探析水力脉冲空化射流钻井技术的适应性

曹艳海(大庆油田钻井一公司，黑龙江 大庆 163000)

探析水力脉冲空化射流钻井技术的适应性

曹艳海(大庆油田钻井一公司，黑龙江 大庆 163000)

为了能够更大范围的推广水利脉冲空化射流钻井技术，加强对该技术的研究是尤为必要的，有助于提升油田作业成效。尤其是在当前油田事业快速发展背景下，越来越多先进设备和技术应用其中，大大提升了油田作业成效，水力脉冲空化射流钻井技术作为一项先进技术，在生产作业中应用可以有效提升机械钻速，为油气层提供更为坚实的保护，但是可能存在应用效果不明显问题，影响到油田开发经济效益和社会效益。由此，本文主要就水力脉冲空化射流钻井技术的适应性进行分析，结合实际情况，客观阐述水力脉冲空化射流钻井技术应用可行性，更为充分发挥水力脉冲空化射流钻井技术优势。

水力脉冲空化射流钻井技术；油田开发；适应性；机械钻速

伴随着油田事业的快速发展，油气开发愈加深入，越来越多先进的开发技术和机械设备应用其中，大大提升了油田开采效率和质量。但是由于油气开采较深，地层结构较为复杂，无论是钻井速度还是钻井周期都成为当前工作中存在的难点所在，需要进一步优化和创新。在钻井作业中，钻进过程主要是依靠机械和水共同作用下来破除岩层，而在一些深井作业中，由于井深度不断增加，相应水力损失不断增加，如果地面机泵功率不变，在井下的可用水马力不断下降，这样就导致钻井作业效率下降，影响到钻井成效。而在深井作业中应用水力脉冲空化射流钻井技术，可以有效提升钻井速度，获得充足的动力支持，提升钻井作业成效。由此看来，加强水力脉冲空化射流钻井技术的应用研究是尤为必要的。

1 提高机械钻速机理

水力脉冲空化射流钻井技术作为一项先进的钻井技术，在实际应用中能够有效提升作业效率和质量，创造更大的经济效益和社会效益。水力脉冲空化射流钻井技术主要是水力脉冲射流和自振空化射流耦合而成的创新型钻井技术，其中水力脉冲空化射流主要包括本体、导流体、弹性挡圈、自激震荡强势等众多部分组成。在钻井作业中，将水力脉冲空化射流发生器安装在钻头和钻铤两者之间，耦合自振空化效应和流体扰动作用，通过钻头的常规连续流动转化为振动脉冲流动，在井下产生脉冲空化射流，可以有效提升破岩效率[1]。

2 水力脉冲空化射流钻井技术适应性分析

2.1 多重组和钻井适应性分析

水力脉冲空化射流发生器可以与井下钻具组合、动力钻具组合配合使用，可以有效提升机械钻井速度，尤其是在深井作业中，为其提供一种更为高效的钻井技术。

水力脉冲空化射流配合常规钻具钻井使用，以新疆塔里木克拉和英买力地区油田为主，在ø241mm、ø311mm、ø216mm井眼中，使用牙轮和PDC钻头钻进。通过大量实践得出，水力脉冲空化射流搭配常规钻具钻进使用效果较为显著，较之以往常规的钻井技术而言，机械钻速平均提高10～85%，效果更为突出。2010年7月，新疆塔河区TK1090井钻井作业中，采用水力脉冲空化射流和常规钻具搭配使用，纯钻时间大概在136.63h，平均钻速在2.82m∕h左右，相较于周围的TK1013井机械钻速要平均提高53.83%[2]。

水力脉冲空化射流复合钻井，在ø216mm、ø311mm井眼中，同样使用牙轮和PDC钻头进行试验，不难发现，水力脉冲空化射流发生器与螺杆钻具配合使用效果较高，机械钻速平均提高14%以上，提速效果十分明显。就以2010年7月的海拉尔区乌34井为例，采用水力脉冲空化射流复合钻井技术，使用牙轮钻头，水力脉冲空化射流发生器和螺杆钻具钻井作用，纯钻作业时间大概在24h左右，平均机械钻速在2.7m∕h左右，相较于邻井段平均机械钻速提升了43.6%左右。

2.2 地层适应性分析

水力脉冲空化射流钻井技术在实际应用中，技术适应性较强，无论是以往较为古老的地层还是新生代地层，诸如，软层、中硬、硬地层，都具有良好的适应性，钻井作业效率显著提升[3]。

2.3 钻头适应性分析

水力脉冲空化射流钻井技术在不同井眼中，搭配牙轮和PDC钻头进行试验，尤其是在ø241mm、ø216以及ø311mm井眼中应用效果更为突出，钻速得到了显著提升。

2.4 钻压、转速适应性分析

水力脉冲空化射流钻井技术在不同在不同转速和钻压参数下，钻进作业效果同样十分突出，尤其是在钻压保持在20～300kN，转速50～110r∕min范围内，符合钻井条件，可以显著提升钻井效率。

3 结语

综上所述，水力脉冲空化射流钻井技术作为一种创新型钻井技术，在实际应用中能够有效改善传统钻井技术中存在的缺陷和不足，在深井下产生水力脉冲、瞬时负压效应，可以大大提升破颜效率，提升钻速作业效率。与此同时，水力脉冲空化射流钻井技术由于自身特性，适应性较为突出，无论是在软地层还是硬地层中，搭配牙轮和PDC钻头钻井作业，正常情况下作业时间高达230h，平均机械钻速较之传统钻井技术提升效果显著，甚至可以超过以往钻速的一倍之多，取得良好的钻井作业成效，值得广泛推广和使用。

[1]李根生,史怀忠,沈忠厚等.水力脉冲空化射流钻井机理与试验[J].石油勘探与开发,2014,35(2):239-243.

[2]王学杰,李根生,康延军等.利用水力脉冲空化射流复合钻井技术提高钻速[J].石油学报,2012,30(1):117-120.

[3]史怀忠,李根生,王学杰等.水力脉冲空化射流欠平衡钻井提高钻速技术[J].石油勘探与开发,2012,37(1):111-115.