玉北9井优快钻井技术初探

2014-01-24吴昱

中国新技术新产品 2014年6期

关键词：北区扭力机械钻速

吴昱

（中石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司，江苏镇江 212000）

玉北9井优快钻井技术初探

吴昱

（中石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司，江苏镇江 212000）

本文重点介绍了该井二、三开井段PDC钻头优选和钻井新工艺扭力冲击器的使用以及取得的成果。

风险探井；PDC钻头；优快钻井；新工艺；扭力冲击器

1 概述

玉北9井位于新疆维吾尔自治区和田地区墨玉县境内，构造位置处于塔里木盆地麦盖提1区块南斜坡，是西北油田分公司在玉北区块部署的一口外围重点风险探井。该井（如图1所示）于2011年7月23日23:00开钻，2012年3月22日06：00完钻，设计完钻井深7084m，实际完钻井深7091m。是玉北区块埋藏最深的一口井。

2 工程技术提速方案优选及取得的效果

2.1 PDC钻头的优选

2.1.1 玉北9井二开井段PDC钻头优选

该井二开井段古近系以上井段较长，以砂泥岩互层为主，压实强度低，可钻性好，是二开提速的重点部分，提速方法都是采用“PDC钻头+螺杆”技术，因此，选用一款高效、优越性强的PDC钻头显得尤为突出。该井在二开选用了DBS 121/4″FS2563BG型PDC钻头配合螺杆钻井技术。

玉北9井于2011年7月31日二开开钻，9月11日二开完钻，完钻井深4478m。二开钻井周期43.2天，较设计的60天，提前了16.8天。

本井使用的DBS产121/4″FS2563BG型PDC钻头配合螺杆，不仅单只PDC总进尺最高（3034.15m），而且无论单只钻头机械钻速，还是使用PDC的井段的平均机械钻速，均高于本区块同类型PDC钻头，其中使用PDC的井段的平均机械钻速高出邻井21%-113%，提速效果明显。

2.1.2 玉北9井三开井段PDC钻头优选

三开地层岩石强度分析

该井三开井段石炭系段长，岩石强度大大高于沙井子组，地层中砂岩研磨性强，可钻性差，机械钻速偏低。该井段也是玉北地区钻井进一步提速的关键，为了更好的克服了二叠系下部、石炭系泥岩塑性高、灰岩致密的技术难点，选用了DBS生产的FX55型5刀翼16mm切削齿PDC钻头。

该钻头金刚石复合片切削齿分布合理，易于吃入塑性泥岩；胎体钻头钻压可加至10T，能有效的破坏灰岩的致密结构；同时胎体钻头耐磨性高，又很好的克服了砂岩夹层耐磨的技术难点。机械钻速有了大幅度提高，提速效果非常明显。

2.2 钻井新工艺技术的运用

2.2.1 TorkBuster扭力冲击发生器工作原理和技术特点

TorkBuster扭力冲击发生器配合PDC钻头一起使用，其破岩机理是以冲击破碎为主，并加以旋转剪切岩层，主要作用是在保证井身质量的同时提高机械钻速。TorkBuster消除了井下钻头运动时可能出现的一种或多种无序振动（横向、纵向和扭向）的现象，巧妙地将钻井液的流体能量转换成扭向的、高频的（每分钟750-1500次）、均匀稳定的机械冲击能量并直接传递给PDC钻头，使钻头不需要等待扭力积蓄足够的能量就可以连续地、高频率切削地层，而整个钻柱的扭矩保持稳定和平衡，钻杆传达的扭矩可以完全用于切削地层而不会浪费。

技术特点：

A TorkBuster扭力冲击发生器内部机械机构合理，连接牢固可靠，无任何橡胶件、电子件，即便工具失效，也只相当于一个接头随钻头旋转，机械钻速会降低，但降低了井下风险。

B提速打快的同时能起到防斜的作用，保证井身质量。

C排量和流速越大，扭力冲击器产生的冲击能量也越大，对钻头产生的机械钻速以及冲击的频率也越高。

D由于扭力冲击器是从扭向上产生稳定均匀的高频冲击，所以只适用于金刚石钻头。

E配合PDC钻头使用时，产生的振动或冲击，可以大大消除钻头依靠扭力积蓄吃入地层时产生的粘滑现象，从而延长PDC钻头和钻具的寿命。

F使PDC钻头更有效地剪切破碎地层，大大增加机械钻速和钻井导向性。