小彎度螺桿在大位移氣定向井施工中的使用

孫晨 許騰龍

摘 要：隴東區(qū)塊氣井，主要分布在三岔、演武、桐川、蔡家廟、南梁一帶，井深在40005000米左右。施工井型有氣探井、氣開(kāi)直井、氣開(kāi)定向井，完鉆層位主要徐莊組、馬家溝組。其中，氣定向井多為三開(kāi)井。該區(qū)塊氣井定向井三開(kāi)下入“四合一”鉆具，通過(guò)對(duì)地層特性的不斷掌握，提高軌跡控制能力減少滑動(dòng)根數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)。但是，由于軌跡控制段長(zhǎng)，在2800米左右，軌跡控制難度大，3000米以后滑動(dòng)拖壓嚴(yán)重，大位移井更存在復(fù)合時(shí)扭矩過(guò)大，滑動(dòng)時(shí)上提磨阻過(guò)大的問(wèn)題，這些都嚴(yán)重制約了鉆井速度。今年，我70001鉆井隊(duì)在慶1859C1井施工作業(yè)中，三開(kāi)采用0.75°單彎螺桿，通過(guò)調(diào)整鉆具組合減少滑動(dòng)，成功的克服了軌跡控制的難點(diǎn)，順利完鉆。

關(guān)鍵詞：隴東 ；氣定向井 ；“四合一”軌跡控制 ；0.75°單彎

隴東區(qū)塊氣定向井，井深較大，造斜點(diǎn)都在1700米左右，軌跡控制段很長(zhǎng)。按照設(shè)計(jì)要求，該區(qū)塊定向井采用“直增穩(wěn)”剖面，穩(wěn)斜難度大，后期滑動(dòng)困難，容易發(fā)生粘卡。通常在具體施工中，針對(duì)600米以上位移的定向井，都會(huì)選擇先走位移，造斜一開(kāi)始就將初始井斜打到比設(shè)計(jì)井斜大3°5°，延長(zhǎng)段采取穩(wěn)斜措施走位移，進(jìn)入紙坊組以后倒換鉆具組合，微降斜至完鉆。

“四合一”鉆具是指“鉆頭+螺桿+短鉆鋌+扶正器”的一種鉆具組合，通過(guò)調(diào)整螺桿扶正塊與扶正器尺寸，改變短鉆鋌的長(zhǎng)度，配合地層規(guī)律，在軌跡控制方面效果顯著。所以，拿來(lái)處理氣井定向井中軌跡控制段長(zhǎng)得問(wèn)題。尤其在應(yīng)對(duì)位移過(guò)大的定向井時(shí)，初始井斜較大，想快速造斜就必須使用彎度較大的單彎螺桿，一般為1.25°或1.5°，這樣能獲得較大的造斜率，幾個(gè)單根就能達(dá)到需要的井斜。然而，現(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)斜段一旦地層規(guī)律把握不準(zhǔn)，鉆遇井斜突增突降的地層，往往會(huì)產(chǎn)生較大的狗腿度，造成井眼不規(guī)則，上提磨阻大，復(fù)合時(shí)扭矩大，滑動(dòng)拖壓嚴(yán)重，井下事故風(fēng)險(xiǎn)大。筆者以為，隴東區(qū)塊氣井提速的關(guān)鍵在穩(wěn)斜。穩(wěn)的好，滑動(dòng)少，避免在紙坊及下部地層滑動(dòng)，井自然打的快。而小彎度單彎螺桿由于造斜率低，和大彎度單彎螺桿向比對(duì)地層的增、降率有更好的削弱，更適用于穩(wěn)斜段使用。

1 隴東區(qū)塊地層概況

隴東區(qū)塊氣井，在井眼軌跡控制方面，環(huán)河、華池組降斜，洛河組增斜，安定組降斜，直羅增斜，延安、延長(zhǎng)組降斜，紙坊、和尚溝組微增斜；劉家溝組到徐莊組地層可鉆性差，夾層較多，軌跡控制難度極大，很少滑動(dòng)，完全靠復(fù)合鉆進(jìn)完鉆。所以，全井段軌跡控制的最大難點(diǎn)就是在延長(zhǎng)1300米降斜段，如何穩(wěn)住井斜走出位移。延長(zhǎng)段井斜穩(wěn)好了，下部地層復(fù)合就多，機(jī)械鉆速就高。

2 施工實(shí)例：慶1859C1井

施工中總共8趟鉆，鉆具組合在“四合一”的基礎(chǔ)上不變，每次起下鉆只是改變扶正器外徑和調(diào)整短鉆鋌的長(zhǎng)度，以適應(yīng)地層規(guī)律變化，達(dá)到穩(wěn)斜效果。

由上表看出，最大的問(wèn)題就是第一趟鉆造斜困難，一方面因?yàn)?.75°單彎螺桿造斜率不夠，另一方面是滑動(dòng)時(shí)工具面不穩(wěn)，一施加鉆壓工具面就亂跑。筆者以為，這趟鉆鉆具組合僅有一柱鉆鋌，鉆柱剛性不夠，鉆壓導(dǎo)致鉆具彎曲后突然釋放，引起工具面變化。第二趟鉆，去掉短鉆鋌和扶正器，改變鉆頭型號(hào)，雖然工具面還是不穩(wěn)，鑒于該組合強(qiáng)增斜，井斜順利達(dá)到32°。第三趟鉆，由于對(duì)延長(zhǎng)組降斜率判斷不足，1.5m短鉆鋌不能達(dá)到穩(wěn)斜的需要，第四趟鉆果斷選用3.73m短鉆鋌，順利完成穩(wěn)斜段施工。第五趟鉆開(kāi)始降斜，將Φ212螺桿扶正器外徑降至210以達(dá)到降斜需要，由于鉆時(shí)變慢，降斜率稍低，第6趟鉆將短鉆鋌去掉。順利一趟鉆打完劉家溝組。第七趟鉆則為了控制井底井斜，做到井身質(zhì)量達(dá)標(biāo)，改用穩(wěn)斜鉆具降低地層的降斜率。

3 結(jié)論

a）小彎度單彎螺桿在“四合一”鉆具組合的基礎(chǔ)上，穩(wěn)斜效果較好，軌跡控制井段狗腿度小，滑動(dòng)磨阻小，軌跡平滑，比較能適應(yīng)隴東區(qū)塊氣定向井軌跡控制段長(zhǎng)，3000米以后滑動(dòng)困難的環(huán)境。

b）對(duì)于小彎度單彎螺桿造斜率低的不足，完全可以通過(guò)采用“鉆頭+單彎螺桿”的強(qiáng)增斜鉆具組合彌補(bǔ)。

c）不能盲目追求一趟鉆的進(jìn)尺，去堅(jiān)持長(zhǎng)時(shí)間滑動(dòng)，要果斷起鉆調(diào)整鉆具組合，減少滑動(dòng)，才能提高全井機(jī)械轉(zhuǎn)速，縮短鉆井周期。

作者簡(jiǎn)介：孫晨（1977），男，甘肅甘谷人，鉆井工程師，研究方向：鉆井工程。