哈山3井鉆頭使用分析淺論

【摘要】結合哈山3井鉆井過程，對一開、二開、三開鉆頭使用情況及存在的問題進行了分析。

【關鍵詞】鉆頭? 使用分析? 哈山3井

哈山3井位于新疆維吾爾自治區克拉瑪依市烏爾禾區西北部，準噶爾盆地西部隆起哈山山前構造帶外來推覆體哈山3構造較高部位。設計井深/完鉆井深：4600m/4139.80m，井口縱X： 5109818.96 m，橫Y：15389418.42 m。主要目的層侏羅系（J）、石炭系（C），兼探二疊系（P）、白堊系（K）。完鉆層位石炭系。完井方法裸眼完井。鉆探目的是探索哈山山前構造外來推覆體及前緣沖斷帶含油氣情況;評價侏羅系及白堊系淺層地層超剝帶含油氣性。

哈山3井全井共用鉆頭62只，其中牙輪鉆頭52只，PDC鉆頭5只，取心鉆頭5只。牙輪鉆頭進尺3523.98m，純鉆井時間2636.83h，平均機械鉆速1.34 m/h ;PDC鉆頭進尺570.22m，純鉆進時間649.75h，平均機械鉆速0.88m/h;取心鉆頭進尺45.60m，純鉆進時間48h，平均機械鉆速0.95 m/h。全井純鉆進時間3334.58h，平均機械鉆速1.24m/h。

導管及一開共使用鉆頭，7只，導管1只，型號均為江漢產SKW121C牙輪鉆頭，一開7只，1只江漢產鋼齒鉆頭SKG125G，1只江漢產鑲齒牙輪GJT515GC，4只取心鉆頭。一開鉆速在白堊系之前，采用的是鋼齒鉆頭，機械鉆速基本在10min/m上下，進入侏羅系后，鋼齒鉆頭起鉆前鉆時已達到49min/m，已經不適應地層要求;更換鑲齒鉆頭，機械鉆速恢復至20min/m上下;進入石炭系上部，機械鉆速變至60min/m上下。分析原因，在上部白堊系地層鉆進過程中，鋼齒鉆頭較為適應地層要求;侏羅系地層巖石較硬鋼齒鉆頭已不能適應，鑲齒牙輪較為適應地層要求;石炭系地層硬度更高，對于444.5mm鉆頭，目前現有鉆頭型號難以滿足地層硬度要求，致使鉆時在60min上下活動。

二開共使用鉆頭36只，其中牙輪鉆頭32只，PDC鉆頭3只，取心鉆頭1只。牙輪進尺2241.28m，純鉆進時間1161.08h，平均機械鉆速為1.93m/h。PDC鉆頭分別是M5365LA一只，PK6245MJD鉆頭兩只，進尺471.72m，純鉆進時間529h，平均機械鉆速0.89m/h。

空氣鉆井共使用鉆頭3只，鉆進井段720～1626m，進尺906m，純鉆時間185.25h，平均機械鉆速4.89m/h。哈山3井空氣鉆進，采取6-8t低壓吊打，克服了易斜的哈山山前構造，最大井斜僅1.6°，更難能可貴的是在吊打的情況下還取得了全段4.89m/h的平均機械鉆速。

二開泥漿鉆井共使用牙輪29只，PDC鉆頭3只，取心鉆頭1只，鉆進井段為1626-3435m，共計1809m。二開前期鉆頭按照鉆井設計及鄰井施工資料采用537系列鉆頭，根據537鉆頭使用的實際情況，調整使用637鉆頭，最后綜合537、637鉆頭使用情況，與鉆井院結合使用PDC鉆頭。

使用的16只537鉆頭純鉆進時間共計433.15小時，平均每個鉆頭27.07小時，起出牙輪牙齒均損壞嚴重。分析原因，二開鉆進石炭系地層，巖性為玄武巖、安山巖，巖石壓實程度較高，佷致密、堅硬，537鉆頭齒相對此種巖性地層過長，在鉆進過程中，受到地層巖石的沖擊破壞，容易磕斷牙齒，造成牙輪過早損壞。

537鉆頭平均機械鉆速1.75m/h。537鉆頭剛下井鉆時在20-30分鐘每米， 5-10小時后鉆時變慢至60-90分鐘每米，牙齒磨損較快導致537牙輪壽命較短，單支鉆頭使用效益很差，鉆頭起出掉齒現象嚴重。根據537鉆頭使用情況分析，采用牙齒較短，抗磨損能力較強的637鉆頭。從2696.5m開始使用637系列鉆頭，進尺分別是69.5m、89m、33m;純鉆時間分別是63.50h、115h、49.50h;機械鉆速分別是1.09m/h、0.77m/h、0.66m/h。針對所鉆石炭系地層巖性為安山巖、玄武巖。3只637鉆頭起出牙齒磨損均不嚴重，克服了地層巖性對537鉆頭牙齒損壞嚴重的現象，純鉆進時間得到大大提高，單支鉆頭效益得到明顯提升。

根據上部537鉆頭637鉆頭及PDC鉆頭M5365LA的使用情況，總結各個鉆頭的使用優缺點，根據本井實鉆巖性特點，鉆井院量身特制PDC鉆頭，同時為了加快鉆井速度，配合扭沖工具，進一步提速提效。從2888m開始使用鉆井院產PDC型號為PK6245MJD ，鉆至井深3345.5米，進尺457.50米，純鉆進495小時，取得本井二開進尺最多，鉆頭純鉆進時間最高。

PDC鉆頭M5365LA鉆進參數：鉆壓60～80KN，鉆速70-88rpm，排量37L/s，泵壓15Mpa;進尺井段2888～3345.50米，進尺457.50米，純鉆時間495小時，平均機械鉆速為0.92m/h，劃眼兩次共計14.50小時，短起下鉆三次共計13小時，循環共計28小時，該鉆頭在井下共計使用26天2小時。鉆進井段地層為石炭系，巖性為玄武巖 凝灰質泥巖 凝灰質角礫巖。

與537鉆頭對比情況分析。在本井石炭系地層共使用537系列鉆頭共計28只，進尺共計1668.28米，純鉆進時間共計732.50小時。平均每只鉆頭進尺59.58米，純鉆進時間26.16小時。PDC鉆頭使用時間是537單只鉆頭使用時間的18.92倍，進尺是537單只鉆頭的7.68倍;537鉆頭平均機械鉆速2.28 m/h，是PDC鉆頭機械鉆速的2.45倍。

與637鉆頭對比情況分析。在本井石炭系地層共計使用637鉆頭4只，純鉆進時間共計290.25小時，進尺共計231米，平均每只鉆頭純鉆進時間72.56小時，進尺57.75米，PDC鉆頭使用時間是637單只鉆頭使用時間的6.82倍，進尺是637鉆頭單只鉆頭的8.57倍;637鉆頭平均機械鉆速0.80m/h，PDC鉆頭機械鉆速為637鉆頭的1.09倍。

三開共使用鉆頭20只，其中牙輪17只、PDC鉆頭2只，取心鉆頭1只。牙輪鉆頭為MD537X鉆頭2只，HJT537G鉆頭3只，HJT537GK鉆頭4只，HJ637G、MD637X、MD637鉆頭各1只， HJT637G鉆頭5只，進尺，612.50m，純鉆進時間1198.75h，平均機械鉆速0.51m/h。PDC鉆頭為PK5240MJ鉆頭、YK216，PK5240MJ鉆頭由于下鉆遇阻劃眼困難起鉆，未取得進尺，YK216進尺86.50m，純鉆進時間122.50，機械鉆速0.71m/h。取心鉆頭是PMC037鉆頭，進尺5.80m，純鉆進時間8h，平均機械鉆速0.72m/h。

三開共使用537鉆頭共計9只，進尺共計359.00m，純鉆進時間611.75h，平均機械鉆速0.59m/h，平均單只鉆頭進尺39.89m。637鉆頭共計使用8只，進尺共計253.50m，純鉆進時間649.00h，平均機械鉆速0.39m/h，除去1只下鉆遇卡接卡起鉆無進尺鉆頭，平均單只鉆頭進尺36.21m。從上面數據看，537鉆頭使用效益要高于637鉆頭，但是在實際過程中537鉆頭，在井下掉塊較多的情況下，掉齒現象就會明顯嚴重，機械鉆速、使用時間就都受到嚴重的限制，隨著三開裸眼段的加長，537鉆頭受到的限制就越來越明顯，637鉆頭盡管在機械鉆速上要明顯低于537鉆頭，但在井下條件惡劣的情況下，使用比較平穩，可以明顯改善537鉆頭掉齒現象。兩種鉆頭交替使用，可以發揮537鉆頭鉆速快，效益高的特點，637鉆頭抗復雜掉塊能力強的特點。

作者簡介：卜進曉（1981—），男，湖北襄陽人，大學本科，工程師。