萊1區塊PDC鉆頭使用技術分析

樸文博 祁亞男

摘 要： 萊1區塊油藏為半開啟層狀整裝構造低飽和稀油砂巖油藏，地層薄而無缺失，館陶組及以上地層成巖性差，泥巖性較軟且易水化膨脹，導致坍塌剝落，下部有大段的泥巖段。本文根據工作實際，詳細論述了該區塊使用PDC鉆頭的情況，以期節省起下鉆時間，縮短建井周期，節省鉆頭，節省成本。

關鍵詞：鉆頭選型；施工分析；PDC鉆頭

1 背景介紹

（1）地質特征：萊1區塊是一個由北、東、南三面被三條三級斷層切割遮擋，構造形態南低北高，地層走向近似東西向，該油藏為半開啟層狀整裝構造低飽和稀油砂巖油藏，地層薄而無缺失，館陶組及以上地層成巖性差，泥巖性較軟且易水化膨脹，導致坍塌剝落，下部有大段的泥巖段，本斷塊主要目的層為萊1斷塊沙四11層-沙四23層。

（2）施工情況：在廣利油田萊1區塊共施工三口井，2口為注水井，1口為生產井。概況是：萊1-斜110井， 斜深2892m， 垂深2733m， 最大井斜24.96°， 造斜點2339m， 水平位移131.76m， 完鉆層位：沙四上。 萊1-斜更12 井， 斜深2945m， 垂深2850m， 最大井斜28.3°， 造斜點1004m， 水平位移481.48m， 完鉆層位：沙四上。萊1-斜183井， 斜深3055m， 垂深2927m， 最大井斜29.22°， 造斜點1582m， 水平位移597.02m， 完鉆層位：沙四上。

2 施工鉆頭選型主要內容

對比萊1區塊鄰井井史及鉆頭使用經驗，結合三口井井位實際情況確定鉆頭選型，以萊1斜110井為例：

（1）該井直井段長329-2339m，根據本區塊地層特點，二開施工中直接采用PDC鉆頭配合18m扶正器及雙偏接頭，鉆壓控制在20-80KN范圍內，出表層用一檔車吊打40-50m，之后轉至三檔車，適當加壓，大鉆壓鉆五根小鉆壓吊一根，防斜打直；鉆井液采用KCl-粘彈性聚合物鉆井液體系；適當調節鉆井液的粘度和失水；同時早開泵晚停泵，充分清洗鉆頭，防止鉆頭泥包；進入東營組改小循環，調節鉆井液性能，低固相不分散保證機械鉆速，控制排量在30L/S。

（2）斜井段仍使用PDC鉆頭，鉆具結構：￠215.9mmPDC鉆頭+￠172mm1.50°單彎螺桿+MWD+￠159mm無磁1根+￠127mm無磁承壓鉆桿1根+￠127mm加重鉆桿鉆桿14根+￠127mm鉆桿15根+￠214mm修壁器+￠127mm鉆桿，定向同時向泥漿中混入7t原油。在操作上做到勤送少送，切菜式加壓，避免在單彎螺桿+PDC鉆頭定向造斜時的隨鉆儀器工具面控制困難問題；PDC鉆頭反扭角根據地層軟硬程度、鉆時及泵壓變化情況而定；使用單彎螺桿+PDC鉆頭定向造斜時， 反扭角在80-180°范圍內， 每鉆進200米搞短起下鉆一次，保證井眼暢通，防止粘卡；鉆進后期調整好鉆井液性能，適當提高粘度，懸浮較大巖屑，降低失水，保證泥餅厚度，下套管前及時封井，防止井壁不穩定產生掉塊。

綜上所述：萊1-斜110井、萊1-斜更12井及萊1-斜183井同在一個斷塊，采取同樣技術措施及鉆頭選型，三口井施工共使用PDC鉆頭、HAT127三牙輪鉆頭各2只（繞障使用）。

3 鉆頭選型施工分析

在萊1區塊施工的三口井使用的鉆頭結果：萊1-斜110井，型號PDC，外徑215.9 mm，鉆進井段329-2982m，純鉆進時間156：05（h：min），機械鉆速16.42 m/h。萊1-斜更12井，型號PDC，外徑215.9 mm，鉆進井段1421-2945m，純鉆進時間112：15（h：min），機械鉆速13.6m/h。萊1-斜183井，型號PDC，外徑215.9mm，鉆進井段1508-2637m，純鉆進時間48：45（h：min），機械鉆速22.92m/h。萊1-斜183井，型號PDC，外徑215.9mm，鉆進井段2637-3055m，純鉆進時間52：25（h：min），機械鉆速7.93m/h。其中萊1-斜110、萊1-斜更12及萊1-斜183井的第一個PDC鉆頭為同一只鉆頭，萊1-斜183使用第二個PDC鉆頭磨損較輕，仍能繼續使用。

與本區塊其他井使用PDC鉆頭相比：萊17-斜2井，鉆頭類型PDC，井段2248-2858m，鉆壓20-40 KN，泵壓15 Mpa，純鉆時間57.42h，平均機械鉆速10.6m/h。萊1-斜更195井，鉆頭類型PDC，井段2202-3020m，鉆壓20-50KN，泵壓15Mpa，純鉆時間70.15h，平均機械鉆速11.6m/h。萊113-斜6井，鉆頭類型PDC，井段2153-2962m，鉆壓20-40KN，泵壓14Mpa，純鉆時間60.83h，平均機械鉆速13.3m/h。萊1-斜110井，鉆頭類型PDC，井段329-2982m，鉆壓20-80KN，泵壓15Mpa，純鉆時間156：05h，平均機械鉆速16.42m/h。萊1-斜更12井，鉆頭類型PDC，井段1421-2945m，鉆壓20-80 KN，泵壓16Mpa，純鉆時間112：15h，平均機械鉆速13.6m/h。萊1-斜183井，鉆頭類型PDC，井段1508-2637m，鉆壓20-80KN，泵壓15Mpa，純鉆時間48：45h，平均機械鉆速22.92m/h。由此可見，在此區塊所打井機械鉆速高，鉆時快，使用鉆頭少，節約成本，萊1區塊鉆井施工使用PDC鉆頭效果好。

4 結論與認識

（1）結合萊1區塊地層特點，PDC鉆頭使用效果佳，低鉆壓高，鉆時快，節省起下鉆時間，縮短建井周期，鉆頭磨損小，節省成本。

（2）萊1區塊上部地層，井壁不穩定，易坍塌，對于PDC鉆頭容易造成泥包，因此要嚴格控制鉆壓在20-80KN之間，而且要調整好鉆井液性能，充分清洗鉆頭，防止PDC鉆頭泥包。

（3）定向時泥漿中及時混入原油或聚合物潤滑劑，操作上送鉆勤送少送，切菜式加壓，避免PDC鉆頭定向造斜時工具面控制困難問題，防止粘卡。

（4）PDC鉆頭反扭角根據地層軟硬程度、鉆時及泵壓變化情況而定， 地層軟、鉆時快反扭角小，加壓鉆進后泵壓升高1.5MPa合適，使用PDC鉆頭定向時， 反扭角在80-180°范圍內。

（5）萊1區塊井壁不穩定的地層特點，要求鉆井后期調整好鉆井液性能，適當提高粘度，降低失水，下套管前及時封井，防止井壁不穩定產生掉塊等。

（6）萊1區塊鉆頭選型要根據井眼尺寸、井型或井斜角大小、鄰井防碰、地質特性等而定。鉆頭選型事先要充分了解所鉆井的概況，制定合適的技術措施。