提高使用螺桿鉆鉆磨水泥塞的施工效率

史清林（青海油田井下作業公司青海茫崖816400）

一、螺桿鉆的工作原理：通過轉子和定子將高壓液體的能量轉變成機械能

當高壓液體通過鉆具內孔進入鉆具后，閥球被推動下移，關閉旁通閥，從而進入轉子與定子形成的各個密封腔。液體在各腔中的壓力差推動轉子沿定子的螺旋通道滾動。轉子在沿自身的軸線轉動的同時，還繞與轉子軸線平行，并與之有一偏差心距的定子中心線公轉。這就是所謂的螺桿鉆具的行星傳動原理。由于轉子和定子都采用螺旋線，因而轉子繞定子軸線作逆時針轉動，并以自身軸線作順時針轉動去帶動鉆具旋轉。

二、案例

1、井內簡況：油層套管尺寸：外徑φ114.3mm，內徑φ103.1mm。填砂封堵，灰面895.98m。

下φ96mm通井規探得原灰面898.02m，起出通井管柱，通井過程無遇阻現象，洗井干凈。填砂至766.26m，打水泥塞至667.34m。

2、施工目的：從667.34m鉆塞沖砂至人工井底。

3、優化方案，制訂相關措施：

⑴工具選擇：根據套管內徑，下小外徑螺桿鉆具進行鉆塞（擬下φ95mm三牙輪鉆頭及φ90mm螺桿鉆）。⑵由于井筒內徑小，在鉆磨原水泥塞施工中我們要求每次接單根前必須洗井1.5周以上，井口基本沒有水泥屑及其它雜物返出后才接單根，力求盡量減少井筒油套空間內碎屑、雜物，確保萬一鉆通灰塞后地層漏失致使雜質沉淀造成卡鉆，每次接單根前必須洗井干凈，特別是鉆至原灰塞后鉆進速度不能過快，保證磨銑出來的磨屑及時返出井口。⑶因為原水泥塞所封堵的油層壓力未知，為了防止鉆通原水泥塞后有高壓油氣造成井噴，井口安裝封井器，并準備好旋塞閥。⑷由于套管與鉆具之間的間隙小，容易發生卡鉆，鉆進過程中鉆壓要適當控制，不宜過高，防止產生大塊水泥碎屑造成卡鉆。⑸必須做好鉆柱反轉預防措施。

4、現場施工情況：⑴下鉆前對螺桿鉆進行入井檢查：a、檢查螺桿鉆旁通閥活塞是否靈活；b、開泵。先小排量，然后逐漸增大到正常排量檢查旁通閥是否關閉，芯軸轉動是否靈活。C、上提鉆具檢查旁通閥關閉情況，一切正常后，方可下鉆。⑵限速下φ95mm三牙輪鉆頭1個＋φ90mm螺桿鉆1根，油管67根。限速下油管2根，加壓1.0t探塞面，反復三次，核實遇阻深度為666.5m，接水龍帶，鉆磨準備。⑶用清水循環鉆磨水泥塞。開鉆深度：666.5m，泵壓3.0-5.0MPa，排量500-550L/min，鉆壓2KN-8KN，中途接單根11根，停鉆深度：767.76m，鉆磨進尺：101.26m，井口返出大量水泥碎屑，停鉆后用清水大排量洗井至進出口水性一致。(因為沒有過濾器，循環鉆磨的循環液必須經過沉淀，且水泥車上水管線用過濾網包裹，避免大顆粒雜質進入螺桿鉆具。)⑷用清水大排量循環沖砂，泵壓3.0MPa，排量500-550L/min，中途接單根14根，沖砂井段：767.76-895.98m，沖砂進尺：128.22m，井口返出大量砂子，沖砂至原水泥塞面后大排量洗井至進出口水性一致。⑸用循環鉆磨，開鉆深度：895.98m，泵壓3.0-5.0MPa，排量500-550L/min，鉆壓2KN，中途接單根1根，停鉆深度：897.23m，鉆磨進尺：1.25m，井口返出少量水泥碎屑、十幾塊碎銅片（最大銅片：20×15×5）、幾塊碎鐵片及少許帆布膠皮和雜草，鉆磨基本無進尺，停鉆。

5、現場施工中仔細觀察分析返出物，及時調整施工方案：⑴由于鉆磨895.98-897.23m時，井口返出少量塊碎銅片（最大銅片：20×15×5）、碎鐵片及少許帆布膠皮和雜草，進尺緩慢甚至基本無進尺且有蹩鉆現象發生。經現場分析，確認是由于井筒內存在碎銅碎鐵片以及帆布膠皮和雜草等雜質造成隔層，鉆頭無法接觸塞面，造成鉆磨無進尺，而井筒內由于有大直徑工具，雜質又沖洗不出來，于是決定調整施工方案，起出井內鉆柱，下帶筆尖的強磁打撈器沖洗井筒內雜質。⑵停鉆后用清水大排量洗井至進出口水性一致，限速起井內鉆具。⑶加工帶筆尖的φ95強磁打撈器1個。限速下帶筆尖的φ95強磁打撈器1個，油管95根探至塞面，加壓0.5t，反復3次，核實塞面深度：897.23m，沖砂準備。用清水10.0m3大排量循環沖洗塞面，洗井深度：897.23m，泵壓3.0MPa，排量500-550L/min，井口返出少量水泥碎屑、少量碎銅片（最大銅片：20×20×5）、少量碎鐵片及幾塊小螺桿墊片，洗井至進出口水性一致。限速起油管95根，帶筆尖的φ95強磁打撈器1個，強磁打撈器底部粘有幾塊小鐵塊。⑷限速下φ95三牙輪鉆頭1個，φ90螺桿鉆1根，油管94根。27日用清水循環鉆磨，開鉆深度：897.23m，泵壓3.0-5.0MPa，排量500-550L/min，鉆壓2KN-7KN，中途接單根2根，停鉆深度：921.87m，鉆磨進尺：24.64m，井口返出大量水泥碎屑，停鉆后大排量洗井干凈。⑸用清水大排量循環沖砂，泵壓3.0MPa，排量500-550L/min，中途接單根9根，沖砂井段：921.87-1018.25m，沖砂進尺：96.38m，井口返出大量砂子，用清水10m3大排量洗井至進出口水性一致。⑹限速起油管106根，φ90螺桿鉆1根，φ95三牙輪鉆頭1個。

三、總結

1、在該井鉆磨水泥塞施中，由于在施工前對本井的井史資料及歷次作業措施進行了比較詳細的調查和了解，為施工方案的制訂和施工的順利進行提供了依據。

2、根據井史資料，盡量優化施工方案，對施工中可能遇到的問題制訂了相關措施及解決方案，并在施工前做了必要的準備，為施工中解決相關問題提供了有力的保證。

3、在施工過程中，隨時觀察分析返出物情況，及時調整施工方案，是加快施工進度、提高施工效率、減少施工時間及施工成本的關鍵。

[1]文浩.楊存旺.試油作業工藝技術.北京：石油工業出版社，2002.

[2]陳濤平.胡靖邦.石油工程.北京：石油工業出版社，2000.