螺桿加PDC鉆頭復(fù)合鉆井技術(shù)

一、復(fù)合鉆井技術(shù)

　　復(fù)合鉆井技術(shù)(螺桿加PDC鉆頭鉆井技術(shù))是指在井下鉆具組合中,加一動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置螺桿,螺桿利用鉆井液循環(huán)時(shí)的動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆頭高速運(yùn)轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速可以通過(guò)鉆井液排量的變化在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。在復(fù)合鉆井工藝中,鉆頭的驅(qū)動(dòng)由地面驅(qū)動(dòng)(轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng))和地下驅(qū)動(dòng)(一般為螺桿馬達(dá))兩部分組成,而且由地下驅(qū)動(dòng)作為鉆頭的主要?jiǎng)恿?。目前該?xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)油田,其原因包括:一是在轉(zhuǎn)盤(pán)及鉆具轉(zhuǎn)速較低的情況下為鉆頭提供較高的機(jī)械轉(zhuǎn)速,動(dòng)力損耗很小,改善了鉆具在井下的工況,從而提高了鉆井的安全性,同時(shí)減少鉆機(jī)及轉(zhuǎn)盤(pán)負(fù)荷,減少設(shè)備磨損及柴油消耗;二是近年來(lái)螺桿鉆具的質(zhì)量不斷提高,壽命大大加長(zhǎng),所以和PDC鉆頭匹配,可充分發(fā)揮PDC鉆頭的效能;三是利用彎螺桿,復(fù)合鉆井技術(shù)可用于定向井中造完斜后,用原鉆具直接穩(wěn)斜鉆井,減少起下鉆次數(shù),提高機(jī)械鉆速,從而大大地縮短定向井的建井周期。為此,進(jìn)一步分析該項(xiàng)技術(shù)在吉林大安區(qū)塊的應(yīng)用效果,對(duì)提高機(jī)械鉆速,節(jié)約成本,保證井下安全具有重要指導(dǎo)作用。

　　二、應(yīng)用于吉林省大安區(qū)塊的鉆具組合及鉆井參數(shù)

　　(1)復(fù)合鉆井技術(shù)中的鉆具組合要比常規(guī)鉆井簡(jiǎn)單得多,使用的鉆鋌較少,因此在井下工作時(shí)比常規(guī)鉆井安全。應(yīng)用于吉林大安區(qū)塊定向鉆井及后續(xù)穩(wěn)斜段鉆井的鉆具組合:φ215.9mmBIT×0.45m+φ165mmLG×6.80m+φ159mm

　　MDC×9.35m+φ165(159)mmDC×55m+φ127mmDP。

　　(2)鉆井時(shí)的鉆壓既要考慮到地層需要,又要考慮到螺桿的要求,使鉆頭達(dá)到最佳工作狀態(tài),即機(jī)械鉆速最快。轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在30-70r/min,原則上井越深,井斜越大,井眼越小,轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速應(yīng)越低。排量的選擇在滿足鉆井要求的同時(shí),不要超過(guò)螺桿鉆具允許的最大排量。

　　三、應(yīng)用效果

　　在吉林大安DK10-4井的施工中應(yīng)用了復(fù)合鉆井技術(shù)。該井吉林省大安市西大洼鄉(xiāng)老車(chē)山屯東北約6.6千米,設(shè)計(jì)井深2020米,2007年12月25 日22時(shí)一開(kāi),井深547.52m開(kāi)始定向。鉆具組合為:φ215.9mmBIT×0.45+φ165mmLG×6.94m+φ165mmMDC×9.38m+φ165

　　mmDC×68.05m+φ127mmDP。定向至650m,利用原鉆具組合繼續(xù)復(fù)合鉆井至1200m起鉆下入降斜鉆具,期間每100米井斜增1.3°,期間由于測(cè)斜發(fā)現(xiàn)方位比預(yù)計(jì)小2°,停轉(zhuǎn)盤(pán)定向鉆井9.6m。該井建井周期為183小時(shí),比常規(guī)以倒換鉆具形式控制井眼軌跡的定向井平均建井周期提前20小時(shí)。F43-斜1井井底位移較大、井斜角超過(guò)28°。施工過(guò)程中,由于井壁的摩阻的作用導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤(pán)負(fù)荷過(guò)大,出現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)吃力現(xiàn)象。采用直螺桿(穩(wěn)斜段仍采用彎螺桿)復(fù)合鉆井,在轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速較低的情況下鉆頭能夠達(dá)到要求的轉(zhuǎn)數(shù)。

　　四、注意事項(xiàng)

　　(1)螺桿鉆具的性能和壽命是影響復(fù)合鉆井技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。因此在使用中要嚴(yán)格執(zhí)行螺桿鉆具操作規(guī)程,保護(hù)和使用好螺桿鉆具,因其損壞而頻繁起鉆井行更換,將使復(fù)合鉆井技術(shù)失去意義。

　　(2)井眼保持暢通,井底保持干凈,鉆井液保持清潔,嚴(yán)防井底落物而損壞鉆頭和異物入井而損壞螺桿。

　　(3)鉆井液要具有良好的性能,攜砂能力強(qiáng),潤(rùn)滑性好,含砂量少。

　　d)井下有井涌!井漏!鹽層等復(fù)雜情況時(shí),不能使用復(fù)合鉆井技術(shù)。

　　(4)堅(jiān)持短程起下鉆,一般控制在200-300m短起一次,以修整井壁,保證后續(xù)施工。

　　(5)因?yàn)閺?fù)合鉆井時(shí)的鉆具組合剛性較小,且鉆井過(guò)程中往往復(fù)合鉆井技術(shù)與定向鉆井交替使用,所以井眼不太規(guī)則,有些井段的井眼曲率可能偏大,所以完鉆后通井時(shí),必須用帶扶正器的常規(guī)鉆具組合通井,以利于下步的電測(cè)和下套管工作。

　　(6)冬季使用舊螺桿時(shí)要注意預(yù)熱。

　　(7)螺桿下井前要在井口試用,避免下到井底后由于螺桿的質(zhì)量原因?qū)е聼o(wú)進(jìn)尺而起鉆,浪費(fèi)人力物力。

　　五、結(jié)論

　　(1)采用單彎螺桿后,復(fù)合鉆井技術(shù)可用于定向井中造完斜后,用原鉆具直接穩(wěn)斜鉆井,減少起下鉆次數(shù),提高機(jī)械鉆速,從而大大地縮短定向井的建井周期。

　　(2)螺桿加PDC鉆頭復(fù)合鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)是與地層相適應(yīng)的PDC鉆頭和質(zhì)量合格的螺桿鉆具,保持井底干凈,鉆井液清潔潤(rùn)滑。按操作規(guī)程使用好螺桿和PDC鉆頭是復(fù)合鉆井技術(shù)的關(guān)鍵。