復合型井下動力工具應用實踐

鄭軍輝，李保倫，曲 偉，高永杰

（中國石油集團西部鉆探工程有限公司準東鉆井公司，新疆阜康 831511）

復合型井下動力工具應用實踐

鄭軍輝，李保倫，曲 偉，高永杰

（中國石油集團西部鉆探工程有限公司準東鉆井公司，新疆阜康 831511）

針對新疆油田二疊系、石炭系等地層研磨性高、可鉆性差、機速低的問題，采用復合型井下動力工具，優選高效PDC 鉆頭，取得了較好的提速效果。介紹了復合型井下動力工具及在金112井等4口井應用情況，總結了好的成功經驗，并對下步改進提供了可行性建議。

復合型；井下；動力工具；二疊系；石炭系；提速

新疆油田瑪湖區塊二疊系地層主要為上烏爾禾組、下烏爾禾組、夏子街組和風城組，主要為灰色砂礫巖、砂質泥巖、泥質砂巖、泥質不等粒小礫巖及泥巖等的互層，地層非均質性較強，PDC 鉆頭選型難，機速低，扭力沖擊器取得了一定的提速效果，但成本較高。此外，西北緣一區石炭系層段長，巖性為研磨性高的玄武巖、安山巖和凝灰巖，鉆時極低，嚴重制約鉆井提速。復合型井下動力工具利用機械和液壓綜合方式產生扭力和高頻沖擊力，配合個性化PDC 鉆頭，能有效提高鉆頭破巖效率，達到提高鉆速的目的。

1 復合型井下動力工具應用可行性分析

1.1 工具的提速原理

復合動力工具是通過機械和液壓綜合方式產生扭力和高頻沖擊力，并通過純機械裝置向鉆頭傳遞扭力和高頻沖擊力的鉆井工具。其作用是使鉆頭在受到旋轉力作用的同時，還要受到沖擊力的作用，從而加快破巖進程，以達到提高鉆速的目的。

1.2 地層適應性分析

針對該工具通過高速旋轉和軸向沖擊力共同作用破巖特點，適應地層主要為研磨性高、機速相對較低的硬地層。所以選擇在新疆油田二疊系、石炭系等地層進行應用。

1.3 工具使用中復雜控制措施

（1）做好單井試驗策劃，對鉆井隊做好技術交底。

（2）做好工具入井前的井眼準備，確保井壁穩定，井底干凈。

2 復合型井下動力工具現場應用

2.1 在金112井石炭系應用

2.1.1 地層情況

該井從624m 進入石炭系，巖性為研磨性高的玄武巖、安山巖和凝灰巖，鉆時極低（0.6～1.4m/h），鉆頭易先期損壞，針對地層巖性特點，決定使用復合型井下動力工具。

2.1.2 鉆頭優選

針對石炭系地層研磨性高，推薦使用WJM516ST和WJM513ST，該型鉆頭特點是5刀翼雙排布齒，適于硬地層和高轉速，井斜控制容易。通過應用結果分析，在該井段使用WJM516ST 效果較好。

2.1.3 應用效果分析

金112井在石炭系使用復合型井下動力工具進尺431m，平均機速 4.74m/h。該工具在同地層機速提高 351.8%；該工具同比使用螺桿機速提高 190.8%；該工具可以有效地延長鉆頭壽命。

語用學是在符號、意義和物體之外再加上一個實體，即言語者（sp eaker）[25]。語言符號與言語者的關系是語用學其中一個重要的方面。言語者的出現，自然也將語言符號指向受話者。語用學強調的是語言符號與言語者和受話者之間的關系。

2.2 在瑪湖012井二疊系應用

2.2.1 地層情況

該井三開二疊系 890m，鄰井機速為 1.3～1.65m/h，PDC 鉆頭沒有取得突破。

2.2.2 鉆頭選型

鉆頭選型充分考慮到二疊系的研磨性高的特點，又兼顧烏爾禾組和夏子街組巖性，在烏爾禾組 WJ516TG 鉆頭，在夏子街組 WJ516STG 鉆頭，實鉆取得了較好效果。

2.2.3 應用效果分析

復合型井下動力工具在瑪湖012井二疊系總進尺773.46m，平均機速 2.5m/h，同比同井二疊系（上部）使用 PDC 機速 1.5m/ h，提高66.7%。

瑪湖012井使用復合型井下動力工具同比鄰井同地層3口井平均機速 1.58m/h 提高 58.2%，節約工期 10.5d，扣除工具成本，同比鉆井成本節約32%。

2.3 在瑪湖8井二疊系應用

2.3.1 地層情況

二疊系佳木河組上部含礫細砂巖、泥質細砂巖、凝灰質粉砂巖等；下部為安山巖、凝灰質泥巖、凝灰質細砂巖等，平均機速 2.0m/h。

2.3.2 應用效果分析選型

總結在瑪湖012井應用經驗，結合該井佳木河地層巖性，對鉆頭進行再次優選，在佳木河上部使用 WJ516ST 鉆頭，下部針對安山巖、凝灰質泥巖等研磨性較高，選用WJ616TG鉆頭。

2.3.3 應用效果分析

使用該工具 總進尺 200.53m，平 均機速 3.24m/h，同比新鋒銳 PDC 鉆頭提高 60.8%，比德誠 PDC 機速 3.02m/h 總體提高8%，綜合鉆井降低成本28%。

2.4 在金105井石炭系應用

2.4.1 地層情況及鉆頭選型

該井同比金112井石炭系更長，研磨性增高，結合復合型動力井下工具的特點，選擇了耐磨的 DC516STG 鉆頭。

2.4.2 現場應用效果

復合型井下工具在金105石炭系入井4次，進尺110m，平均機速1.42m/h，同比牙輪1.16m/h 提高22.4%，未達到預期效果。

金 105 井三開石炭系火成巖（1 100～2 205m）地層，使用了提速工具和鉆頭，效果欠佳，需要進一步技術攻關，取得突破。

3 結論與認識

①復合型井下動力工具在金112井石炭系提速取得突破，提速效果高于扭力沖擊器（阿特拉），使用成本不及阿特拉成本的1/3。②在瑪湖區塊二疊系提速取得一定成效，形成與工具配套的鉆頭選型。③進一步優選鉆頭，提高與地層的適應性和工具的匹配性；優化工具結構，提高工具穩定性，延長工具井下工作時間。

[1] 謝桂芳. 水力加壓器在鉆井施工中的應用[J]. 石油礦場機械，2009，（5）：89.

Application Practice of Compound Underground Power Tools

Zheng Jun-hui，Li Bao-lun，Qu Wei，Gao Yong-jie

Aiming at the problems of Permian and Carboniferous strata in Xinjiang Oilfield，the grinding performance is high and the drilling speed is low and the machine speed is low.By using compound downhole power tool and high efficiency PDC bit，the effect is improved.This paper introduces the application of compound downhole power tools and four wells in gold 112 wells，summarizes the good and successful experience，and provides feasible suggestions for the improvement of the next step.

composite；downhole；power tool；Permian；Carboniferous；speeding

TD40

A

1003-6490（2017）06-0245-02

2017-05-05

鄭軍輝（1972—），男，新疆克拉瑪依人，高級工程師，主要研究方向為鉆井技術管理。