神木區(qū)塊定向井一體化總包技術(shù)研究與應(yīng)用

常楊(鉆井技術(shù)服務(wù)公司， 遼寧 盤錦 124000)

神木區(qū)塊定向井一體化總包技術(shù)研究與應(yīng)用

常楊(鉆井技術(shù)服務(wù)公司， 遼寧 盤錦 124000)

受目前國際石油經(jīng)濟(jì)形勢影響，西北地區(qū)鉆井及鉆井相關(guān)技術(shù)服務(wù)市場持續(xù)低迷。通過鉆井提速、降本增效，實(shí)現(xiàn)合作共贏，是定向技術(shù)服務(wù)公司擺脫困境的關(guān)鍵。在2016年的定向施工過程中，鉆井技術(shù)服務(wù)公司通過對神木區(qū)塊平臺井實(shí)施一體化總包，逐漸總結(jié)出了一套適合該區(qū)塊定向施工的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律。隨著井位增多，井下復(fù)雜情況隨之增加，故降低井下工具故障率是一個(gè)迫在眉睫的課題。本文主要對降低神木區(qū)塊井下工具故障進(jìn)行了淺要的分析。

軌跡控制；故障率；一體化總包

隨著鉆井工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，特殊工藝定向井在整個(gè)鉆井工作量中占有的份額越來越大，與此同時(shí)鉆井的環(huán)境也日趨復(fù)雜，鉆井的密度日趨增大，井下工具越來越復(fù)雜，鉆井難度也越來越大，并由此導(dǎo)致的井下工具故障的可能性大大增加。井下工具帶來的安全性問題、環(huán)境問題和經(jīng)濟(jì)損失可能是災(zāi)難性的，因此降低井下工具故障率是十分有必要的。

1 神木區(qū)塊概況

神木氣田地處陜西省榆林市榆陽區(qū)及神木縣境內(nèi)，西接榆林氣田，南抵子州、米脂氣田，區(qū)域構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部。井位多以單井生產(chǎn)井和少量平臺生產(chǎn)井為主。2016年5月長城鉆探鉆井技術(shù)服務(wù)公司國內(nèi)項(xiàng)目部牽頭，多家兄弟單位配合，對該區(qū)域雙24-19、雙22-21、雙49-41、雙51-43、雙48-43、雙26-52平臺井實(shí)施井下工具一體化總包，服務(wù)內(nèi)容包括MWD、軌跡控制、螺桿、鉆頭等技術(shù)服務(wù)。

2 施工技術(shù)難點(diǎn)

(1)叢式井井口間距小，施工過程中，防碰問題突出；(2)直井段鉆進(jìn)易斜；(3)施工位移大，后期摩阻、扭矩大，滑動鉆進(jìn)困難；(4)劉家溝地層易漏，添加堵漏材料后容易阻塞鉆具，造成儀器沒信號；(5)劉家溝、石千峰組可鉆性差，機(jī)械鉆速底，造成井下工具磨損嚴(yán)重．

3 井下工具的保障措施

3.1 儀器的保障措施

通過對脈沖保養(yǎng)充油，保障井下正常使用。左圖充油效率低，并且在此期間要不停的上舉脈沖發(fā)生器，為了加速氣體上升速度，還要不斷地墩、敲脈沖器，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且容易損壞內(nèi)部零件；右圖充油效率高，并且在油循環(huán)的過程中又慢慢把殘余的氣體排出，除氣率高，充油效果好，同時(shí)對充油后的脈沖進(jìn)行模擬井下高溫條件下的拉力測試，確認(rèn)脈沖在高溫條件下仍然具備良好的拉力性能，從而保證充油效果的有效性[1]。故在實(shí)際應(yīng)該中，脈沖維修保養(yǎng)均使用右圖充油機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

通過對不同抗性的探管進(jìn)行了有效分類，并采用了目視化管理辦法，清晰易懂，并規(guī)定了每一類別探管適應(yīng)的井型和井深，有較強(qiáng)的針對性，提高了探管使用的適應(yīng)性，并定期對探管進(jìn)行標(biāo)定和返廠維修保養(yǎng)。

3.2 螺桿的準(zhǔn)備工作

根據(jù)對不同廠家產(chǎn)品的反復(fù)對比，結(jié)合神木區(qū)塊地層特點(diǎn)和軌跡控制實(shí)際要求，我們最終選擇一開采用Φ203mm0．75°螺桿，二開采用Φ172mm0．75°、1°或1．25°螺桿(主要根據(jù)位移不同進(jìn)行選擇)。在井場上，我們準(zhǔn)備了比設(shè)計(jì)彎度更大一點(diǎn)的螺桿備用，根據(jù)實(shí)鉆需要可隨時(shí)調(diào)用合適的螺桿下井作業(yè)。出廠前螺桿鉆具進(jìn)行全方位的檢測和無損探傷，不遺漏任何零件，避免經(jīng)驗(yàn)主義，保證螺桿鉆具質(zhì)量穩(wěn)定性，對提升螺桿鉆具質(zhì)量控制起到強(qiáng)有力的支撐。

通過分析2016年螺桿下井的使用情況結(jié)合地層巖性分析，扶正器從螺旋式改為直棱式，內(nèi)部轉(zhuǎn)子耐腐蝕金屬陶瓷涂層，適用高飽和鹽水泥漿，代替了鍍鉻的環(huán)保涂層[2]。并對常規(guī)定子做出調(diào)整，使用等壁厚定子。對定子殼體內(nèi)表面進(jìn)行機(jī)械加工，形成與轉(zhuǎn)子相配合的螺旋曲面，然后在螺旋曲面上壓鑄橡膠，增大了橡膠與金屬的粘著面積，橡膠厚度相等。

該馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)有：①橡膠硫化效果好，馬達(dá)使用壽命得到有效延長；② 與常規(guī)馬達(dá)相比，等壁厚馬達(dá)與轉(zhuǎn)子配合量縮小了60%-85%左右 ，有效改善了橡膠熱積聚區(qū)的產(chǎn)生。

3.3 優(yōu)選鉆頭，保持機(jī)械鉆速

為了配合神木大平臺一體化項(xiàng)目順利施工，結(jié)合實(shí)際情況，優(yōu)選鉆頭，保障生產(chǎn)。并提出以下方案：①表層鉆頭采用攻擊性較高，穩(wěn)斜效果較好的PDC鉆頭，鉆壓控制在5-6T以內(nèi)，保障表層能夠快速鉆完，并能打直，同時(shí)保證2口井更換一次鉆頭。②二開由于劉家溝和石千峰組地層較硬，二開第一趟鉆采用攻擊性強(qiáng)的鉆頭，至少鉆至劉家溝頂部，鉆穿井段400m-1750m。二開第二趟鉆采用攻擊性、抗沖擊性好和研磨性強(qiáng)的鉆頭，快速穿過劉家溝，鉆穿井段1750-2300。二開第三趟鉆采用速度和進(jìn)尺綜合指數(shù)高的鉆頭，在保證速度的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆穿剩下井段(2300m-3000m)。③及時(shí)保障鉆頭供應(yīng)，絕不因?yàn)殂@頭供應(yīng)不及時(shí)而耽誤生產(chǎn)。

3.4 優(yōu)選鉆具組合

充分結(jié)合地層巖性選優(yōu)選鉆具組合。由于劉家溝鉆時(shí)較大且易增斜，所以第一趟鉆應(yīng)避免下入強(qiáng)增斜鉆具組合[3]。經(jīng)過實(shí)踐，1．25°螺桿+(3m-4m)短鉆鋌+欠尺寸球扶的微增鉆具組合比較理想，防止井斜增長過快，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本趟鉆多打進(jìn)尺，減少下趟鉆的施工壓力。鉆穿劉家溝后，從石千峰下部到馬家溝，地層是自然降斜趨勢，施工中以靶區(qū)高邊做設(shè)計(jì)，最后微降斜入靶。

3.5 實(shí)際應(yīng)用效果

通過一體化技術(shù)總包，成功的改善了施工中的一些技術(shù)問題。在減少井下動力鉆具使用時(shí)間和次數(shù)的同時(shí)，縮短了施工周期，提高了服務(wù)質(zhì)量。

表1 -30口定向井施工周期對比

4 結(jié)語

通過我們的一體化總包服務(wù)，提高了區(qū)塊機(jī)械鉆速，縮短了施工周期，降低了生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)雙方共贏。井身軌跡優(yōu)化方案及口井的鉆具組合優(yōu)化、鉆頭選型和螺桿彎度選擇的施工方案，在主導(dǎo)生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位。因此，研究一體化總包技術(shù)服務(wù)對提高鉆井效率、降低非生產(chǎn)時(shí)間具有深遠(yuǎn)影響。

[1]韓志勇．定向鉆井設(shè)計(jì)與計(jì)算.中國石油大學(xué)出版社，2007：174-183.

[2]耿洪賓。新編工程材料[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[3]季細(xì)星，諸德超．井眼軌道控制技術(shù)發(fā)展綜述．石油機(jī)械，1997，25(12) ：31-32．

常楊(1985- )，男,遼寧鐵嶺人，工程師，本科，主要從事生產(chǎn)井、開發(fā)井軌跡控制工作。