雙擺提速工具在東海的應用

施覽玲

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335）

東海鉆井基本特點如下：井深，且深部地層抗壓強度高，可鉆性差，非均質性強。部分井2000m以下地層傾角較大，需注意防斜打直的問題。同時鉆頭在鉆井過程中易受地層影響破巖效率及使用壽命。基于此利用雙擺提速工具自穩定的原理，一方面解決較大地層傾角下的防斜打直問題，另一方面保證鉆頭穩定性，進而提高鉆井效率。

1 現場試驗應用

東海W3-1井是一口預探井，該井215.9mm井段試驗應用了雙擺提速工具，取得了良好的應用效果，有效提高了機械鉆速，減少了鉆井成本。

1.1 地層巖性及井身結構

W3-1井215.9mm作業井段2507～3708m，鉆遇的主要地層及巖性如下：

1）靈峰組上段（2507～2698m）：以暗色泥巖和粉砂巖、細砂巖為主。2）靈峰組下段（2698～3410m）：以泥巖為主，夾砂巖。局部泥巖含灰，含白云巖，夾泥質砂巖、白云質砂巖，其中白云質砂巖和灰質泥巖非常致密，可鉆性差，機械鉆速低。3）月桂峰組（3410～3708m）：以砂巖為主，夾泥巖。含礫、含泥、含高嶺土，巖性疏松，可鉆性好。

該井井身結構為五開：Ф914.4mm×186m+Ф660.4mm×527m+Ф406.4mm×1102m+Ф311.15mm×2507m+Ф215.9mm×3708m。

1.2 鉆具組合

鉆具組合：Ф215.9mmPDC+Ф177.8mm雙擺提速工具+Ф171.45mm馬達+Ф171.45mm浮閥+Ф206.375mm扶正器+Ф171.45mm隨鉆測井工具+Ф171.45mm定向接頭+Ф171.45mm非磁鉆鋌+Ф171.45mm隨鉆堵漏短接+Ф165.1mm（柔性短接+震擊器）+配合接頭+Ф149.225mm加重鉆桿×1+Ф165.1mm投入式止回閥+Ф127mm加重鉆桿×16。

1.3 工具現場試驗

雙擺提速工具現場應用情況如下：

1）在井口組合工具及鉆具，下鉆至井底，探水泥塞頂深至2482.4m；拆甩防溢管，安裝旋轉控制頭總成，試壓；鉆水泥塞及套管附件至2507m；鉆穿水泥塞及套管鞋后，上下劃眼三遍破壞水泥環。鉆井參數：鉆壓10～30kN，轉速50r/min，排量1800～1900L/min，泵壓12～13MPa，扭矩5～12kN·m。鉆水泥塞平均機械鉆速為14.4m/h。

2）五開鉆進2507～2890m；循環短起下；五開鉆進2890～3167m；循環起鉆，換鉆具組合。鉆井參數：鉆壓20～90kN，排量1700～2000L/min，泵壓12～19MPa，轉速60～80r/min。五開鉆進進尺2507～3167m，純鉆時間115.5h。雙擺提速工具累計循環時間161h，累計進尺660m，平均機械鉆速為5.7m/h。

2 應用效果分析

2.1 鉆頭使用情況

鉆頭起出前后磨損情況（見圖1），根據IADC磨損評價出新率大約80%。雙擺提速工具對鉆頭起到較強的保護作用，此鉆頭可修復或繼續使用。

圖1 五開第一趟鉆入井（左）及出井（右）鉆頭照片

2.2 工具配合情況

使用雙擺提速工具不需要較高的鉆井參數，使用層位扭矩和泵壓的波動較低，雙擺提速工具與馬達配合良好，馬達無井下滯動和憋泵異常情況，降低了鉆井風險，隨鉆測井工具工作正常，鉆頭磨損較小，可修復或繼續使用。

2.3 井身質量

本井地層傾角較大為9.06°～24°，井下工具需要滿足防斜、提速要求。215.9mm井段2507～3708m共作業兩趟鉆，其中2507～3167m使用雙擺提速工具，進尺660m，出井井斜1.1°，井斜穩定控制在1°左右，完全滿足井身質量要求；第二趟（3167～3708m）使用其它提速工具，進尺541m，入井井斜1.1°，出井井斜11°，井斜增加較快。雙擺提速工具有利于復雜地層條件下井身質量的穩定控制，能夠有效解決提速與井斜增長過快的矛盾。本井段井眼規則，起下鉆順暢，無遇阻情況。

2.4 提速效果分析

2.4.1 靈峰組地層巖性分析

215.9mm井段2507～3410m為靈峰組，其中井段2507～2698m為靈峰組上段，2698～3410m為靈峰組下段。雙擺提速工具使用井段為2507～3167m，共計660m，其中泥巖段為321m（占雙擺提速工具所鉆井段深度的49%），含礫細砂巖段為62m（占雙擺提速工具所鉆井段深度的9.4%），含礫細砂巖層零散分布在靈峰組上段的泥巖當中，靈峰組下段2698～3191m井段巖性以可鉆性差的泥巖為主，3191～3410m井段巖性以可鉆性好的含礫細砂巖為主。雙擺提速工具在使用井段工作正常。

2.4.2 機械鉆速對比分析

通過與鄰井215.9mm井眼同層位平均機械鉆速進行對比可知（見表1），使用雙擺提速工具后，平均機械鉆速提高約40%，提速效果明顯。

表1 本井與鄰井215.9mm井眼同層位平均ROP對比分析

進入靈峰組下段，機械轉速降低（雙擺提速工具在靈峰組上段2507～2698m的平均機械鉆速為10.4m/h，靈峰組下段2698～3167m的平均機械鉆速為4.8m/h）。在井深3167m起鉆更換了其它提速工具，在靈峰組下段3167～3191m機械鉆速也很低，平均機械鉆速為1.3m/h，因此分析雙擺提速工具進入靈峰組下段后機械鉆速降低的原因主要是地層巖性是可鉆性差的泥巖。

3 結論與建議

1）雙擺提速工具能夠有效克服粘滑效應，抑制井下鉆頭及鉆具的振動，確保鉆頭有效切削地層，延長鉆頭壽命，同時具有穩斜功能，有利于復雜地層條件下井身質量的控制，解決提速與井斜增長過快的矛盾，本次應用基本達到了預期效果。

2）雙擺提速工具提速效果明顯，在東海W3-1井215.9mm井段應用，使用段平均機械鉆速為5.7m/h，與鄰井同地層對比，平均機械鉆速提高約40%。

3）雙擺提速工具已在陸地油田多口井成功應用，W3-1井是雙擺提速工具在東海應用的第一口井，工具在作業目標層段選擇、鉆頭選型、鉆具組合和參數等方面還可以進一步優化，建議后續繼續試驗應用，進一步釋放雙擺提速工具的優勢，以提高鉆井效率。