川東地區(qū)“一趟鉆”鉆井技術(shù)研究總結(jié)

唐梁

摘 要：由于川東地區(qū)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，各區(qū)塊由于普遍存在堅(jiān)硬、高研磨地層，導(dǎo)致機(jī)械鉆速慢、單只鉆頭進(jìn)尺少等難點(diǎn)，需頻繁起下鉆更換鉆頭及鉆具組合，導(dǎo)致鉆井效率低。為此，本文以提高川東地區(qū)機(jī)械鉆速為研究和應(yīng)用重點(diǎn)，通過在川東地區(qū)各區(qū)塊開展與地層匹配的高效PDC鉆頭和長壽命螺桿鉆具等新技術(shù)、新工藝、新工具試驗(yàn)研究，分區(qū)塊、分井段實(shí)現(xiàn)“一趟鉆”鉆井技術(shù)作業(yè)，提高鉆井速度和效率。

關(guān)鍵詞：川東地區(qū)；高陡構(gòu)造；PDC鉆頭；一趟鉆

川東沙溪廟～須家河頂井段平均需起下鉆6趟，使用鉆頭5只；雷口坡～嘉二3頂平均需使用鉆頭4只，平均機(jī)械鉆速僅2.44m/h；嘉二3～長興頂平均需起下鉆5趟，平均使用鉆頭4只，平均機(jī)械鉆速僅2.8m/h，二疊系平均使用鉆頭12只。頻繁的起下鉆更換鉆頭及調(diào)整鉆具組合，大大降低了鉆井效率，增加了鉆井風(fēng)險(xiǎn)。

1、井身結(jié)構(gòu)

川東區(qū)塊開發(fā)井經(jīng)過優(yōu)化，目前采用四開四完的井身結(jié)構(gòu)：339.7mm套管下至400m，244.5mm套管下至嘉二3，177.8mm套管下至石炭系頂，152.4mm鉆頭完鉆。

表1 下川東區(qū)塊井身結(jié)構(gòu)

2、鉆井液體系

川東區(qū)塊目前已形成了較為穩(wěn)定的鉆井液體系（見表2，表3）。

表2 下川東區(qū)塊鉆井液體系

3、鉆頭選用評價(jià)

須家河高研磨性地層鉆頭壽命短，PDC鉆頭優(yōu)選是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵。

哈里伯頓公司推薦試驗(yàn)鉆頭如下：

81/2”FX55D鉆頭特征：

鉆頭尺寸81/2” in；切削齒類型X3- Extreme Drilling；切削齒尺寸16mm；切削齒數(shù)目55；刀翼數(shù)目5；保徑長度2in。

表現(xiàn)預(yù)測：

地層沙溪廟-須六；進(jìn)尺1500-1600m；機(jī)械鉆速8～12m/h。

81/2” FX64D鉆頭特征：

鉆頭尺寸81/2”；切削齒類型X3- Extreme Drilling；切削齒尺寸13mm；切削齒數(shù)目95；刀翼數(shù)目6；保徑長度3in。

表現(xiàn)預(yù)測：

地層須家河-雷口坡；進(jìn)尺500-600m；機(jī)械鉆速2～3m/h。

6”FX64D鉆頭特征：

鉆頭尺寸6”；切削齒類型X3- Extreme Drilling；切削齒尺寸13mm；切削齒數(shù)目55；刀翼數(shù)目6；保徑長度2in。

表現(xiàn)預(yù)測：

地層須家河-雷口坡；進(jìn)尺500-600m；機(jī)械鉆速2～3m/h。

4、螺桿川東區(qū)塊試驗(yàn)效果

（1）天東017-H7井在飛仙關(guān)～棲一井段（215.9mm井眼、井段3950～5158m）共使用5只進(jìn)口PDC鉆頭（2只FX64D、1只FX65D、2只FX74D），取得鉆井進(jìn)尺1189.63m，累計(jì)純鉆711.25h，單只鉆頭平均進(jìn)尺237.93m，平均機(jī)械鉆速1.67m/h。其中1只FX64D鉆井進(jìn)尺546.9m，創(chuàng)造了該區(qū)塊單只鉆頭使用新記錄。

① 平均機(jī)械鉆速：與最快的天東017-H4井提高25.4%；與最慢的天東017-X3井提高125.71%；與以上非試驗(yàn)井相比（非試驗(yàn)井平均機(jī)械鉆速0.975m/h）機(jī)械鉆速提高63%。

② 段周期：與非試驗(yàn)井最快的天東017-H6井同比縮短周期15.37天，與非試驗(yàn)井最慢的天東017-X3井同比縮短周期55.14天；與以上非試驗(yàn)井相比（均按段長1223m計(jì)算，非試驗(yàn)井平均段周期95.6天）段周期節(jié)約38.24天。

③ 起下鉆次數(shù)：天東017-H7井共12趟鉆，節(jié)約起下鉆趟數(shù)為5-10趟鉆。

④ 單只鉆頭進(jìn)尺是國產(chǎn)鉆頭的4倍。

（2）門西005-H3井在井段4265～5139.01共使用哈里伯頓PDC鉆頭4只，其中4358.60～4539.30m井段，使用牙輪鉆頭和取芯鉆進(jìn)試驗(yàn)1只PDC進(jìn)尺433m，4只哈里伯頓PDC鉆頭共獲進(jìn)尺693.30m、平均機(jī)械鉆速2.57m/h。

① 非試驗(yàn)井平均機(jī)械為0.87m/h，使用進(jìn)口PDC鉆頭機(jī)械鉆速同比提高139～195%；

② 周期比較：使用了進(jìn)口PDC鉆頭的門西005-H3井較同構(gòu)造其它井周期均有較大的縮短。較同構(gòu)造的其它井縮短周期20.88～52.71天，平均縮短35.6天。

③ 從起下鉆次數(shù)看：門西005-H3井共起下10趟鉆，節(jié)約起下鉆5趟以上。

④ 進(jìn)口PDC鉆頭單只鉆頭進(jìn)尺是國產(chǎn)鉆頭的3～4倍

5、結(jié)論及建議

在川東區(qū)塊二迭系全程使用進(jìn)口PDC鉆頭能有效提高行程鉆速，節(jié)約鉆井成本和周期。通過進(jìn)一步的試驗(yàn)總結(jié)，形成川東地區(qū)“一趟鉆”鉆井技術(shù)，將有效的降低川東地區(qū)堅(jiān)硬、高研磨井段鉆井的起下鉆次數(shù)，提高鉆井效率，降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)，在川東地區(qū)具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

（1）在川東地區(qū)堅(jiān)硬高研磨地層鉆井技術(shù)取得突破，通過優(yōu)選進(jìn)口哈里伯頓PDC鉆頭，等壽命配套優(yōu)質(zhì)MWD儀器及威德福長壽命螺桿鉆具，能夠?qū)崿F(xiàn)“一趟鉆”鉆穿整個須家河地層。

（2）川東地區(qū)使用哈里伯頓81/2”FX64D及FX74D鉆頭取得了較好的提速效果，在二疊系全井段使用可節(jié)約起下鉆7～12趟。可持續(xù)開展該類鉆頭的優(yōu)化、改進(jìn)工作，使之更適應(yīng)中硬地層，提高機(jī)械鉆速。

參考文獻(xiàn)

[1] 況雨春；曾恒；周學(xué)軍；夏宇文；PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]；天然氣工業(yè)；2006年04期.

[2] 趙清云；基于CFX的PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究[J]；石油礦場機(jī)械；2009年12期.