配套技術為超深井鉆井提速“添翼”

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石油界將井深為6000米以上的井定為超深井，塔河油田油藏埋深一般都超過6000米。超深井施工中，鉆遇的地層高溫高壓、膏巖層多，極易發生井漏、卡鉆等井下復雜情況，地層可鉆性差，鉆井周期長，多數超深井鉆井周期需要200～300天，施工難度大，風險高，成本居高不下，嚴重制約著油田實現高效開發。

華北石油局西部工程公司積極研發超深井施工的配套技術，通過推廣運用螺桿加PDC鉆頭、隨鉆測斜短接、扭力沖擊發生器等先進工具及工藝技術以及實用的鉆井液體系，鉆井速度提高6倍以上。

螺桿+PDC鉆頭：復合鉆進提鉆速

螺桿是連接在PDC鉆頭上部的井下動力工具，其原理是運用鉆井液水力作用使螺桿內轉子高速旋轉，進而帶動PDC鉆頭切削地層。井底的鉆具高速旋轉恰好符合PDC鉆頭的特性。如果僅靠鉆機轉盤所提供的轉速，遠遠不能滿足PDC鉆頭切削地層的需要。有了螺桿轉子的高速旋轉與動力轉盤的綜合作用，鉆頭等于自轉加公轉，極大地提高鉆頭破碎地層的能力。

今年5月，華北西部70850井隊施工TK684井。該井四級結構，三開井段運用螺桿加PDC鉆頭進行復合鉆進，比設計提前17天完成此井段。加之井隊精心組織，精確把握鉆頭使用方法，各生產環節之間實現無縫銜接，實現了一只鉆頭完成一開次的優良效果，全井提前21.5天完成施工，刷新了同區塊鉆井周期最短紀錄。

2010年，西部公司還試用了另一種等壁厚預輪廓螺桿，該工具內部轉子與定子的外壁密封性能高且使用壽命長，在進入深井井段，運用該螺桿，可連續工作300小時左右，進一步減少了起下鉆具次數，最大限度地延長PDC的使用壽命。

今年11月8日，華北西部70193井隊施工的大古3井，進入二開鉆進時，首次將螺桿工具與大直徑的PDC鉆頭“聯姻”獲得成功，連續鉆至井深3100米，比設計鉆井周期提前10多天時間。

隨鉆測斜短節：實時監控提效率

在超深井施工中，地層極為復雜，易發生井斜事故，嚴重影響井身質量，甚至造成進尺報廢。

以往在對超深井的測斜時，需要將測斜儀器投入鉆具水眼內，通過起出鉆具，測量出井斜的數據，操作程序煩瑣，精確度差，影響鉆井速度。這種測斜儀器，隨著井內溫度的升高，不能有效抗拒高溫。

西部公司各井隊運用測斜短節，將該短接連接在鉆頭上部十幾米處，鉆井過程中，根據進尺需要，隨時對井斜情況進行測量，幾分鐘即可搞定。同時，可根據測量的數據，及時調整鉆井參數進行糾斜，操作簡單，與原來傳統的方法相比，全井可減少起下鉆三四趟，單井節省四五天時間。

扭力沖擊器：保護鉆具延壽命

在超深井施工中，因鉆具較長，鉆頭在接觸井底工作時，上部動力在傳遞過程中，會發生動力傳遞不均勻的現象，鉆頭的鉆速會出現突然過快，或突然變慢損壞鉆具，影響鉆頭使用壽命。為避免出現這種現象，2010年，西部公司井隊試用扭力沖擊發生器。該儀器連接在鉆頭上部，鉆進時可以確保鉆頭勻速轉動均勻地切削地層。

2010年，華北西部90105井隊首次在元壩121H井運用了扭力沖擊發生器，機械鉆速提高60%以上。在塔河TP234X井5200米至6000米井段進行了運用，該區塊機械鉆速從最大3米/小時提高至6.4米/小時。

扭力沖擊發生器的試用，取得了明顯的提速效果，降低了鉆具傷害程度。該工具如能實現國產化，將會消化掉成本過高的因素，擴大應用空間。

承壓堵漏：制服低壓易漏層

塔河油田施工的超深井存在多套壓力系統，在鉆井施工中，必須使鉆井液密度保持在一個適當的范圍，使之既能平衡地層壓力，同時滿足井眼的需要。

塔河油田膏巖層埋深在5200米左右，在鹽膏層上部，鉆井液的密度較低，在揭開膏巖層后，需要的鉆井液密度要高。如果滿足上部地層，就不能滿足膏巖層的密度；如果滿足膏巖層高的密度，上部地層就有可能被壓漏。為解決這一矛盾，必須強化上部地層的承壓能力，以避免在鉆遇下部膏巖地層時，上部地層發生井漏。

以往在對此井段進行堵漏時，鉆井液中同時加入粗細不同的材料，這樣會造成部分粗材料貼附在井壁上，細堵漏材料又被粗的堵漏材料擋住，無法進入地層，在鉆具上下活動過程中，極易將堵漏材料刮落，不能收到較好的承壓效果。

西部公司鉆井液技術室打破傳統思維，提出堵漏材料的顆粒應按照“先細、后粗、再細”的新思路，先將鉆井液中加入細顆粒的材料進入地層，讓地層吃入足夠的細顆粒堵漏材料，隨后再憋入粗顆粒堵漏材料，進行架橋，強化地層的承壓效果，最后再次憋入細顆粒的材料，進行封堵填充，保證了地層的承壓效果。

在塔河易漏破碎地層的S114－2井施工中，西部公司將這項獨創的堵漏方法應用在該口井中，獲得成功，滿足了鉆井工程需要。

提速提效：消化掉增加成本

等壁厚預輪廓螺桿、扭力沖擊器等先進井下工具的使用，必將會增加鉆井成本。然而，機械鉆速的大幅提高，在節省的時間內所減少的材料消耗，完全可以消化掉增加的費用。

以施工TK684井為例，使用一支螺桿增加20萬元左右的費用，鉆井隊提前1天完工，減少柴油的消耗就是八九噸，可節約6萬元；提前20天就等于節省了120萬元，其中還不包括鉆井液的材料費用以及柴油機、泥漿泵所消耗的配件費用。

鉆井速度的提高，也降低了鉆井施工風險。去年，華北西部70849井隊開鉆施工的玉北3井，是塔河外圍的重要的探井，該區存在多套壓力系統，還有蠕變性極強的膏巖層，是鉆井施工中井下事故多發的“重災區”。先期進入該區施工的井隊，先后均發生過很多井下復雜情況。該井進入三開井段，運用螺桿加PDC鉆頭，提前20多天鉆完此井段，全井節省了43天，成為該區當時唯一一口未出井下事故而完鉆的井。