭內(nèi)徑為φ50.8mm，外徑為φ100mm。減小接頭外徑，增加了環(huán)空空間，降低了鉆具環(huán)空的循環(huán)壓耗。本體內(nèi)徑為φ70.2mm，增加本體的內(nèi)徑，降低了鉆具內(nèi)的循環(huán)壓耗。

圖1 3 1/2″非標鉆桿示意圖

表1 3 1/2″PD29鉆桿與2 7/8鉆桿的主要參數(shù)表對比

3 3 1/2″非標鉆具的應用情況

與27/8″鉆桿相比，31/2″非標鉆具有高抗扭、大排量、循環(huán)壓耗低等優(yōu)勢，2018年以來，我公司在遼河油區(qū)51/2″套管開窗長裸眼鉆井中積極開展現(xiàn)場試驗，并進行了推廣應用。

F41-39C井是一口51/2″套管開窗長裸眼鉆井，其開窗點位置為1598m，完鉆井深2418m，裸眼段長820m，施工中使用31/2″G105 非標鉆具，鉆具組合為φ118mmPDC鉆頭+φ102mm 單彎螺桿+浮閥+定位接頭+φ105mm 雙母無磁鉆鋌1 根+φ88.9mm 鉆桿。循環(huán)壓耗顯著降低，與根據(jù)實際數(shù)據(jù)并通過軟件計算結(jié)果相符，在7 l/s的排量下施工中使用31/2″非標鉆具比使用27/8″普通鉆桿，其計算立管壓力相差2.56MPa。說明φ118mm 小井眼環(huán)空間隙小，循環(huán)當量密度高，循環(huán)壓耗大，可以通過使用31/2″非標鉆具等技術(shù)措施，顯著降低循環(huán)壓耗，減輕起鉆后由于地層橫向應力的釋放帶來的影響，降低井壁失穩(wěn)和井漏風險。本井順利完鉆未發(fā)生劃眼、電測遇阻等井下故障。

4 結(jié)論

31/2″非標鉆具非標鉆具具有高抗扭、大水眼、雙密封等特點，較API 標準鉆具在長裸眼段側(cè)鉆井使用中更有優(yōu)勢。自31/2″非標鉆具遼河油田51/2″套管開窗長裸眼段鉆井中推廣應用以來，未發(fā)生任何鉆具質(zhì)量事故，有效保障了長裸眼段的安全提速目標，取得了良好的使用效果，具有廣闊的應用前景。