水力振荡器在张海29―38L井的应用

水力振荡器在张海29―38L井的应用 摘 要:本文介绍了水力振荡器在张海29-38L井的应用情况，其配 合导向马达使用，能够有效降低滑动钻进中产生的摩阻，达到改善钻压传递的效果，提高导向马达滑动钻进的机械钻速。 关键词:钻井工具 水力振荡器 应用 张海29-38L井 一、基本情况 张海29-38L井位于大港油田埕海2-2人工岛，构造位置张东断层上升盘张海503断块，目的层为Es2，井型为大斜度井，井深4178米，设计井身结构为: 一开:φ444.5mm钻头x650.5m+φ339.7mm套管x650m 二开:φ311.1mm钻头x3050.5m+φ244.5套管mmx3050m 三开:φ215.9mm钻头x4178m+φ139.7mm套管 x(2850-4176)m 二、张海29-38L井三开定向施工难点 1.完钻井深超过4000米，地层可钻性差，二次增斜段长，用常规导向马达钻进井眼轨迹控制难度大，影响钻井施工进度; 2.导向马达滑动钻进时，因井斜较大增加了钻具与井壁的接触面积，产生较大的静摩擦阻力，出现严重的托压现象，不能实现连续钻进。 三、水力振荡器原理及应用情况 1.水力振荡器工作原理 水力振荡器由3个部分组成，自下而上分别是:动力部分、阀门和轴 承系统、配套部分(振荡/弹簧短节)。动力部分使上游压力周期性的作用在弹簧短节上，弹簧短节不断的压其内在的弹簧， 从而形成振动。通过短节流体的压力周期性的变化，作用在短节内在的弹簧，由于压力周期性变化，短节的活塞就在压力和弹簧的双重作用下，产生轴向往复运动，这样就形成与工具连接的其他钻井工具，在轴向上的往复运动。 通过自身产生的纵向振动来提高滑动钻进过程中钻压传递的有效性，使钻具在井下的静摩擦变为动摩擦，降低井下钻具与井眼之间的摩阻。 2. 水力振荡器应用情况 Ф170mm水力振荡器下入井深3345米，井斜角49.16?，方位角79.15?，垂深2674.91米。由于井斜较大，钻具与井壁间摩阻较大，组合钻具主要考虑降低钻具滑动钻进摩阻，并结合该井设计井眼轨迹、井身结构及摩阻计算结果，另外为了避免水力振荡器对MWD仪器和动力钻具的 破坏，在距钻头460米处接水力振荡器。 钻具组合:Ф215.9mm钻头×0.33m+Ф172mm马达×8.22m+Ф172mm浮阀×0.8m+Ф212mm稳定器×1.75m+Ф170mm无磁钻铤×2.94m+Ф170mmMWD短节×8.84m+Ф172mm无磁钻铤×9.32m+Ф127mm加重钻杆×28.09m+411/NC52×0.45m+Ф127mm钻杆×400.53m+NC52/410×1.15m+Ф170mm水力振荡器×7.56m+Ф127mm加重钻杆×159.2m+411/NC52×1.15m+Ф127mm钻杆×3547.67m。 张海29-38L井三开采用有机盐钻井液体系，其性能为:密度1.45 g/cm3，粘度70s，含砂0.3%，PH10，失水2.6ml。 滑动钻进井段:3350-3359.50，3380-3391，3408.4-3421.5， 3435-3450，3466-3477，3495-3510.50，3523-3539，3556-3571，3586-3599.5，3614-3626.5，3641-3653，3671-3681，3752-3763，3982-3992.5。 钻井参数:钻压120-160KN，排量29-30L/s，泵压17.2-19Mpa，滑动钻进进尺175.6米， 占进尺百分比为21%，纯钻时间29.47小时，机械钻速6m/h。 旋转钻进井段:3344.9- 3350，3359.5-3380，3391- 3408.4，3421.5- 3435，3450- 3466，3477- 3495， 3510.5- 3523，3539-3556，3571- 3586，3599.5- 3614，3626.5- 3671，3681- 3752，3763- 3982，3992.5- 4178，钻压40-80KN，顶驱转速60转/min，排量29-30L/min，泵压17.1-20Mpa，旋转钻进进尺657.5米， 占进尺百分比为79%，纯钻时间30.14小时，机械钻速21.8m/h。 水力振荡器起出井深4178米，井斜角74.5?，方位角62?，垂深2962.93米，应用导向马达+水力振荡器共完成进尺833米，纯钻时间59.61h，平均机械钻速14m/h。 四、应用效果评价 表2说明，单独使用导向马达在3318,3325.5井段滑动钻进机械钻速为0.6m/h，在3345米处应用水力振荡器+导向马达后，滑动钻进机械钻速为5.43m/h，机械钻速较未使用水力振荡器提高8倍，取得了显著效果。 张海29-38L井使用导向马达+水力振荡器完成进尺833米，平均机械钻速为14m/h，张海25-36、张海25-34两口井使用旋转导向工具完成进尺分别为730米、688米，机械钻速分别为10.14m/h、11.47m/h，使用导 向马达+水力振荡器较使用旋转导向机械钻速提高近4m/h，缩短了钻井周期，且应用水利振荡器作业成本相对较低。 五、结论与认识 1.水力振荡器能够有效改善钻压传递效果，使得滑动钻进中钻具与井壁间的摩阻明显降低。 2.水力振荡器在提高机械钻速的同时，保证了导向马达滑动钻进的连续性，缩短了钻井周期。 3.水力振荡器能够替代旋转导向进行大斜度井定向施工、控制井眼轨迹，且作业成本得到相应降低。 参考文献: [1].石崇东，党克军，张军，等.水力振荡器在苏36-8-18H井的应用.石油机械.2012.40(3):1-3 [2].谢桂芳.水力加压器在钻井施工中的作用.石油矿场机械.2009，38(5):90 作者简介:杜强，1973年生，男，籍贯:黑龙江海伦。1993年7月毕业于天津大港石油学校石油地质专业，工程师，现在大港油田滩海开发公司从事石油钻井工程管理工作。