172mm水力振荡器在川西中浅水平井的应用

172mm水力振荡器在川西中浅水平井的应用 天 然 气 技 术 与 经 济 天 然 气 技 术 与 经 济 Vol. 6 , No. 6 2012 2012 年 年 Vol. 6, No. 6 第 第 6 6 卷 卷? ?第 第 6 6 期 期 Natural Natural Gas Gas Technology Technology and and Economy Economy Dec. 2012 Dec. 2012 doi: 10. 3969/ j. issn. 2095- 11322012. 06010 172 mm 水力振荡器在川西中浅水平井的应用 刘志坚 李 榕 ( 中国石化西南石油局四川钻井公司,四川 德阳 618000 ) 摘 要 川 西 中 浅 水 平 井 由 于 受 到 地 层 因 素 的 影 响 , 普 遍 存 在 井 斜 难 以 控 制 , 钻 井 效 率 难 以 提 高 的 问 题 。 水 力 振 荡 器 可 以 使 常 规 的 钻 具 组 合 克 服 定 向 钻 进 过 程 中 遇 到 的 常 见 问 题 。 在 马 蓬 23 - 3HF 井 、 新 沙 21 - 28 H 井 施 工 过 程 中 应 用 了 172 mm 水 力 振 荡 器 。 结 果 明 , 合 理 的 钻 井 参 数 配 合 水 力 振 荡 器 能 够 改 善 井 下 钻 压 传 递 效 果 , 明 显降低摩阻,提高机械钻速 , 缩短钻井周期。 关键词 水力振荡器 水平井 机械钻速 钻井周期 四川西 中图分类号: TE 2 文献标志码: B 文章编号 : 2095- 1132 ( 2012 ) 06 - 0037 - 003 0 引言 ( 滑 动 ) 钻 进 效 果 明 显 , 改 善 了 钻 压 传 递 效 果 ; 配 合 PDC 钻 头 , 有 效 地 提 高 了 定 向 能 力 , 同 时 明 显 降 低 川 西 地 区 在 增 储 上 产 会 战 中 , 天 然 气 开 发 水 平 了 摩 阻 , 提 高 了 机 械 钻 速 , 成 功 地 改 善 了 川 西 中 浅 井 规 模 日 益 增 大 。 然 而 在 施 工 过 程 中 , 由 于 川 西 中 水平井的开发效果 。 浅 层 具 有 低 孔 、 致 密 、 非 均 质 性 强 等 地 质 特 征 , 在 造 斜 井 段 普 遍 存 在 严 重 的 托 压 、 粘 卡 、 钻 头 对 工 具 1 水力振荡器 面 控 制 力 差 、 钻 压 无 法 有 效 且 真 实 地 传 递 至 钻 头 等 水 力 振 荡 器 主 要 由 振 荡 短 节 、 动 力 、 阀 门 和 轴 现 象 , 严 重 制 约 了 钻 速 和 钻 井 效 率 的 进 一 步 提 高 , [ 1 ] 承 系 统 3 部 分 组 成 。 水 力 振 荡 器 通 过 自 身 产 生 的 纵 向 成 为 阻 碍 川 西 中 浅 水 平 井 顺 利 开 发 的 难 题 。 水 力 振 动 来 提 高 钻 进 过 程 中 钻 压 传 递 的 有 效 性 和 减 少 底 振 荡 器 通 过 自 身 产 生 的 纵 向 振 动 来 提 高 钻 进 过 程 中 部 钻 具 与 井 眼 之 间 的 摩 阻 , 这 意 味 着 水 力 振 荡 器 可 钻 压 传 递 的 有 效 性 和 减 少 BHA 与 井 眼 之 间 的 摩 阻 , 以 在 各 种 钻 进 模 式 中 , 特 别 是 在 使 用 动 力 钻 具 的 定 减 少 扭 转 振 动 , 从 而 有 效 提 高 机 械 钻 速 , 缩 短 钻 井 向 钻 进 中 改 善 钻 压 的 传 递 , 减 少 钻 具 组 合 粘 卡 的 可 [ 2 ] 周 期 。 国 内 多 个 油 田 在 浅 水 平 井 开 发 中 都 应 用 了 [ 4 ] 能性 , 减少扭转振动 。 水 力 振 荡 器 , 例 如 长 庆 油 田 榆 3 7 - 2H 井 、 苏 5 - 3 - [ 3 ] 16H 1 井 , 内 蒙 古 苏 里 格 区 块 苏 36 - 8 - 18H 井 等 , 1. 1 工作原理 应 用 效 果 显 著 。 针 对 川 西 中 浅 水 平 井 开 发 的 难 题 , 工 具 安 放 位 置 原 则 : 当 工 具 用 于 比 较 弯 曲 的 井 四 川 钻 井 公 司 在 马 蓬 23 - 3HF 井 、 新 沙 2 1 - 28 H 井 眼 中 , 或 重 力 集 中 效 应 发 生 在 离 井 底 较 远 井 段 时 , 将 两 口 井 的 施 工 过 程 中 使 用 了 NOV 公 司 的 172 mm 工 具 组 合 在 上 部 钻 杆 中 能 最 大 限 度 发 挥 工 具 的 功 水 力 振 荡 器 。 应 用 效 果 表 明 : 采 用 合 理 的 钻 井 参 能。 水力振荡器规格及技术范围如表 1 所示 。 数 , 优 选 高 效 钻 头 , 配 合 水 力 振 荡 器 进 行 定 向 表 1 水力振荡器规格及技术范围表 水力振荡器 工作排量 额定压降 工作温度 最大拉力 总长/m 工作频率/Hz 连接扣型 - 1 外径/mm /L ?s /MPa /? / kN 172 3. 1 250~37. 8 3. 4~4. 5 13~19 ? 150 2 535 114. 3 mm IF 收稿日期 : 201 2 - 06 - 11 修订日期:2012 - 11 - 09 作者简介 : 刘志坚 ( 1971 - ) ,工程师,从事钻井技术及管理工作 。E-mail : 380638585 @ 。 天然气技术与经济/ 37第 6 卷 刘志坚, 等: 172 mm 水力振荡器在川西中浅水平井的应用 第 6 期 坳 陷 马 井 构 造 的 一 口 二 开 制 水 平 井 , 设 计 井 深 为 1. 2 功能及技术优势 2 602 m , 水平段 长 990 m 。 新沙 21 - 28 H 井是四 川盆 [ 5 - 6 ] 水 力 振 荡 器 具 有 以 下 功 能 及 技 术 优 势 : ? 地 川 西 坳 陷 新 场 构 造 北 翼 的 一 口 中 深 水 平 井 , 设 计 依 靠 振 动 改 善 井 下 钻 压 传 递 效 果 。 在 进 行 定 向 ( 滑 井深为 3 206 m , 水平段长 854. 27 m 。 动 ) 钻 进 时 效 果 明 显 , 同 时 降 低 滑 动 钻 进 时 的 粘 卡 趋 2. 1 马蓬 23 - 3HF 井应用情况 势 。 ? 有 效 提 高 机 械 钻 速 。 配 合 PDC 钻 头 提 高 定 向 能 力 , 使 PDC 钻 头 滑 动 钻 进 更 加 容 易 , 显 著 提 高 定 马 蓬 23 - 3HF 井 使 用 水 力 振 荡 器 从 井 深 1 39077 m 向 钻 进 和 转 盘 钻 进 速 度 。 ? 明 显 降 低 摩 阻 。 尤 其 适 钻 至 1 733 m , 其 中 累 计 定 向 钻 进 进 尺 为 22123 m , 用 于 井 下 动 力 钻 具 定 向 钻 进 的 情 况 , 为 常 规 的 井 下 纯 钻 时 间 为 50. 8 h, 定 向 平 均 钻 速 为 44 m /h。 将 同 动 力 钻 具 提 供 了 更 易 操 作 的 窗 口 。 ? 与 MWD / LWD 井 场 两 口 未 使 用 水 力 振 荡 器 的 邻 井 马 蓬 2 3 - 1H 井 、 兼 容 , 增 加 了 水 力 振 荡 器 的 实 用 性 。 ? 与 各 种 钻 头 马 蓬 2 3 - 2H 井 与 使 用 水 力 振 荡 器 的 马 蓬 23 - 3HF 均 配 合 良 好 。 可 同 牙 轮 钻 头 和 PDC 钻 头 一 起 使 用 , 井 , 在 机 械 钻 速 、 造 斜 段 钻 井 周 期 方 面 取 得 的 钻 井 对 钻 头 牙 齿 或 轴 承 无 冲 击 损 坏 , 延 长 了 PDC 钻 头 使 效率进行对比 , 结果见表 2 、 表 3。 用寿命 。 马 蓬 23 - 3HF 井 施 工 过 程 中 优 选 2159mmABS 1605F 高 效 钻 头 , 钻 井 参 数 为 : 钻 压 60 ~ 100 kN , 2 水力振荡器使用效果对比分析 转 速 40 r /min + 螺 杆 , 排 量 22 ~26 L /s , 泵 压 3 马 蓬 2 3 - 3 HF 井 是 西 南 油 气 分 公 司 部 署 在 川 西 19~ 22 MPa ,钻井液密度 147 ~1. 62 g /cm 。 表 2 水力振荡器使用效果表 平均总钻 综合平均钻 滑动平均钻速 井号 井段/m 井斜/ ( ? ) 总进尺/ m 水力振荡器 - 1 - 1 时/h 速/m ? h /m ? h 马蓬 23 - 1H 1 390. 77~ 1 733. 00 4520~ 8900 342. 23 159. 8 21 1. 6 未使用 马蓬 23 - 2H 1 390. 77~ 1 733. 00 4910~ 8810 342. 23 34. 0 26 1. 8 未使用 马蓬 23 - 3HF 1 390. 77~ 1 733. 00 4070~ 8849 342. 23 70. 9 48 2. 7 使用 1 39077 m 处 , 井 斜 增 至 407? , 钻 井 时 间 为 453 d 。 增 表 3 同井场 3 口井造斜段钻井周期对比情况表 加 水 力 振 荡 器 后 , 井 斜 从 407? 增 至 8849 ? , 钻 至 井 深 1 612 m 处 , 钻 井 时 间 为 3 d , 累 计 造 斜 时 间 为 纯钻时 钻井周 井号 井段/m 段长/ m 间/h 期/ d 753 d, 比 邻 井 定 向 造 斜 段 最 高 纪 录 钻 井 周 期 缩 短 了 3. 27 d , 即 同 邻 井 相 比 最 低 造 斜 钻 井 周 期 缩 短 率 为 30 % 。 马蓬 1 150~1 629 479 2520 17. 10 23 - 1H 2. 2 新沙 21 - 28 H 井应用情况 马蓬 1 120~1 621 501 1977 10. 80 新 沙 21 - 28 H 井 使 用 水 力 振 荡 器 从 井 深 2 048. 28 m 23 - 2H 钻 至 2 46830 m , 井 斜 从 286 ? 增 至 89? 并 进 入 水 平 马蓬 1 130~1 612 482 94. 4 753 段 。 其 中 累 计 定 向 钻 进 进 尺 为 175 m , 纯 钻 时 间 为 23 - 3HF 87. 23 h , 定 向 平 均 钻 速 为 201 m / h , 累 计 复 合 钻 进 从 表 2 、 表 3 可 以 看 出 : ? 配 合 使 用 172 mm 进 尺 为 245 m , 纯 钻 时 间 为 29. 13 h , 复 合 平 均 钻 速 为 8. 41 m / h ( 表 4 ) 。 水 力 振 荡 器 后 , 钻 具 发 生 周 期 性 震 荡 , 基 本 消 除 了 托 压 现 象 , 定 向 时 工 具 面 稳 定 , 调 整 工 具 面 时 间 大 在 新 沙 21 - 28H 井 钻 井 过 程 中 , 优 选 2159 mmABS 1605 F 高 效 钻 头 。 钻 井 参 数 为 : 钻 压 80 ~ 幅 减 少 , 综 合 平 均 机 械 钻 速 比 邻 井 最 高 纪 录 提 高 了 84. 6 % , 滑 动 平 均 钻 速 比 邻 井 最 高 纪 录 提 高 了 50 % ; 100 kN , 转 速 60 r / min + 螺 杆 , 排 量 23 ~ 25 L / s , 3 ? 自 造 斜 点 1 130 m 处 开 始 使 用 常 规 造 斜 , 钻 至 井 深 泵 压 21 ~ 22 MPa , 钻 井 液 密 度 186 ~ 1. 91 g / cm 。 38 /Natural Gas Technology and Economy