“四合一”鉆具組合優(yōu)選與應(yīng)用

李少偉 馬軍志（中石化中原石油工程鉆井三公司，河南 濮陽 457000）

“四合一”鉆具組合優(yōu)選與應(yīng)用

李少偉 馬軍志（中石化中原石油工程鉆井三公司，河南 濮陽 457000）

“四合一”鉆具組合是指“一口井、一趟鉆、一只鉆頭、一套鉆具組合”，即二開后一次性完成全井段井眼軌跡控制的鉆具組合。廣大科技人員和現(xiàn)場技術(shù)工作者科學(xué)地提出了“四合一”的鉆具結(jié)構(gòu)，即“1個(gè)PDC鉆頭、1根短鉆鋌、1個(gè)扶正器、1根單彎螺桿”?！八暮弦弧便@具組合在鉆井生產(chǎn)實(shí)踐中也成功應(yīng)用，鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和內(nèi)蒙探區(qū)是中原鉆井的重點(diǎn)區(qū)域，通過開展定向井井眼軌跡控制技術(shù)的科技攻關(guān)與現(xiàn)場探索，逐步形成一套成熟的技術(shù)方案，為今后該地區(qū)的鉆井施工提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)，對減少復(fù)雜時(shí)效、提高鉆井效率，縮短鉆井周期，降低鉆井成本，拓寬技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

“四合一”鉆具組合；鉆井周期；定向井井眼軌跡控制技術(shù)

1 應(yīng)用區(qū)塊地層概況

鄂爾多斯盆地伊陜斜坡地質(zhì)分層（見表1所示）

2 “四合一”鉆具組合的結(jié)構(gòu)原理

2.1 “四合一”鉆具結(jié)構(gòu)

φ215.9HJ437+φ212螺旋扶正器+φ165單彎螺桿1根+短鉆鋌+φ212螺旋扶正器（擋板）+φ165無磁鉆鋌1根+φ159鉆鋌17根+φ127加重鉆桿6根+φ127鉆桿。

2.2 “四合一”鉆具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

“四合一”鉆具結(jié)構(gòu)實(shí)際上是單彎螺桿雙扶正器組成的微增斜鉆具結(jié)構(gòu)。該鉆具結(jié)構(gòu)可以不起鉆倒換鉆具結(jié)構(gòu)，與PDC鉆頭配合使用，一次性完成直井段、定向造斜段、增斜段、穩(wěn)斜段整個(gè)井段的鉆井。該種鉆具結(jié)構(gòu)增斜率適中，穩(wěn)方位能力較好。中、小位移的定向井全井段是“四個(gè)一”鉆具組合的最佳應(yīng)用領(lǐng)域。

2.3 “四合一”鉆具結(jié)構(gòu)作用

(1)、“四合一”鉆具結(jié)構(gòu)中單彎螺桿的作用

①當(dāng)直井段井斜有增大趨勢時(shí)，可以鎖住轉(zhuǎn)盤，單獨(dú)使用單彎螺桿糾正井斜，以保證直井段井斜不超標(biāo)。

②直井段有防碰需要，可以人為的控制井眼軌跡的發(fā)展方向。即鎖住轉(zhuǎn)盤，進(jìn)行定向，改變井眼方位變化方向，避免兩井相碰事故的發(fā)生。

③定向或扭方位時(shí)鎖住轉(zhuǎn)盤，單獨(dú)使用單彎螺桿調(diào)整井眼的井斜或井眼方位。

3 “四合一”鉆具結(jié)構(gòu)的選用原則

“四合一”鉆具結(jié)構(gòu)是一種微增斜鉆具結(jié)構(gòu)，增斜率較小。實(shí)鉆中是以提高造斜點(diǎn)達(dá)到提前增斜的目的，斜井段控制井段長，井眼曲率小，也有利于下部井眼軌跡控制時(shí)調(diào)整工具面。

3.1 螺桿的選用

1°單彎螺桿定向或扭方位施工需要井段較長，定向或扭方位速度相對較慢；1.25°單彎螺桿定向或扭方位施工需要井段較短，定向或扭方位速度相對較快，時(shí)效明顯較快?？梢愿鶕?jù)位移大小選擇不同彎曲度的單彎螺桿。

3.2 扶正器的選用

第一個(gè)扶正器的直徑一般為211-212mm，第二個(gè)扶正器直徑要根據(jù)需要的鉆具性能來選擇。若提高第二個(gè)扶正器的穩(wěn)方位能力，則須選擇大直徑的扶正器，因此，第一個(gè)扶正器也應(yīng)選擇大直徑，以保持理想的鉆具特性。

3.3 短鉆鋌的選用

小位移井，需要增斜率小，短鉆鋌的長度較短。選擇3m左右短鉆鋌較為理想，穩(wěn)方位能力也好，另外，在延安組，還可以起到微降斜效果。

大位移井，位移超過300m后，所需短鉆鋌較長，一般選用4-6m為宜，不但能保證增斜效果，而且穩(wěn)方位能力也較好。

4 “四合一”鉆具組合現(xiàn)場應(yīng)用效果

（1）鄂爾多斯地區(qū)

2016在鄂爾多斯盆地伊陜斜坡只完成3口井工作量，完成井平均完鉆井深較去年增加53m，平均鉆井周期縮短23.81%；平均機(jī)械鉆速7.82m/h，提高28.20%，提速效果顯著。

（2）內(nèi)蒙探區(qū)

內(nèi)蒙探區(qū)共完成定向井2口、直井1口。2016年完成井平均井深較去年增加204.6m，平均鉆井周期較去年縮短3.4%；平均機(jī)械鉆速較去年提高2.1%，提速效果明顯。

表1 地質(zhì)分層及油氣水層表

5 認(rèn)識和建議

“四合一”鉆具組合在鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和內(nèi)蒙探區(qū)得以成功應(yīng)用，鉆井速度全面提升，鉆井周期明顯縮短，直井的防斜快打和定向井井眼軌跡控制技術(shù)進(jìn)入到一個(gè)全新的發(fā)展領(lǐng)域。

“四合一”鉆具結(jié)構(gòu)，即“1個(gè)PDC鉆頭、1根短鉆鋌、1個(gè)扶正器、1根單彎螺桿”，實(shí)際上就是單彎螺桿雙扶正器組成的微增斜鉆具結(jié)構(gòu)。這類鉆具結(jié)構(gòu)可以不起鉆倒換鉆具結(jié)構(gòu)，與PDC鉆頭配合使用，一次性完成直井段、定向造斜段、增斜段、穩(wěn)斜段整個(gè)井眼。該種鉆具結(jié)構(gòu)增斜率適中，穩(wěn)方位能力較好。適合于中、小位移的定向井全井段使用，是“四合一”鉆具組合的最佳應(yīng)用領(lǐng)域。

“四合一”的鉆具組合，這是廣大鉆井科技工作者，歷經(jīng)多年來的實(shí)踐、總結(jié)、發(fā)展的一種新技術(shù)，是鉆具組合結(jié)晶，建議根據(jù)各區(qū)域施工特點(diǎn)可以推廣試用本鉆具組合。