川东地区“一趟钻”钻井技术研究总结

唐梁

摘 要：由于川东地区地质条件较为复杂，各区块由于普遍存在坚硬、高研磨地层，导致机械钻速慢、单只钻头进尺少等难点，需频繁起下钻更换钻头及钻具组合，导致钻井效率低。为此，本文以提高川东地区机械钻速为研究和应用重点，通过在川东地区各区块开展与地层匹配的高效PDC钻头和长寿命螺杆钻具等新技术、新工艺、新工具试验研究，分区块、分井段实现“一趟钻”钻井技术作业，提高钻井速度和效率。

关键词：川东地区；高陡构造；PDC钻头；一趟钻

川东沙溪庙～须家河顶井段平均需起下钻6趟，使用钻头5只；雷口坡～嘉二3顶平均需使用钻头4只，平均机械钻速仅2.44m/h；嘉二3～长兴顶平均需起下钻5趟，平均使用钻头4只，平均机械钻速仅2.8m/h，二叠系平均使用钻头12只。频繁的起下钻更换钻头及调整钻具组合，大大降低了钻井效率，增加了钻井风险。

1、井身结构

川东区块开发井经过优化，目前采用四开四完的井身结构：339.7mm套管下至400m，244.5mm套管下至嘉二3，177.8mm套管下至石炭系顶，152.4mm钻头完钻。

表1 下川东区块井身结构

2、钻井液体系

川东区块目前已形成了较为稳定的钻井液体系（见表2，表3）。

表2 下川东區块钻井液体系

3、钻头选用评价

须家河高研磨性地层钻头寿命短，PDC钻头优选是试验成功的关键。

哈里伯顿公司推荐试验钻头如下：

81/2”FX55D钻头特征：

钻头尺寸81/2” in；切削齿类型X3- Extreme Drilling；切削齿尺寸16mm；切削齿数目55；刀翼数目5；保径长度2in。

表现预测：

地层沙溪庙-须六；进尺1500-1600m；机械钻速8～12m/h。

81/2” FX64D钻头特征：

钻头尺寸81/2”；切削齿类型X3- Extreme Drilling；切削齿尺寸13mm；切削齿数目95；刀翼数目6；保径长度3in。

表现预测：

地层须家河-雷口坡；进尺500-600m；机械钻速2～3m/h。

6”FX64D钻头特征：

钻头尺寸6”；切削齿类型X3- Extreme Drilling；切削齿尺寸13mm；切削齿数目55；刀翼数目6；保径长度2in。

表现预测：

地层须家河-雷口坡；进尺500-600m；机械钻速2～3m/h。

4、螺杆川东区块试验效果

（1）天东017-H7井在飞仙关～栖一井段（215.9mm井眼、井段3950～5158m）共使用5只进口PDC钻头（2只FX64D、1只FX65D、2只FX74D），取得钻井进尺1189.63m，累计纯钻711.25h，单只钻头平均进尺237.93m，平均机械钻速1.67m/h。其中1只FX64D钻井进尺546.9m，创造了该区块单只钻头使用新记录。

① 平均机械钻速：与最快的天东017-H4井提高25.4%；与最慢的天东017-X3井提高125.71%；与以上非试验井相比（非试验井平均机械钻速0.975m/h）机械钻速提高63%。

② 段周期：与非试验井最快的天东017-H6井同比缩短周期15.37天，与非试验井最慢的天东017-X3井同比缩短周期55.14天；与以上非试验井相比（均按段长1223m计算，非试验井平均段周期95.6天）段周期节约38.24天。

③ 起下钻次数：天东017-H7井共12趟钻，节约起下钻趟数为5-10趟钻。

④ 单只钻头进尺是国产钻头的4倍。

（2）门西005-H3井在井段4265～5139.01共使用哈里伯顿PDC钻头4只，其中4358.60～4539.30m井段，使用牙轮钻头和取芯钻进试验1只PDC进尺433m，4只哈里伯顿PDC钻头共获进尺693.30m、平均机械钻速2.57m/h。

① 非试验井平均机械为0.87m/h，使用进口PDC钻头机械钻速同比提高139～195%；

② 周期比较：使用了进口PDC钻头的门西005-H3井较同构造其它井周期均有较大的缩短。较同构造的其它井缩短周期20.88～52.71天，平均缩短35.6天。

③ 从起下钻次数看：门西005-H3井共起下10趟钻，节约起下钻5趟以上。

④ 进口PDC钻头单只钻头进尺是国产钻头的3～4倍

5、结论及建议

在川东区块二迭系全程使用进口PDC钻头能有效提高行程钻速，节约钻井成本和周期。通过进一步的试验总结，形成川东地区“一趟钻”钻井技术，将有效的降低川东地区坚硬、高研磨井段钻井的起下钻次数，提高钻井效率，降低钻井风险，在川东地区具有广泛的推广应用前景。

（1）在川东地区坚硬高研磨地层钻井技术取得突破，通过优选进口哈里伯顿PDC钻头，等寿命配套优质MWD仪器及威德福长寿命螺杆钻具，能够实现“一趟钻”钻穿整个须家河地层。

（2）川东地区使用哈里伯顿81/2”FX64D及FX74D钻头取得了较好的提速效果，在二叠系全井段使用可节约起下钻7～12趟。可持续开展该类钻头的优化、改进工作，使之更适应中硬地层，提高机械钻速。

参考文献

[1] 况雨春；曾恒；周学军；夏宇文；PDC钻头水力结构优化设计研究[J]；天然气工业；2006年04期.

[2] 赵清云；基于CFX的PDC钻头水力结构优化方法研究[J]；石油矿场机械；2009年12期.