MWD配合自激式脈沖射流PDC鉆頭在bT1204井的應(yīng)用

（西部鉆探克拉瑪依鉆井公司,新疆克拉瑪依 834000）

一、自激式脈沖射流工作原理與工作過程

自激式脈沖裝置內(nèi)部自激式諧振脈沖發(fā)生器主要由高耐磨合金制成，上部為諧振導(dǎo)流杯體，下部反射器和多曲面兩部分組成諧振蕩腔體，其原理是根據(jù)自激振蕩原理，射流由噴嘴上段內(nèi)的異流進(jìn)水腔，經(jīng)上、下兩個(gè)撞面反射，上撞面的反射壓力波與向下運(yùn)動(dòng)的水流壓力波的初相相等，形成波形疊加，與下撞面反射的射流相碰，產(chǎn)生強(qiáng)大的圓形剪切應(yīng)力，使高噴射流剪切成瞬時(shí)真空形成交替的水彈，真空中產(chǎn)生的高壓，把水彈以高速度排出，形成不連續(xù)的水彈射流，提高了射流的瞬時(shí)打擊力、有效噴射距離和射流到達(dá)井底時(shí)的水利能量。

二、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

bT1204井，設(shè)計(jì)井深2337m，為一口石炭系斷層井，地層傾角達(dá)到20°，石炭系厚665m。從井深1272米進(jìn)入石炭系地層，本井從二開開始使用了MWD配合自激式脈沖射流PDC鉆頭技術(shù)，通過與該區(qū)塊未使用此技術(shù)的實(shí)鉆資料對(duì)比，在石炭系地層的機(jī)械鉆速提高了1.8倍，單只PDC鉆頭進(jìn)尺提高了2.9倍。

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從表1 得出：在bT1204井使用MWD配合自激式脈沖射流PDC鉆頭，井段1272m～1958m為石炭系斷層井，進(jìn)尺686m，平均機(jī)械鉆速為3.91m/h，單只PDC鉆頭進(jìn)尺為476.39 米/只。

從表2 得出：在百21井區(qū)完井資料統(tǒng)計(jì)，使用單鐘擺鉆具組合+牙輪鉆頭，在石炭系地層的平均機(jī)械鉆速為2.18m/h，單只牙輪鉆頭進(jìn)尺為164.28米/只。

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三、效果評(píng)價(jià)

(1)本井從二開使用MWD 配合脈沖射流PDC 鉆頭和脈沖接頭，單只PDC 鉆頭進(jìn)尺達(dá)到983 米，并且鉆穿八道灣底礫巖地層，進(jìn)入白堿灘泥巖地層，可見在鉆進(jìn)時(shí)，脈沖裝置是發(fā)揮了一定的作用。

(2)第二只PDC 鉆頭純鉆125h 后，起出鉆頭新度達(dá)80%，說明井底清洗效果好，攜巖效果較好，有效地保護(hù)了鉆頭。

(3)該區(qū)塊在石炭系地層鉆進(jìn)時(shí)，牙輪鉆頭平均機(jī)速為2.17m/h，使用該技術(shù)后機(jī)速提高1.8 倍，達(dá)到3.91 m/h，提速效果明顯。

(4)單只PDC 鉆頭進(jìn)尺提高2.9 倍，從而節(jié)約成本，縮短鉆井工期。

(5)使用MWD 后，針對(duì)石炭系斷層井，地層傾角較大，可以釋放鉆壓，提高機(jī)械鉆速，又能保證井身質(zhì)量。

(6)對(duì)該區(qū)塊二開直接使用PDC 鉆頭進(jìn)行了大膽的嘗試，并且在石炭系地層使用PDC 鉆頭，對(duì)該區(qū)塊提高石炭系地層的機(jī)械鉆速有了新的突破，為以后的鉆井提速有了很好的借鑒。

結(jié)語(yǔ)

（1）在bT1204 井實(shí)驗(yàn)應(yīng)用結(jié)果看出，自激式脈沖射流對(duì)鉆井液在井底的噴射方式，鉆頭破巖效率，以及攜巖效果是發(fā)揮了一定的作用。

（2）脈沖接頭、脈沖噴嘴、脈沖PDC 配合MWD 可以單獨(dú)使用，也可以組合使用，應(yīng)用簡(jiǎn)單、方便，針對(duì)百21 井區(qū)的石炭系為可鉆性差地層，MWD 配合自激脈沖射流PDC 鉆頭提速效果更為明顯。

（3）脈沖噴嘴和脈沖接頭的有效使用時(shí)間有待進(jìn)一步的研究，使其在井下工作時(shí)處于安全狀態(tài)。

（4）脈沖射流PDC 鉆頭在bT1204 井的成功應(yīng)用為解決百21 井區(qū)石炭系地層鉆井機(jī)速慢的問題找到了新的方法。

[1]熊繼有，廖榮慶，陳德頡.脈沖射流噴嘴機(jī)理及水力特性研究[D].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào):第16 卷第二期.1994(5).

[2].劉豐，顏江，楊萬(wàn)忠，蔣崇貴，安俊.自激式諧振脈沖裝置提速應(yīng)用 [J].科技傳播.2011(13).