复合钻井技术
复合钻井技术(螺杆加pdc钻头钻井技术)是指在井下钻具组合中,加一动力驱动装置螺杆,螺杆利用钻井液循环时的动能来驱动钻头高速运转,其转速可以通过钻井液排量的变化在一定范围内进行调整。在复合钻井工艺中,钻头的驱动由地面驱动(转盘驱动)和地下驱动(一般为螺杆马达)两部分组成,而且由地下驱动作为钻头的主要动力。目前该项技术广泛应用于各个油田,其原因包括:
一是在转盘及钻具转速较低的情况下为钻头提供较高的机械转速,动力损耗很小,改善了钻具在井下的工况,从而提高了钻井的安全性,同时减少钻机及转盘负荷,减少设备磨损及柴油消耗;
二是近年来螺杆钻具的质量不断提高,寿命大大加长,所以和pdc钻头匹配,可充分发挥pdc钻头的效能;
三是利用弯螺杆,复合钻井技术可用于定向井中造完斜后,用原钻具直接稳斜钻井,减少起下钻次数,提高机械钻速,从而大大地缩短定向井的建井周期。为此,进一步分析该项技术在吉林大安区块的应用效果,对提高机械钻速,节约成本,保证井下安全具有重要指导作用。
应用于吉林省大安区块的钻具组合及钻井参数
(1)复合钻井技术中的钻具组合要比常规钻井简单得多,使用的钻铤较少,因此在井下工作时比常规钻井安全。应用于吉林大安区块定向钻井及后续稳斜段钻井的钻具组合:φ215.9mmbit×0.45m φ165mmlg×6.80m φ159mm
mdc×9.35m φ165(159)mmdc×55m φ127mmdp。
(2)钻井时的钻压既要考虑到地层需要,又要考虑到螺杆的要求,使钻头达到最佳工作状态,即机械钻速最快。转盘转速控制在30-70r/min,原则上井越深,井斜越大,井眼越小,转盘转速应越低。排量的选择在满足钻井要求的同时,不要超过螺杆钻具允许的最大排量。
应用效果
在吉林大安dk10-4井的施工中应用了复合钻井技术。该井吉林省大安市西大洼乡老车山屯东北约6.6千米,设计井深2020米,2007年12月25 日22时一开,井深547.52m开始定向。钻具组合为:φ215.9mmbit×0.45 φ165mmlg×6.94m φ165mmmdc×9.38m φ165
mmdc×68.05m φ127mmdp。定向至650m,利用原钻具组合继续复合钻井至1200m起钻下入降斜钻具,期间每100米井斜增1.3°,期间由于测斜发现方位比预计小2°,停转盘定向钻井9.6m。该井建井周期为183小时,比常规以倒换钻具形式控制井眼轨迹的定向井平均建井周期提前20小时。f43-斜1井井底位移较大、井斜角超过28°。施工过程中,由于井壁的摩阻的作用导致转盘负荷过大,出现转盘转动吃力现象。采用直螺杆(稳斜段仍采用弯螺杆)复合钻井,在转盘转速较低的情况下钻头能够达到要求的转数。
注意事项
(1)螺杆钻具的性能和寿命是影响复合钻井技术经济效益的重要因素。因此在使用中要严格执行螺杆钻具操作规程,保护和使用好螺杆钻具,因其损坏而频繁起钻井行更换,将使复合钻井技术失去意义。
(2)井眼保持畅通,井底保持干净,钻井液保持清洁,严防井底落物而损坏钻头和异物入井而损坏螺杆。
(3)钻井液要具有良好的性能,携砂能力强,润滑性好,含砂量少。
d)井下有井涌!井漏!盐层等复杂情况时,不能使用复合钻井技术。
(4)坚持短程起下钻,一般控制在200-300m短起一次,以修整井壁,保证后续施工。
(5)因为复合钻井时的钻具组合刚性较小,且钻井过程中往往复合钻井技术与定向钻井交替使用,所以井眼不太规则,有些井段的井眼曲率可能偏大,所以完钻后通井时,必须用带扶正器的常规钻具组合通井,以利于下步的电测和下套管工作。
(6)冬季使用旧螺杆时要注意预热。
(7)螺杆下井前要在井口试用,避免下到井底后由于螺杆的质量原因导致无进尺而起钻,浪费人力物力。
结论
(1)采用单弯螺杆后,复合钻井技术可用于定向井中造完斜后,用原钻具直接稳斜钻井,减少起下钻次数,提高机械钻速,从而大大地缩短定向井的建井周期。
(2)螺杆加pdc钻头复合钻井技术的基础是与地层相适应的pdc钻头和质量合格的螺杆钻具,保持井底干净,钻井液清洁润滑。按操作规程使用好螺杆和pdc钻头是复合钻井技术的关键。◆