唐梁
摘 要:由于川東地區(qū)地質(zhì)條件較為復(fù)雜,各區(qū)塊由于普遍存在堅硬、高研磨地層,導(dǎo)致機械鉆速慢、單只鉆頭進尺少等難點,需頻繁起下鉆更換鉆頭及鉆具組合,導(dǎo)致鉆井效率低。為此,本文以提高川東地區(qū)機械鉆速為研究和應(yīng)用重點,通過在川東地區(qū)各區(qū)塊開展與地層匹配的高效PDC鉆頭和長壽命螺桿鉆具等新技術(shù)、新工藝、新工具試驗研究,分區(qū)塊、分井段實現(xiàn)“一趟鉆”鉆井技術(shù)作業(yè),提高鉆井速度和效率。
關(guān)鍵詞:川東地區(qū);高陡構(gòu)造;PDC鉆頭;一趟鉆
川東沙溪廟~須家河頂井段平均需起下鉆6趟,使用鉆頭5只;雷口坡~嘉二3頂平均需使用鉆頭4只,平均機械鉆速僅2.44m/h;嘉二3~長興頂平均需起下鉆5趟,平均使用鉆頭4只,平均機械鉆速僅2.8m/h,二疊系平均使用鉆頭12只。頻繁的起下鉆更換鉆頭及調(diào)整鉆具組合,大大降低了鉆井效率,增加了鉆井風險。
1、井身結(jié)構(gòu)
川東區(qū)塊開發(fā)井經(jīng)過優(yōu)化,目前采用四開四完的井身結(jié)構(gòu):339.7mm套管下至400m,244.5mm套管下至嘉二3,177.8mm套管下至石炭系頂,152.4mm鉆頭完鉆。
表1 下川東區(qū)塊井身結(jié)構(gòu)
2、鉆井液體系
川東區(qū)塊目前已形成了較為穩(wěn)定的鉆井液體系(見表2,表3)。
表2 下川東區(qū)塊鉆井液體系
3、鉆頭選用評價
須家河高研磨性地層鉆頭壽命短,PDC鉆頭優(yōu)選是試驗成功的關(guān)鍵。
哈里伯頓公司推薦試驗鉆頭如下:
81/2”FX55D鉆頭特征:
鉆頭尺寸81/2” in;切削齒類型X3- Extreme Drilling;切削齒尺寸16mm;切削齒數(shù)目55;刀翼數(shù)目5;保徑長度2in。
表現(xiàn)預(yù)測:
地層沙溪廟-須六;進尺1500-1600m;機械鉆速8~12m/h。
81/2” FX64D鉆頭特征:
鉆頭尺寸81/2”;切削齒類型X3- Extreme Drilling;切削齒尺寸13mm;切削齒數(shù)目95;刀翼數(shù)目6;保徑長度3in。
表現(xiàn)預(yù)測:
地層須家河-雷口坡;進尺500-600m;機械鉆速2~3m/h。
6”FX64D鉆頭特征:
鉆頭尺寸6”;切削齒類型X3- Extreme Drilling;切削齒尺寸13mm;切削齒數(shù)目55;刀翼數(shù)目6;保徑長度2in。
表現(xiàn)預(yù)測:
地層須家河-雷口坡;進尺500-600m;機械鉆速2~3m/h。
4、螺桿川東區(qū)塊試驗效果
(1)天東017-H7井在飛仙關(guān)~棲一井段(215.9mm井眼、井段3950~5158m)共使用5只進口PDC鉆頭(2只FX64D、1只FX65D、2只FX74D),取得鉆井進尺1189.63m,累計純鉆711.25h,單只鉆頭平均進尺237.93m,平均機械鉆速1.67m/h。其中1只FX64D鉆井進尺546.9m,創(chuàng)造了該區(qū)塊單只鉆頭使用新記錄。
① 平均機械鉆速:與最快的天東017-H4井提高25.4%;與最慢的天東017-X3井提高125.71%;與以上非試驗井相比(非試驗井平均機械鉆速0.975m/h)機械鉆速提高63%。
② 段周期:與非試驗井最快的天東017-H6井同比縮短周期15.37天,與非試驗井最慢的天東017-X3井同比縮短周期55.14天;與以上非試驗井相比(均按段長1223m計算,非試驗井平均段周期95.6天)段周期節(jié)約38.24天。
③ 起下鉆次數(shù):天東017-H7井共12趟鉆,節(jié)約起下鉆趟數(shù)為5-10趟鉆。
④ 單只鉆頭進尺是國產(chǎn)鉆頭的4倍。
(2)門西005-H3井在井段4265~5139.01共使用哈里伯頓PDC鉆頭4只,其中4358.60~4539.30m井段,使用牙輪鉆頭和取芯鉆進試驗1只PDC進尺433m,4只哈里伯頓PDC鉆頭共獲進尺693.30m、平均機械鉆速2.57m/h。
① 非試驗井平均機械為0.87m/h,使用進口PDC鉆頭機械鉆速同比提高139~195%;
② 周期比較:使用了進口PDC鉆頭的門西005-H3井較同構(gòu)造其它井周期均有較大的縮短。較同構(gòu)造的其它井縮短周期20.88~52.71天,平均縮短35.6天。
③ 從起下鉆次數(shù)看:門西005-H3井共起下10趟鉆,節(jié)約起下鉆5趟以上。
④ 進口PDC鉆頭單只鉆頭進尺是國產(chǎn)鉆頭的3~4倍
5、結(jié)論及建議
在川東區(qū)塊二迭系全程使用進口PDC鉆頭能有效提高行程鉆速,節(jié)約鉆井成本和周期。通過進一步的試驗總結(jié),形成川東地區(qū)“一趟鉆”鉆井技術(shù),將有效的降低川東地區(qū)堅硬、高研磨井段鉆井的起下鉆次數(shù),提高鉆井效率,降低鉆井風險,在川東地區(qū)具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
(1)在川東地區(qū)堅硬高研磨地層鉆井技術(shù)取得突破,通過優(yōu)選進口哈里伯頓PDC鉆頭,等壽命配套優(yōu)質(zhì)MWD儀器及威德福長壽命螺桿鉆具,能夠?qū)崿F(xiàn)“一趟鉆”鉆穿整個須家河地層。
(2)川東地區(qū)使用哈里伯頓81/2”FX64D及FX74D鉆頭取得了較好的提速效果,在二疊系全井段使用可節(jié)約起下鉆7~12趟??沙掷m(xù)開展該類鉆頭的優(yōu)化、改進工作,使之更適應(yīng)中硬地層,提高機械鉆速。
參考文獻
[1] 況雨春;曾恒;周學軍;夏宇文;PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J];天然氣工業(yè);2006年04期.
[2] 趙清云;基于CFX的PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究[J];石油礦場機械;2009年12期.