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      略說石油的復合鉆井技術

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      略說石油的復合鉆井技術

      一、復合鉆井技術應用早期的情況

      以前使用鐘擺鉆具輕壓吊打的方式,這種方式的特點是質量好,但鉆速慢。經過統計,MB3井牙輪鉆頭配合螺桿鉆具在營城組在應用時,速度增幅范圍為為8%—701%。應用復合鉆井技術,可以使于PDC鉆頭的優越性發揮到極致,同時螺桿鉆具的使用時間也會持續延長,這些和該地區的地質狀況,例如均勻的巖質,有著密不可分的關系。螺桿鉆具使用壽命的延長和PDC鉆頭的優越性的有效發揮的結合,會使得鉆速大大增強,從中可以看到這一方式的廣泛應用前景和未來。鉆頭的型號,區域的地質狀況,以及螺桿使用時間的延長這些因素共同造成了鉆井速度提高。但是,在前期的應用中,復合鉆井技術并不能保證速度和質量同時提高,質量方面會有欠缺。

      二、復合鉆井技術的方案探析

      從地質的巖性的出發,考慮可鉆性,選取向匹配的鉆頭。同時,在選取鉆井方式上,要具備以下優越特性:能有效增高井底鉆頭轉數,保障鉆柱的工作狀態,使鉆壓維持穩定,工作行程增加,以及單位切削刃破巖量,這些都是保證速度和質量的重要參數。從下部沙河子組的材料分析,用PDC鉆頭配螺桿鉆具在提升速度方面具有很大的優越性,以下鉆具的結合是實現這一性能的主要原因。:一是PDC鉆頭直螺桿鉆具,PDC鉆頭螺桿鉆具(直)匹配尺寸的無磁鉆鋌2根相應的滿眼扶正器鉆鋌3根,以及在此基礎上配合超重的鉆桿和鉆桿。二是PDC鉆頭配小角度螺桿鉆具。PDC鉆頭配合小角度的螺桿鉆具,加上相應尺寸無磁鉆鋌2根(MWD)滿眼扶正器鉆鋌3根加重鉆桿鉆桿。三是控制鉆井參數,比如鉆壓應在45~102kN這個范圍內,轉盤轉速控制在30~70r/min,以及排量的范圍應是23~38L/s。以上這些參數應根據現場的需要。井下的狀況,井眼尺寸的大小來選擇,因地制宜。螺桿方面要注意選擇型號。241.3mm這一型號在松遼盆地南部地區的海相地層中應用廣泛。對241.3mm的選型,可以參考其它地區的經驗,本人實地考察了螺桿的制造廠家,許多油田和氣田在螺桿方面的使用狀況。在此提出選擇井眼螺桿的有效方案。鉆井技術應配合使用PDC鉆頭。增大單只鉆頭的尺寸,提升行程鉆速。這一方案和構想主要應用于下部海相地層。長井段運用螺桿鉆具劃眼不宜在下鉆過程中使用。在整個鉆井過程中,排量的確定要根據井眼尺寸的大小,以及鉆具的功率情況。腰平3井復合鉆井技術的要求YD9HF井是中石化華北石油工程公司五普鉆井分公司承鉆的一口評價井,在長春地區得到了有效運用。下面是有關YD9HF和腰平3井技術的綜合分析。水泥環與套管壁、井壁膠接緊密,管外無串槽。固井質量檢查測井測定的固井質量應至少達到合格以上標準。固井后套管試壓應達到以下標準

      三、復合鉆井技術方案營城組

      營城組5井在3143-3368米井段采用HC505ZX鉆頭,對復合鉆井技術進行了探索,機械鉆速1.57米/小時,進尺227米,由于鉆頭在井下的波動比較大,所以扭矩也比較大,出現了個別鉆頭、掉塊以及開泵困難的情況,被迫終止。最終選擇復合鉆井技術,采用PDC鉆頭,全井機械鉆速提高,鉆井周期縮短,說明該處地層砂礫互層及硬質泥巖的情況下,該鉆頭能夠承受高轉速的特點,因此,該區域采復合鉆井技術值得推廣。該組十屋8井為水平井,深度設計4658.55米,實際深度4663米,垂直深度設計3768米,井底位移設計為1100米,實際位移1099.87米,達到設計要求。該井所鉆底層為火成巖,具有較強的研磨性,對鉆頭的磨損非常嚴重。根據3井的經驗,開鉆采用江鉆MD617NX、MD537HX兩種鉆頭,效果較好,但是這兩種鉆頭在11井使用時,效果不好。在11井最終采用復合鉆井技術,采用PDC鉆頭在深度3774-4251米井段內,使用14只PDC鉆頭,平均進尺為34米,使用平均時間17.46小時。在十屋8井用型號為MD537HDPX鉆頭,進尺68米,時間32小時,鉆速2.12米/小時,使用效果比較理想。結束語長春地區復合鉆井技術的應用,一是大幅度提高了機械鉆速,二是能連續控制井眼軌跡,避免了許多不必要的輔助性工作,節約了鉆井時間。同時使井下鉆具結構得到了有效簡化,防卡效果好,井斜被控制在很小的范圍內,較好的實現了復合鉆井技術防斜和打快的統一,縮短了鉆井的周期,提高了速度和鉆井質量,進一步挖掘了復合鉆井技術在東北地區的潛力。

      作者:董強偉韓飛翔倉蘇豫單位:中石化華北石油工程有限公司

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