神木區塊定向井一體化總包技術研究與應用

常楊(鉆井技術服務公司， 遼寧 盤錦 124000)

神木區塊定向井一體化總包技術研究與應用

常楊(鉆井技術服務公司， 遼寧 盤錦 124000)

受目前國際石油經濟形勢影響，西北地區鉆井及鉆井相關技術服務市場持續低迷。通過鉆井提速、降本增效，實現合作共贏，是定向技術服務公司擺脫困境的關鍵。在2016年的定向施工過程中，鉆井技術服務公司通過對神木區塊平臺井實施一體化總包，逐漸總結出了一套適合該區塊定向施工的經驗和規律。隨著井位增多，井下復雜情況隨之增加，故降低井下工具故障率是一個迫在眉睫的課題。本文主要對降低神木區塊井下工具故障進行了淺要的分析。

軌跡控制；故障率；一體化總包

隨著鉆井工藝技術的不斷進步，特殊工藝定向井在整個鉆井工作量中占有的份額越來越大，與此同時鉆井的環境也日趨復雜，鉆井的密度日趨增大，井下工具越來越復雜，鉆井難度也越來越大，并由此導致的井下工具故障的可能性大大增加。井下工具帶來的安全性問題、環境問題和經濟損失可能是災難性的，因此降低井下工具故障率是十分有必要的。

1 神木區塊概況

神木氣田地處陜西省榆林市榆陽區及神木縣境內，西接榆林氣田，南抵子州、米脂氣田，區域構造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部。井位多以單井生產井和少量平臺生產井為主。2016年5月長城鉆探鉆井技術服務公司國內項目部牽頭，多家兄弟單位配合，對該區域雙24-19、雙22-21、雙49-41、雙51-43、雙48-43、雙26-52平臺井實施井下工具一體化總包，服務內容包括MWD、軌跡控制、螺桿、鉆頭等技術服務。

2 施工技術難點

(1)叢式井井口間距小，施工過程中，防碰問題突出；(2)直井段鉆進易斜；(3)施工位移大，后期摩阻、扭矩大，滑動鉆進困難；(4)劉家溝地層易漏，添加堵漏材料后容易阻塞鉆具，造成儀器沒信號；(5)劉家溝、石千峰組可鉆性差，機械鉆速底，造成井下工具磨損嚴重．

3 井下工具的保障措施

3.1 儀器的保障措施

通過對脈沖保養充油，保障井下正常使用。左圖充油效率低，并且在此期間要不停的上舉脈沖發生器，為了加速氣體上升速度，還要不斷地墩、敲脈沖器，既費時又費力，而且容易損壞內部零件；右圖充油效率高，并且在油循環的過程中又慢慢把殘余的氣體排出，除氣率高，充油效果好，同時對充油后的脈沖進行模擬井下高溫條件下的拉力測試，確認脈沖在高溫條件下仍然具備良好的拉力性能，從而保證充油效果的有效性[1]。故在實際應該中，脈沖維修保養均使用右圖充油機進行維護。

通過對不同抗性的探管進行了有效分類，并采用了目視化管理辦法，清晰易懂，并規定了每一類別探管適應的井型和井深，有較強的針對性，提高了探管使用的適應性，并定期對探管進行標定和返廠維修保養。

3.2 螺桿的準備工作

根據對不同廠家產品的反復對比，結合神木區塊地層特點和軌跡控制實際要求，我們最終選擇一開采用Φ203mm0．75°螺桿，二開采用Φ172mm0．75°、1°或1．25°螺桿(主要根據位移不同進行選擇)。在井場上，我們準備了比設計彎度更大一點的螺桿備用，根據實鉆需要可隨時調用合適的螺桿下井作業。出廠前螺桿鉆具進行全方位的檢測和無損探傷，不遺漏任何零件，避免經驗主義，保證螺桿鉆具質量穩定性，對提升螺桿鉆具質量控制起到強有力的支撐。

通過分析2016年螺桿下井的使用情況結合地層巖性分析，扶正器從螺旋式改為直棱式，內部轉子耐腐蝕金屬陶瓷涂層，適用高飽和鹽水泥漿，代替了鍍鉻的環保涂層[2]。并對常規定子做出調整，使用等壁厚定子。對定子殼體內表面進行機械加工，形成與轉子相配合的螺旋曲面，然后在螺旋曲面上壓鑄橡膠，增大了橡膠與金屬的粘著面積，橡膠厚度相等。

該馬達的優點有：①橡膠硫化效果好，馬達使用壽命得到有效延長；② 與常規馬達相比，等壁厚馬達與轉子配合量縮小了60%-85%左右 ，有效改善了橡膠熱積聚區的產生。

3.3 優選鉆頭，保持機械鉆速

為了配合神木大平臺一體化項目順利施工，結合實際情況，優選鉆頭，保障生產。并提出以下方案：①表層鉆頭采用攻擊性較高，穩斜效果較好的PDC鉆頭，鉆壓控制在5-6T以內，保障表層能夠快速鉆完，并能打直，同時保證2口井更換一次鉆頭。②二開由于劉家溝和石千峰組地層較硬，二開第一趟鉆采用攻擊性強的鉆頭，至少鉆至劉家溝頂部，鉆穿井段400m-1750m。二開第二趟鉆采用攻擊性、抗沖擊性好和研磨性強的鉆頭，快速穿過劉家溝，鉆穿井段1750-2300。二開第三趟鉆采用速度和進尺綜合指數高的鉆頭，在保證速度的同時，能夠實現鉆穿剩下井段(2300m-3000m)。③及時保障鉆頭供應，絕不因為鉆頭供應不及時而耽誤生產。

3.4 優選鉆具組合

充分結合地層巖性選優選鉆具組合。由于劉家溝鉆時較大且易增斜，所以第一趟鉆應避免下入強增斜鉆具組合[3]。經過實踐，1．25°螺桿+(3m-4m)短鉆鋌+欠尺寸球扶的微增鉆具組合比較理想，防止井斜增長過快，進而實現本趟鉆多打進尺，減少下趟鉆的施工壓力。鉆穿劉家溝后，從石千峰下部到馬家溝，地層是自然降斜趨勢，施工中以靶區高邊做設計，最后微降斜入靶。

3.5 實際應用效果

通過一體化技術總包，成功的改善了施工中的一些技術問題。在減少井下動力鉆具使用時間和次數的同時，縮短了施工周期，提高了服務質量。

表1 -30口定向井施工周期對比

4 結語

通過我們的一體化總包服務，提高了區塊機械鉆速，縮短了施工周期，降低了生產成本，實現雙方共贏。井身軌跡優化方案及口井的鉆具組合優化、鉆頭選型和螺桿彎度選擇的施工方案，在主導生產中占據著重要的地位。因此，研究一體化總包技術服務對提高鉆井效率、降低非生產時間具有深遠影響。

[1]韓志勇．定向鉆井設計與計算.中國石油大學出版社，2007：174-183.

[2]耿洪賓。新編工程材料[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2005.

[3]季細星，諸德超．井眼軌道控制技術發展綜述．石油機械，1997，25(12) ：31-32．

常楊(1985- )，男,遼寧鐵嶺人，工程師，本科，主要從事生產井、開發井軌跡控制工作。