3 1/2英寸非標鉆具在5 1/2英寸套管開窗側鉆井中的應用

李業勛(長城鉆探工程有限公司鉆井三公司，遼寧 盤錦 124010)

0 引言

長城鉆探側鉆能技術始于1992年，第一口側鉆井—齊40-16-26C側鉆井施工，該井側鉆成功，為油田近千口瀕臨報廢的井帶來再生希望。經過多年的發展，長城鉆探鉆井三公司依托遼河油田成為國內完成側鉆井最多、運用側鉆技術增儲上產最明顯的油田，技術水平也一直處于領先地位。隨著油田剩余油氣開發的需要，裸眼段逐年增加，為了滿足側鉆井工藝要求，長城鉆探鉆井三公司在遼河油田51/2″(″，為英寸單位符號。下同)套管開窗長裸眼段鉆井大力推廣31/2″非標鉆具，取得了良好的使用效果。

1 現有2 7/8″鉆桿存在的不足

2018年以前，我公司在遼河油區施工的51/2″套管開窗長裸眼鉆井都是使用符合API標準的27/8″鉆桿。以F42-32C井為例，窗口位置1955m，完鉆井深2613m，裸眼段長658m。鉆具組合為：φ118mm單牙輪鉆頭+φ102mm單彎螺桿+浮閥+定位接頭+φ105mm雙母無磁鉆鋌1根+φ105mm鉆鋌2根+φ73mm加重鉆桿20根+φ73mm鉆桿。

51/2″套管開窗鉆井井眼較常規井眼的根本差別在于井徑和環空間隙小，較小的環空間隙導致小井眼在鉆井過程中環空壓耗過大。根據國內外對小井眼鉆井技術的研究資料顯示，常規27/8″鉆桿接箍外徑偏大在φ105-φ110mm之間，小井眼的環空壓耗占總壓耗的40%以上，而81/2″及以上常規井眼的環空壓耗大約占總壓耗的10%。使用常規27/8″鉆桿環空壓耗大，井壁承受的壓力波動大，特別是鉆桿接箍處鉆井液上返速度是本體處的3～4倍，井壁穩定性差極易導致井漏和劃眼的情況發生。因泵壓高，施工排量受限，攜巖困難也易引發其他復雜情況。由于水眼小，增加了鉆具內的循環壓耗，到達馬達的鉆井液壓力減小，影響了鉆進效率。

2 3 1/2″非標鉆具的優勢

隨著遼河油區51/2″套管側鉆井長裸眼井的最多，管柱內外的壓耗越來越大，為了能夠均勻內外管柱的壓耗，結合現有通用的鉆具尺寸，采用31/2″管體與小接箍(外徑φ100mm)接頭的組合，接頭螺紋是根據API RP 7G的理論設計得出的。

2.1 采用雙臺肩PD29扣型

非標鉆具最大的特點是采用雙臺肩PD29扣型，與API標準接頭相比有2個密封面，在雙臺肩接頭上扣時，主臺肩先頂上，副臺肩留有很小的間隙，以確保主臺肩能起到密封作用。當上扣達到一定扭矩后副臺肩頂上；當達到上緊扭矩后，副臺肩能夠起到增加抗扭強度的作用。

2.2 大內徑小接箍

31/2″非標鉆具雙臺肩非API標準接頭內徑為φ50.8mm，外徑為φ100mm。 減小接頭外徑，增加了環空空間，降低了鉆具環空的循環壓耗。本體內徑為φ70.2mm，增加本體的內徑，降低了鉆具內的循環壓耗。

圖1 3 1/2″非標鉆桿示意圖

表1 3 1/2″PD29鉆桿與2 7/8鉆桿的主要參數表對比

3 3 1/2″非標鉆具的應用情況

與27/8″鉆桿相比，31/2″非標鉆具有高抗扭、大排量、循環壓耗低等優勢，2018年以來，我公司在遼河油區51/2″套管開窗長裸眼鉆井中積極開展現場試驗，并進行了推廣應用。

F41-39C井是一口51/2″套管開窗長裸眼鉆井，其開窗點位置為1598m，完鉆井深2418m，裸眼段長820m，施工中使用31/2″G105非標鉆具，鉆具組合為φ118mmPDC鉆頭+φ102mm單彎螺桿+浮閥+定位接頭+φ105mm雙母無磁鉆鋌1根+φ88.9mm鉆桿。循環壓耗顯著降低，與根據實際數據并通過軟件計算結果相符，在7 l/s的排量下施工中使用31/2″非標鉆具比使用27/8″普通鉆桿，其計算立管壓力相差2.56MPa。說明φ118mm小井眼環空間隙小，循環當量密度高，循環壓耗大，可以通過使用31/2″非標鉆具等技術措施，顯著降低循環壓耗，減輕起鉆后由于地層橫向應力的釋放帶來的影響，降低井壁失穩和井漏風險。本井順利完鉆未發生劃眼、電測遇阻等井下故障。

4 結論

31/2″非標鉆具非標鉆具具有高抗扭、大水眼、雙密封等特點，較API標準鉆具在長裸眼段側鉆井使用中更有優勢。自31/2″非標鉆具遼河油田51/2″套管開窗長裸眼段鉆井中推廣應用以來，未發生任何鉆具質量事故，有效保障了長裸眼段的安全提速目標，取得了良好的使用效果，具有廣闊的應用前景。