鉆分級箍時效及效果分析

趙 明（中原油田鉆井四公司哈薩克斯坦分公司，河南濮陽 457300）

鉆分級箍時效及效果分析

趙 明
（中原油田鉆井四公司哈薩克斯坦分公司，河南濮陽 457300）

在進行雙級固井施工時，使用分級箍能夠達到分層封固地層的作用。保證鉆分級箍的時效，達到預期的效果很重要。因此，有必要研究鉆分級箍的時效，優選鉆頭，完成分級箍的鉆探，達到分層固井的目的。

鉆分級接箍；時效；效果；分析

1 分級箍概述

對于單級固井一般使用浮箍和上下膠塞，達到封固的作用，形成固井水泥環，滿足固井質量的要求即可。而對于雙級固井需要使用分級箍，分級箍的材質一般為金屬，給鉆探時候的時效控制增加了難度，只有準確地鉆探分級箍，才能達到分層封固的作用。

選擇合適的鉆頭，鉆探分級箍的關閉塞的金屬部分，與鉆具組合的形式，才能提高鉆速，達到分級箍的質量標準。分級箍常用的是機械式結構，金屬材質的分級箍鉆探的時候，相當于硬質的地層，必須采取必要的技術措施，才能保證鉆探的質量，達到分級的效果。

2 鉆分級箍時效及效果

中原哈薩克斯坦KKM區塊806井與802井固井施工過程中，分別下入分級箍，采用二級固井，在候凝72h后，806井下入121mmPDC鉆頭，802井下入124mm磨鞋，分別對分級箍重力塞進行鉆穿作業。下面對兩口井鉆分級箍重力塞的時效情況及鉆進參數進行對比分析，如表1所示。

從以上數據，得出以下結論：

表1 鉆分級箍重力塞的時效分析及參數對比

1）在鉆具結構、鉆進參數相同的情況下，806井使用的PDC鉆頭與802井使用的磨鞋，在鉆關閉塞時，機械鉆速和效果相同，關閉塞的材質為鋁合金的情況下進行操作。

2）在鉆具結構、鉆進參數相同的情況下，在鉆重力塞時，802井使用磨鞋的鉆進效果，從純鉆時間上來看，比806井使用的PDC鉆頭節約用時10.5h，機械鉆速提高了一倍；分級箍重力塞為鑄鐵構造，材質比較堅硬，故從切屑的角度來看，磨鞋的切屑破巖效果比PDC要好。

3）由于井隊沒有組織到小鉆鋌，所以不能充分加上鉆壓，兩口井的鉆壓都為0.5～1t，鉆壓的限制影響了機械鉆速，導致機械鉆速不高，也能完成鉆探任務。

4）從破巖機理來看，磨鞋與PDC鉆頭都為切屑式破巖，此種破巖方式不利于鉆鑄鐵類堅硬物質；牙輪鉆頭是在軸向力方向上垂直沖擊破巖，利于鉆此重力塞的材質，建議下口井可以在保證組織到小鉆鋌的前提下，使用牙輪+鉆鋌的鉆具組合，釋放鉆壓，鉆重力塞，則會取到良好的效果。

5）在鉆重力塞時，由于下部沒有鉆鋌，稍一加壓，鉆具彎曲導致壓力傳遞加壓至井壁套管上，不但會損害套管，導致下部磨鞋損壞，需要特別注意這個問題。

3 鉆分級箍的時效分析

從分級箍的結構分析鉆探的時效性。分級箍一般由分級箍本體、一級旁通塞和座、一級碰壓塞和座、分級箍打開塞和分級箍關閉塞等部件組成。由于分級塞和座的接觸面均是金屬構造，沒有防轉的設計，在鉆探壓力不夠高的情況下，接觸面會發生相對轉動的現象，影響到鉆頭提供的力，減弱其有效性，必須在鉆頭上加很大的力，才能鉆穿分級塞。由于分級座是圓環形狀的，鉆頭作用力很難均勻作用在座上，給鉆探施工帶來了非常大的難度，降低鉆探的時效，而且效果不佳。

分級箍打開塞的鉆探過程中，利用PDC鉆頭鉆探時，會加劇套管的偏磨，損壞套管，而牙輪鉆頭不存在這樣的問題，牙輪鉆頭能夠將膠塞切削成為更小的碎塊，避免磨損套管。牙輪鉆頭能夠避免膠塞的塑性變形造成的影響，能夠直接鉆穿膠塞。而且牙輪鉆頭具有更小的泄油面積，防止大塊的膠塞顆粒進入到鉆頭以上，造成卡鉆事故。

4 結論

通過對鉆分級箍時效及效果分析，對比兩口井的分級箍的鉆探過程，應用PDC鉆頭和鉆鋌的組合形式，鉆探施工效率高。使用磨鞋進行鉆探的切削效果好些，可以考慮使用牙輪鉆頭進行鉆探施工。鉆探的效果更加突出，解決了PDC鉆頭鉆探施工時存在的問題，有利于分級箍的鉆探，為分層固井打下基礎，提高了分級箍鉆探的時效性。

[1] 畢開原.鉆分級箍附件的鉆頭優選[J].城市建設理論研究：電子版，2013，（27）.

Analysis of Aging and Effect of Drilling Classification

Zhao Ming

During the construction of two-stage cementing，the use of the graded hoop can achieve the effect of stratified seal formation.It is very important to ensure the aging of the drill classification hoop and achieve the desired effect.Therefore，it is necessary to study the aging of the drilling classification hoop，preferably drill bit，to complete the classification hoop drilling，to achieve the purpose of layered cementing.

drill classification coupling；aging；effect；analysis

TE256

A

1003-6490（2016）12-0029-01

2016-11-29

趙明（1981—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事石油鉆井工作。