李業(yè)勛(長城鉆探工程有限公司鉆井三公司,遼寧盤錦124010)
長城鉆探側(cè)鉆能技術(shù)始于1992年,第一口側(cè)鉆井—齊40-16-26C側(cè)鉆井施工,該井側(cè)鉆成功,為油田近千口瀕臨報廢的井帶來再生希望。經(jīng)過多年的發(fā)展,長城鉆探鉆井三公司依托遼河油田成為國內(nèi)完成側(cè)鉆井最多、運用側(cè)鉆技術(shù)增儲上產(chǎn)最明顯的油田,技術(shù)水平也一直處于領(lǐng)先地位。隨著油田剩余油氣開發(fā)的需要,裸眼段逐年增加,為了滿足側(cè)鉆井工藝要求,長城鉆探鉆井三公司在遼河油田51/2″(″,為英寸單位符號。下同)套管開窗長裸眼段鉆井大力推廣31/2″非標(biāo)鉆具,取得了良好的使用效果。
2018年以前,我公司在遼河油區(qū)施工的51/2″套管開窗長裸眼鉆井都是使用符合API 標(biāo)準的27/8″鉆桿。以F42-32C 井為例,窗口位置1955m,完鉆井深2613m,裸眼段長658m。鉆具組合為:φ118mm 單牙輪鉆頭+φ102mm 單彎螺桿+浮閥+定位接頭+φ105mm 雙母無磁鉆鋌1根+φ105mm 鉆鋌2根+φ73mm 加重鉆桿20根+φ73mm 鉆桿。
51/2″套管開窗鉆井井眼較常規(guī)井眼的根本差別在于井徑和環(huán)空間隙小,較小的環(huán)空間隙導(dǎo)致小井眼在鉆井過程中環(huán)空壓耗過大。根據(jù)國內(nèi)外對小井眼鉆井技術(shù)的研究資料顯示,常規(guī)27/8″鉆桿接箍外徑偏大在φ105-φ110mm 之間,小井眼的環(huán)空壓耗占總壓耗的40%以上,而81/2″及以上常規(guī)井眼的環(huán)空壓耗大約占總壓耗的10%。使用常規(guī)27/8″鉆桿環(huán)空壓耗大,井壁承受的壓力波動大,特別是鉆桿接箍處鉆井液上返速度是本體處的3~4倍,井壁穩(wěn)定性差極易導(dǎo)致井漏和劃眼的情況發(fā)生。因泵壓高,施工排量受限,攜巖困難也易引發(fā)其他復(fù)雜情況。由于水眼小,增加了鉆具內(nèi)的循環(huán)壓耗,到達馬達的鉆井液壓力減小,影響了鉆進效率。
隨著遼河油區(qū)51/2″套管側(cè)鉆井長裸眼井的最多,管柱內(nèi)外的壓耗越來越大,為了能夠均勻內(nèi)外管柱的壓耗,結(jié)合現(xiàn)有通用的鉆具尺寸,采用31/2″管體與小接箍(外徑φ100mm)接頭的組合,接頭螺紋是根據(jù)APIRP 7G 的理論設(shè)計得出的。
非標(biāo)鉆具最大的特點是采用雙臺肩PD29扣型,與API標(biāo)準接頭相比有2個密封面,在雙臺肩接頭上扣時,主臺肩先頂上,副臺肩留有很小的間隙,以確保主臺肩能起到密封作用。當(dāng)上扣達到一定扭矩后副臺肩頂上;當(dāng)達到上緊扭矩后,副臺肩能夠起到增加抗扭強度的作用。
31/2″非標(biāo)鉆具雙臺肩非API標(biāo)準接頭內(nèi)徑為φ50.8mm,外徑為φ100mm。減小接頭外徑,增加了環(huán)空空間,降低了鉆具環(huán)空的循環(huán)壓耗。本體內(nèi)徑為φ70.2mm,增加本體的內(nèi)徑,降低了鉆具內(nèi)的循環(huán)壓耗。
圖1 3 1/2″非標(biāo)鉆桿示意圖
表1 3 1/2″PD29鉆桿與2 7/8鉆桿的主要參數(shù)表對比
與27/8″鉆桿相比,31/2″非標(biāo)鉆具有高抗扭、大排量、循環(huán)壓耗低等優(yōu)勢,2018年以來,我公司在遼河油區(qū)51/2″套管開窗長裸眼鉆井中積極開展現(xiàn)場試驗,并進行了推廣應(yīng)用。
F41-39C井是一口51/2″套管開窗長裸眼鉆井,其開窗點位置為1598m,完鉆井深2418m,裸眼段長820m,施工中使用31/2″G105 非標(biāo)鉆具,鉆具組合為φ118mmPDC鉆頭+φ102mm 單彎螺桿+浮閥+定位接頭+φ105mm 雙母無磁鉆鋌1 根+φ88.9mm 鉆桿。循環(huán)壓耗顯著降低,與根據(jù)實際數(shù)據(jù)并通過軟件計算結(jié)果相符,在7 l/s的排量下施工中使用31/2″非標(biāo)鉆具比使用27/8″普通鉆桿,其計算立管壓力相差2.56MPa。說明φ118mm 小井眼環(huán)空間隙小,循環(huán)當(dāng)量密度高,循環(huán)壓耗大,可以通過使用31/2″非標(biāo)鉆具等技術(shù)措施,顯著降低循環(huán)壓耗,減輕起鉆后由于地層橫向應(yīng)力的釋放帶來的影響,降低井壁失穩(wěn)和井漏風(fēng)險。本井順利完鉆未發(fā)生劃眼、電測遇阻等井下故障。
31/2″非標(biāo)鉆具非標(biāo)鉆具具有高抗扭、大水眼、雙密封等特點,較API 標(biāo)準鉆具在長裸眼段側(cè)鉆井使用中更有優(yōu)勢。自31/2″非標(biāo)鉆具遼河油田51/2″套管開窗長裸眼段鉆井中推廣應(yīng)用以來,未發(fā)生任何鉆具質(zhì)量事故,有效保障了長裸眼段的安全提速目標(biāo),取得了良好的使用效果,具有廣闊的應(yīng)用前景。