水力振蕩器在定向井施工中的應用

摘要 隨著目前國內對石油能源的需求日益增加，勘探工作也逐漸向復雜化、深部油氣藏展開。在這些井的定向井施工中出現嚴重的托壓、粘卡現象，尤其是在滑動鉆進時，無法保證給鉆頭施加真實、有效的鉆壓。為此本文介紹了由渤海鉆探公司自行研制的BH-HTV水力振蕩器在房1601井中應用情況，并對應用效果進行分析。

關鍵詞 托壓;滑動鉆進;水力振蕩器

1 前言

在面對一些定向井時，如何有效地向鉆頭施加鉆壓從而提高機械鉆速保證造斜率是每個定向井人員普遍關注的問題。但隨著井深的不斷增加，井壁摩阻大，導致鉆具滑動托壓的問題逐漸加重，表現為滑動鉆進時，鉆壓有增無減鉆柱自身重力全部消耗在克服井壁摩阻上，從而制約了向鉆頭有效的施加鉆壓。

水力振蕩器它做為一種輔助鉆井的工具，其自身通過水馬力的驅動可以產生縱向振動，大大減少了鉆柱與井壁之間的摩阻提高了鉆壓傳遞的有效性。從而保證定向效果。

2 水力振蕩器的原理

主要由振蕩短節與脈沖短節組成，工具的脈沖短節是由一個2：1的馬達組成，依靠鉆井液驅動流經脈沖短節，帶動脈沖短節里的閥組工作使流經內部的鉆井液流量發生變化，從而產生壓力脈沖，并且壓力脈沖向上傳遞，驅動振蕩短節產生溫和的軸向振動，通過鉆具傳遞到鉆頭。

3 本井基本情況

房1601井是位于大港油田的一口三開三段制預探井，構造位置102X斷塊。目的層在沙二段、沙一下兼探東營組及上第三系，設計井深為3927m，井斜34.48°，方位107.33°，最大位移1641.27m，造斜點700m。本區塊館陶底以上可鉆性好，但底礫巖可鉆性差對鉆頭及鉆具的磨損嚴重，東營為大段泥巖滑動鉆進鉆時慢。

3.1井身結構

φ444.5mm鉆頭×288m+φ339.7mm套管×287.5m

Φ311.1mm鉆頭×1902m+φ244.5mm套管×1901.5m

Φ215.9mm鉆頭×3947m+φ139.7mm套管×3945m

3.2 水力振蕩器使用情況

鉆進至3033m時，井斜36.08，方位106.14，垂深2689.64m，位移1163.25m，隨著井深，位移以及裸眼段的增加，定向時鉆具與井壁之間的磨阻增大，托壓嚴重，對于施工造成了很大困擾此時下入水力振蕩器。

鉆具組合（3033-3200m）：φ215.9mm鉆頭（MD9441H）×0.3m+φ172mm馬達（1.5°）×8m+φ165mm浮閥×0.5m+φ210mm穩定器×1.54m+φ165mm無磁鉆鋌×8.9m+φ165mmMWD短節×1.77m+φ165mm無磁鉆鋌×8.62m+φ127mm加重鉆桿×168.1m+φ127mm鉆桿×19.36m+φ175mm水力振蕩器×5.92m+127mm鉆桿

鉆井參數：鉆壓：60-80KN，轉速：45r/min，排量：28-30L/S，泵壓：17.5-19Mpa。

泥漿參數：密度：1.35g/cm3，粘度：48s，初切/終切：3/6，失水量：5，PH：9，含砂：.0.3%。

滑動鉆進井段：3060-3067，3083-3089.07，3150.19-3156.9，3266.95-3276.66。其余井段為轉動鉆進。滑動鉆進進尺：29.49m，純鉆時間：11.66h機械鉆速：2.53m/h，轉動鉆進進尺：582.51m。純鉆時間：109.01h，機械鉆速：5.24m/h。

考慮到水力振蕩器會對MWD儀器帶來破壞，將其安裝在距離儀器以上200m處井口測試時壓降為5Mpa，鉆進至3060m后進行滑動鉆進，鉆壓控制在60-70KN時，滑動比較順利，定向效果好鉆時快，不會出現突然釋放的現象。

4 使用效果評價

本井拿2021-3033m未使用水利振蕩器井段與3033m-3645m使用水力振蕩器井段來做比較，因為鉆頭性能一致，但地層可鉆性具有較大差別，鉆速不能更好的體現出工具的作用，這里就用滑動鉆進鉆時/轉動鉆進鉆時的數值來做比較。

從表中可以看出，利用在使用與未使用水力振蕩器的兩趟鉆中滑動鉆時/轉動鉆時的數據，可以看出使用后的滑動鉆進效果有了顯著的提高，應用與數據證明水力振蕩器在鉆井作業中可以有效的的將鉆壓傳遞到鉆頭上，緩解了定向托壓和粘扣問題，使定向效果更加明顯，工具面更容易調整。

5 結論及建議

（1）水力振蕩器可以給鉆具提供了高頻的沿井眼方向的縱向振動，使鉆具與井壁的摩擦阻力降低，為鉆頭提供了真實有效的鉆壓，解決粘卡保證安全提高了機械鉆速縮短鉆井周期。

（2）水力振蕩器在現場施工作業中與MWD配合使用，將其裝置在距離MWD儀器200m的地方未對MWD信號傳輸產生干涉和影響。也保證了水力振蕩器的作用。

參考文獻

[1]石崇東，尚克軍，張軍，朱采花，高龍，楊碧學.水力振蕩器在蘇38-8-18H井的應用[J].石油機械，2012，40（3）：38-38.

作者簡介：

1.牛家梁，1991年出生，2014年畢業于中國石油大學（華東）石油工程專業，助理工程師，現就職于渤海鉆探定向井公司。