哈山3井鉆頭使用分析淺論

       哈山3井位于新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市烏爾禾區(qū)西北部，準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起哈山山前構(gòu)造帶外來(lái)推覆體哈山3構(gòu)造較高部位。設(shè)計(jì)井深/完鉆井深：4600m/4139.80m，井口縱X： 5109818.96 m，橫Y：15389418.42 m。主要目的層侏羅系（J）、石炭系（C），兼探二疊系（P）、白堊系（K）。完鉆層位石炭系。完井方法裸眼完井。鉆探目的是探索哈山山前構(gòu)造外來(lái)推覆體及前緣沖斷帶含油氣情況;評(píng)價(jià)侏羅系及白堊系淺層地層超剝帶含油氣性。
　　哈山3井全井共用鉆頭62只，其中牙輪鉆頭52只，PDC鉆頭5只，取心鉆頭5只。牙輪鉆頭進(jìn)尺3523.98m，純鉆井時(shí)間2636.83h，平均機(jī)械鉆速1.34 m/h ;PDC鉆頭進(jìn)尺570.22m，純鉆進(jìn)時(shí)間649.75h，平均機(jī)械鉆速0.88m/h;取心鉆頭進(jìn)尺45.60m，純鉆進(jìn)時(shí)間48h，平均機(jī)械鉆速0.95 m/h。全井純鉆進(jìn)時(shí)間3334.58h，平均機(jī)械鉆速1.24m/h。
　　導(dǎo)管及一開(kāi)共使用鉆頭，7只，導(dǎo)管1只，型號(hào)均為江漢產(chǎn)SKW121C牙輪鉆頭，一開(kāi)7只，1只江漢產(chǎn)鋼齒鉆頭SKG125G，1只江漢產(chǎn)鑲齒牙輪GJT515GC，4只取心鉆頭。一開(kāi)鉆速在白堊系之前，采用的是鋼齒鉆頭，機(jī)械鉆速基本在10min/m上下，進(jìn)入侏羅系后，鋼齒鉆頭起鉆前鉆時(shí)已達(dá)到49min/m，已經(jīng)不適應(yīng)地層要求;更換鑲齒鉆頭，機(jī)械鉆速恢復(fù)至20min/m上下;進(jìn)入石炭系上部，機(jī)械鉆速變至60min/m上下。分析原因，在上部白堊系地層鉆進(jìn)過(guò)程中，鋼齒鉆頭較為適應(yīng)地層要求;侏羅系地層巖石較硬鋼齒鉆頭已不能適應(yīng)，鑲齒牙輪較為適應(yīng)地層要求;石炭系地層硬度更高，對(duì)于444.5mm鉆頭，目前現(xiàn)有鉆頭型號(hào)難以滿(mǎn)足地層硬度要求，致使鉆時(shí)在60min上下活動(dòng)。
　　二開(kāi)共使用鉆頭36只，其中牙輪鉆頭32只，PDC鉆頭3只，取心鉆頭1只。牙輪進(jìn)尺2241.28m，純鉆進(jìn)時(shí)間1161.08h，平均機(jī)械鉆速為1.93m/h。PDC鉆頭分別是M5365LA一只，PK6245MJD鉆頭兩只，進(jìn)尺471.72m，純鉆進(jìn)時(shí)間529h，平均機(jī)械鉆速0.89m/h。
　　空氣鉆井共使用鉆頭3只，鉆進(jìn)井段720～1626m，進(jìn)尺906m，純鉆時(shí)間185.25h，平均機(jī)械鉆速4.89m/h。哈山3井空氣鉆進(jìn)，采取6-8t低壓吊打，克服了易斜的哈山山前構(gòu)造，最大井斜僅1.6°，更難能可貴的是在吊打的情況下還取得了全段4.89m/h的平均機(jī)械鉆速。
　　二開(kāi)泥漿鉆井共使用牙輪29只，PDC鉆頭3只，取心鉆頭1只，鉆進(jìn)井段為1626-3435m，共計(jì)1809m。二開(kāi)前期鉆頭按照鉆井設(shè)計(jì)及鄰井施工資料采用537系列鉆頭，根據(jù)537鉆頭使用的實(shí)際情況，調(diào)整使用637鉆頭，最后綜合537、637鉆頭使用情況，與鉆井院結(jié)合使用PDC鉆頭。
　　使用的16只537鉆頭純鉆進(jìn)時(shí)間共計(jì)433.15小時(shí)，平均每個(gè)鉆頭27.07小時(shí)，起出牙輪牙齒均損壞嚴(yán)重。分析原因，二開(kāi)鉆進(jìn)石炭系地層，巖性為玄武巖、安山巖，巖石壓實(shí)程度較高，佷致密、堅(jiān)硬，537鉆頭齒相對(duì)此種巖性地層過(guò)長(zhǎng)，在鉆進(jìn)過(guò)程中，受到地層巖石的沖擊破壞，容易磕斷牙齒，造成牙輪過(guò)早損壞。
　　537鉆頭平均機(jī)械鉆速1.75m/h。537鉆頭剛下井鉆時(shí)在20-30分鐘每米， 5-10小時(shí)后鉆時(shí)變慢至60-90分鐘每米，牙齒磨損較快導(dǎo)致537牙輪壽命較短，單支鉆頭使用效益很差，鉆頭起出掉齒現(xiàn)象嚴(yán)重。根據(jù)537鉆頭使用情況分析，采用牙齒較短，抗磨損能力較強(qiáng)的637鉆頭。從2696.5m開(kāi)始使用637系列鉆頭，進(jìn)尺分別是69.5m、89m、33m;純鉆時(shí)間分別是63.50h、115h、49.50h;機(jī)械鉆速分別是1.09m/h、0.77m/h、0.66m/h。針對(duì)所鉆石炭系地層巖性為安山巖、玄武巖。3只637鉆頭起出牙齒磨損均不嚴(yán)重，克服了地層巖性對(duì)537鉆頭牙齒損壞嚴(yán)重的現(xiàn)象，純鉆進(jìn)時(shí)間得到大大提高，單支鉆頭效益得到明顯提升。
　　根據(jù)上部537鉆頭637鉆頭及PDC鉆頭M5365LA的使用情況，總結(jié)各個(gè)鉆頭的使用優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)本井實(shí)鉆巖性特點(diǎn)，鉆井院量身特制PDC鉆頭，同時(shí)為了加快鉆井速度，配合扭沖工具，進(jìn)一步提速提效。從2888m開(kāi)始使用鉆井院產(chǎn)PDC型號(hào)為PK6245MJD ，鉆至井深3345.5米，進(jìn)尺457.50米，純鉆進(jìn)495小時(shí)，取得本井二開(kāi)進(jìn)尺最多，鉆頭純鉆進(jìn)時(shí)間最高。
　　PDC鉆頭M5365LA鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓60～80KN，鉆速70-88rpm，排量37L/s，泵壓15Mpa;進(jìn)尺井段2888～3345.50米，進(jìn)尺457.50米，純鉆時(shí)間495小時(shí)，平均機(jī)械鉆速為0.92m/h，劃眼兩次共計(jì)14.50小時(shí)，短起下鉆三次共計(jì)13小時(shí)，循環(huán)共計(jì)28小時(shí)，該鉆頭在井下共計(jì)使用26天2小時(shí)。鉆進(jìn)井段地層為石炭系，巖性為玄武巖 凝灰質(zhì)泥巖 凝灰質(zhì)角礫巖。
　　與537鉆頭對(duì)比情況分析。在本井石炭系地層共使用537系列鉆頭共計(jì)28只，進(jìn)尺共計(jì)1668.28米，純鉆進(jìn)時(shí)間共計(jì)732.50小時(shí)。平均每只鉆頭進(jìn)尺59.58米，純鉆進(jìn)時(shí)間26.16小時(shí)。PDC鉆頭使用時(shí)間是537單只鉆頭使用時(shí)間的18.92倍，進(jìn)尺是537單只鉆頭的7.68倍;537鉆頭平均機(jī)械鉆速2.28 m/h，是PDC鉆頭機(jī)械鉆速的2.45倍。
　　與637鉆頭對(duì)比情況分析。在本井石炭系地層共計(jì)使用637鉆頭4只，純鉆進(jìn)時(shí)間共計(jì)290.25小時(shí)，進(jìn)尺共計(jì)231米，平均每只鉆頭純鉆進(jìn)時(shí)間72.56小時(shí)，進(jìn)尺57.75米，PDC鉆頭使用時(shí)間是637單只鉆頭使用時(shí)間的6.82倍，進(jìn)尺是637鉆頭單只鉆頭的8.57倍;637鉆頭平均機(jī)械鉆速0.80m/h，PDC鉆頭機(jī)械鉆速為637鉆頭的1.09倍。
　　三開(kāi)共使用鉆頭20只，其中牙輪17只、PDC鉆頭2只，取心鉆頭1只。牙輪鉆頭為MD537X鉆頭2只，HJT537G鉆頭3只，HJT537GK鉆頭4只，HJ637G、MD637X、MD637鉆頭各1只， HJT637G鉆頭5只，進(jìn)尺，612.50m，純鉆進(jìn)時(shí)間1198.75h，平均機(jī)械鉆速0.51m/h。PDC鉆頭為PK5240MJ鉆頭、YK216，PK5240MJ鉆頭由于下鉆遇阻劃眼困難起鉆，未取得進(jìn)尺，YK216進(jìn)尺86.50m，純鉆進(jìn)時(shí)間122.50，機(jī)械鉆速0.71m/h。取心鉆頭是PMC037鉆頭，進(jìn)尺5.80m，純鉆進(jìn)時(shí)間8h，平均機(jī)械鉆速0.72m/h。
　　三開(kāi)共使用537鉆頭共計(jì)9只，進(jìn)尺共計(jì)359.00m，純鉆進(jìn)時(shí)間611.75h，平均機(jī)械鉆速0.59m/h，平均單只鉆頭進(jìn)尺39.89m。637鉆頭共計(jì)使用8只，進(jìn)尺共計(jì)253.50m，純鉆進(jìn)時(shí)間649.00h，平均機(jī)械鉆速0.39m/h，除去1只下鉆遇卡接卡起鉆無(wú)進(jìn)尺鉆頭，平均單只鉆頭進(jìn)尺36.21m。從上面數(shù)據(jù)看，537鉆頭使用效益要高于637鉆頭，但是在實(shí)際過(guò)程中537鉆頭，在井下掉塊較多的情況下，掉齒現(xiàn)象就會(huì)明顯嚴(yán)重，機(jī)械鉆速、使用時(shí)間就都受到嚴(yán)重的限制，隨著三開(kāi)裸眼段的加長(zhǎng)，537鉆頭受到的限制就越來(lái)越明顯，637鉆頭盡管在機(jī)械鉆速上要明顯低于537鉆頭，但在井下條件惡劣的情況下，使用比較平穩(wěn)，可以明顯改善537鉆頭掉齒現(xiàn)象。兩種鉆頭交替使用，可以發(fā)揮537鉆頭鉆速快，效益高的特點(diǎn)，637鉆頭抗復(fù)雜掉塊能力強(qiáng)的特點(diǎn)。