探析水力脈沖空化射流鉆井技術的適應性

曹艷海(大慶油田鉆井一公司，黑龍江 大慶 163000)

探析水力脈沖空化射流鉆井技術的適應性

曹艷海(大慶油田鉆井一公司，黑龍江 大慶 163000)

為了能夠更大范圍的推廣水利脈沖空化射流鉆井技術，加強對該技術的研究是尤為必要的，有助于提升油田作業成效。尤其是在當前油田事業快速發展背景下，越來越多先進設備和技術應用其中，大大提升了油田作業成效，水力脈沖空化射流鉆井技術作為一項先進技術，在生產作業中應用可以有效提升機械鉆速，為油氣層提供更為堅實的保護，但是可能存在應用效果不明顯問題，影響到油田開發經濟效益和社會效益。由此，本文主要就水力脈沖空化射流鉆井技術的適應性進行分析，結合實際情況，客觀闡述水力脈沖空化射流鉆井技術應用可行性，更為充分發揮水力脈沖空化射流鉆井技術優勢。

水力脈沖空化射流鉆井技術；油田開發；適應性；機械鉆速

伴隨著油田事業的快速發展，油氣開發愈加深入，越來越多先進的開發技術和機械設備應用其中，大大提升了油田開采效率和質量。但是由于油氣開采較深，地層結構較為復雜，無論是鉆井速度還是鉆井周期都成為當前工作中存在的難點所在，需要進一步優化和創新。在鉆井作業中，鉆進過程主要是依靠機械和水共同作用下來破除巖層，而在一些深井作業中，由于井深度不斷增加，相應水力損失不斷增加，如果地面機泵功率不變，在井下的可用水馬力不斷下降，這樣就導致鉆井作業效率下降，影響到鉆井成效。而在深井作業中應用水力脈沖空化射流鉆井技術，可以有效提升鉆井速度，獲得充足的動力支持，提升鉆井作業成效。由此看來，加強水力脈沖空化射流鉆井技術的應用研究是尤為必要的。

1 提高機械鉆速機理

水力脈沖空化射流鉆井技術作為一項先進的鉆井技術，在實際應用中能夠有效提升作業效率和質量，創造更大的經濟效益和社會效益。水力脈沖空化射流鉆井技術主要是水力脈沖射流和自振空化射流耦合而成的創新型鉆井技術，其中水力脈沖空化射流主要包括本體、導流體、彈性擋圈、自激震蕩強勢等眾多部分組成。在鉆井作業中，將水力脈沖空化射流發生器安裝在鉆頭和鉆鋌兩者之間，耦合自振空化效應和流體擾動作用，通過鉆頭的常規連續流動轉化為振動脈沖流動，在井下產生脈沖空化射流，可以有效提升破巖效率[1]。

2 水力脈沖空化射流鉆井技術適應性分析

2.1 多重組和鉆井適應性分析

水力脈沖空化射流發生器可以與井下鉆具組合、動力鉆具組合配合使用，可以有效提升機械鉆井速度，尤其是在深井作業中，為其提供一種更為高效的鉆井技術。

水力脈沖空化射流配合常規鉆具鉆井使用，以新疆塔里木克拉和英買力地區油田為主，在?241mm、?311mm、?216mm井眼中，使用牙輪和PDC鉆頭鉆進。通過大量實踐得出，水力脈沖空化射流搭配常規鉆具鉆進使用效果較為顯著，較之以往常規的鉆井技術而言，機械鉆速平均提高10～85%，效果更為突出。2010年7月，新疆塔河區TK1090井鉆井作業中，采用水力脈沖空化射流和常規鉆具搭配使用，純鉆時間大概在136.63h，平均鉆速在2.82m∕h左右，相較于周圍的TK1013井機械鉆速要平均提高53.83%[2]。

水力脈沖空化射流復合鉆井，在?216mm、?311mm井眼中，同樣使用牙輪和PDC鉆頭進行試驗，不難發現，水力脈沖空化射流發生器與螺桿鉆具配合使用效果較高，機械鉆速平均提高14%以上，提速效果十分明顯。就以2010年7月的海拉爾區烏34井為例，采用水力脈沖空化射流復合鉆井技術，使用牙輪鉆頭，水力脈沖空化射流發生器和螺桿鉆具鉆井作用，純鉆作業時間大概在24h左右，平均機械鉆速在2.7m∕h左右，相較于鄰井段平均機械鉆速提升了43.6%左右。

2.2 地層適應性分析

水力脈沖空化射流鉆井技術在實際應用中，技術適應性較強，無論是以往較為古老的地層還是新生代地層，諸如，軟層、中硬、硬地層，都具有良好的適應性，鉆井作業效率顯著提升[3]。

2.3 鉆頭適應性分析

水力脈沖空化射流鉆井技術在不同井眼中，搭配牙輪和PDC鉆頭進行試驗，尤其是在?241mm、?216以及?311mm井眼中應用效果更為突出，鉆速得到了顯著提升。

2.4 鉆壓、轉速適應性分析

水力脈沖空化射流鉆井技術在不同在不同轉速和鉆壓參數下，鉆進作業效果同樣十分突出，尤其是在鉆壓保持在20～300kN，轉速50～110r∕min范圍內，符合鉆井條件，可以顯著提升鉆井效率。

3 結語

綜上所述，水力脈沖空化射流鉆井技術作為一種創新型鉆井技術，在實際應用中能夠有效改善傳統鉆井技術中存在的缺陷和不足，在深井下產生水力脈沖、瞬時負壓效應，可以大大提升破顏效率，提升鉆速作業效率。與此同時，水力脈沖空化射流鉆井技術由于自身特性，適應性較為突出，無論是在軟地層還是硬地層中，搭配牙輪和PDC鉆頭鉆井作業，正常情況下作業時間高達230h，平均機械鉆速較之傳統鉆井技術提升效果顯著，甚至可以超過以往鉆速的一倍之多，取得良好的鉆井作業成效，值得廣泛推廣和使用。

[1]李根生,史懷忠,沈忠厚等.水力脈沖空化射流鉆井機理與試驗[J].石油勘探與開發,2014,35(2):239-243.

[2]王學杰,李根生,康延軍等.利用水力脈沖空化射流復合鉆井技術提高鉆速[J].石油學報,2012,30(1):117-120.

[3]史懷忠,李根生,王學杰等.水力脈沖空化射流欠平衡鉆井提高鉆速技術[J].石油勘探與開發,2012,37(1):111-115.