一種新型巖屑床清除器在渤海油田A 井的應用

唐啟勝 郝宜雷 吳智文 王克洋 王 慶

（1、中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300450 2、中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津300450）

1 概述

加密調整作為當前渤海油田高效開發的最重要方式，這其中的加密調整井往往較多的選用大斜度井，這與渤海油田剩余油分布情況密切相關，然而由于渤海油田復雜特殊的地質情況，雖然大斜度井在開發剩余油方面具有諸多的優勢，但是由于受穩斜角和穩斜段較長的影響，巖屑堆積形成巖屑床會導致各種井下事故和復雜情況的發生。更有憋漏地層、鉆具刺漏、鉆具阻卡等復雜情況的發生而改變井身結構。井眼清潔而導致的鉆具阻卡等復雜情況或工程事故對提升鉆井時效帶來了嚴重不利影響，導致開發成本居高不下。針對攜巖困難的特點，從工具介紹、工程分析、工藝措施等方面進行研究論證，形成一套針對大斜度井高效攜巖的有效方法，從而有效提高該油田大斜度井段的鉆井作業效率和安全性。

2 渤海油田A 井基本情況

2.1 地質概況

渤海油田A 井揭示的地層，自上而下分別為第四系平原組，新近系明化鎮組和館陶組，古近系東營組和沙河街組。古近系東營組深部地層主要為為巨厚層褐灰色泥巖層坍塌壓力較高，井壁失穩周期短。

2.2 工程概況

井身結構設計原則：第一，增加表層下深，減少二開裸眼段長度，減少二開裸眼暴露時間和巖屑床形成幾率；第二，盡可能減少多套壓力體系共存一裸眼（東營、沙河街、潛山），9-5/8'' 套管至少下至東二、東三段，封固大套泥巖段、易坍塌段。A 井井身結構：17-1/2'' 井眼鉆進至805m；二開12-1/4″井眼鉆進至3805m；三開8-1/2 井眼鉆進至完鉆井深4600m。定向井數據：井深800m 增斜至井斜66.5°，井方位80°；從800m 至3500m，66.5°穩斜鉆進，井方位從80°扭方位至300°；從3500m 至3805m 增斜穩方位鉆進至著陸井深3805m；三開水平段鉆進至4600m。

綜上數據知，二開穩斜角66.5°，穩斜段長2700m，軌跡扭方位220°左右。本口井井穩斜角大、穩斜段長、裸眼暴露時間長，巖屑容易堆積形成巖屑床，阻卡風險很高，通過分析決定使用新型巖屑床清除器。

2.3 巖屑床清除器介紹

巖屑床清除器有不同葉片結構類型，可破壞巖屑床，并保持巖屑懸浮和連續運移。針對A 井特點,優選使用螺旋形葉片結構巖屑床清除器。螺旋形葉片具有良好導向作用，對下方鉆井液具有抽汲效果，從而更為有利于巖屑上返。為使工具清巖效果達到最好，項目組通過室內模擬實驗對葉片螺旋角與巖屑床清理效果的關系進行研究，當螺旋角呈30°左右時，清除效果最為明顯，工具的使用效率最高。

新型巖屑床清理器將采用三段清除結構，兩端及螺旋槽內加工有特殊材料耐磨帶，更有利于保護巖屑床清除部件，且每一段巖屑床清除部件由兩段不同導程的螺旋刀翼組成，外徑大的一段能夠起到工具扶正、高效沖刷巖屑床的作用，外徑小的一段更加有利于巖屑床上移，兩段配合更夠高效清除巖屑床。結構示意圖如圖1 所示：

圖1 巖屑床清理器結構示意圖

2.4 現場使用情況及效果

通過專業工程師軟件計算，將巖屑床方在合適的位置，結合A 經情況間隔加放巖屑床清除器（具體加放位置見鉆具組合），這樣充分發揮新型倒劃眼扶正器破碎巖屑床、巖屑床清除器連續運移巖屑床的作用，形成了一套高效的巖屑床清除方法。鉆具組合：12-1/4''PDC-Bit+9-5/8''PDM(1.15°)+8''F/V+11-3/4'' STB+8 '' NMDC+8''MWD +8''NMDC+8 '' 液 壓 震 擊 器+X/O+5-1/2''HWDP×14+1# 巖屑床破壞器+5-1/2”DP×12+2#巖屑床破壞器+5-1/2''DP×12+3#巖屑床破壞器。

巖屑床清除器入井深度1400m，累計進尺2400m，累計井下作業時間120 小時，鉆進井段井斜均65°左右。鉆進過程中巖屑返出明顯增多，鉆進扭矩平穩，短起下時扭矩和泵壓均平穩，一定程度減少了阻卡幾率，進而提高了作業效率。工具出井后螺旋槽內堆有松軟淤泥，判斷為倒劃眼起鉆過程中從井壁刮削的泥餅，工具未出現泥包，螺旋槽耐磨帶未出現明顯磨損，說明工具狀態良好，性能穩定。

圖2

從該圖可以看出，使用巖屑床清除器之后巖屑返出明顯增加，有確保井眼暢通，有效清除沉積在井眼底邊的巖屑床。

本口井倒劃眼平均速度為108.2m/h，在原基礎上提高40.72%；起下鉆平均速度為360.35m/h，在原基礎上提高10.04%。通過使用新型巖屑床清除器，有效的改善了井眼清潔困難的問題，減少了鉆具阻卡和憋漏地層的幾率，從而提高了鉆井作業效率，降低了鉆井成本。現正處于市場油價低迷的特殊時期，又正值渤海油田增儲上產關鍵階段，通過使用新工具新工藝降低油田開發成本有著很大的意義，類似井型可以根據具體情況使用該新型巖屑床清除器。

結束語

現正處于市場油價低迷的特殊時期，又正值渤海油田增儲上產關鍵階段，通過使用新工具新工藝降低油田開發成本有著很大的意義。渤海油田A 井成功使用了新型巖屑床破壞器，有效的清除巖屑床，很好的改善了振動篩返砂問題，提高了作業時效，確保了作業安全。新型巖屑床破壞器可在同類井型推廣應用，減少鉆井施工難度同時也提高了鉆井水平延伸極限，更有利于衛星型區塊的油田的開采開發。為了進一步提高大斜度井作業時效，還應從鉆井設備的選擇、井眼軌跡優化、井身結構設計、鉆井液體系的優選等多個方面進行進一步研究。