小井眼井钻塞配套关键技术探究

辛广峰

摘要：采用小井眼井大幅度地降低低渗透、特低渗透油气田的开发成本，来提高该类气田的开发经济效益显得十分紧迫和非常必要。目前，研究区块共有油井中小井眼井占油井总数的7.4%，随着生产开发逐年增加，后续需钻塞配合的增产措施日益增多，如挤灰、压裂防砂、化学堵水、大剂量调剖等，措施后堵剂在井筒内凝固，形成一定长度的堵塞段，常规冲砂冲不动，需要钻塞。目前，油田小井眼钻塞以螺杆钻钻塞为主要方式。因此查找影响小井眼钻塞效率低的原因，采取措施，提高小井眼钻塞效率，是目前的当务之急。

关键词：小井眼井;钻塞配合;螺杆钻;钻塞效率

修井作业工艺技术是伴随着油田勘探开发以及采油工艺的发展而不断发展的，各种完井方式不断增加，完井套管直径小于Φ139.7 mm的小井眼井逐年增加。随着小井眼采油配套技术的应用，侧钻井的增多，以及不断的井下作业施工，小井眼事故井数也随之增加，也相应的需要进行修井作业。

由于小井眼井径小，配套工具困难，环空容积小，易卡钻。常规螺杆钻具难以满足小井眼钻塞要求，导致小井眼钻塞效率低。该文从小井眼钻塞工艺技术的特点入手，对小井眼钻塞技术进行了研究说明，对于提高小井眼修井技术水平具有重要的指导意义。

1 存在问题分析

（1）钻塞效率低、进尺困难。小井眼螺杆钻外径尺寸一般有φ73mm、φ89mm，φ95mm 三種，提供的扭矩仅为0.3-1KN.m，遇到较硬的灰面，进尺困难，最后需转大修钻塞。并且小螺杆钻易堵塞、需起管更换钻具，钻塞效率低。

（2）井径小，配套工具困难。油田最小井眼为4吋套管，套管内径仅为φ86mm，限制了钻塞作业工具的配套尺寸，大部分钻塞工具不适用。小井眼钻塞工具品种少，井下工具强度难以满足要求，可靠性差。

（3）环空容积小，易卡钻。由于井眼容积小，加上内有管柱，空间更小，大块固体颗粒不易返排，循环不畅造成堆积，易卡钻。

2 小井眼井钻塞配套技术

2.1动力水龙头装置

动力水龙头装置是一种新型的石油天然气修井作业装备，可替代常规转盘和螺杆钻驱动钻具旋转钻进。动力水龙头集机械、液压、气动于一体，由水龙头本体、液压站和远程控制系统三大部分组成。

（1）动力水龙头本体是装置的执行部件，由形提环、鹅颈管、冲管盘根、反扭矩臂、减速箱、液压马达、主轴等组成。

（2）液压站向整个系统提供液压油，由柴油机、主液压泵、辅助液压泵、油箱、控制元件和油路附件构成。

（3）远程控制系统，可对装置随时进行参数设定和调节。采用液压驱动对主轴和转速进行无级调控，各种作业参数可集中显示和控制。在井下发生蹩钻现象时操纵平台能及时发现压力升高，采取合理处置措施，为本质化安全提供了保障。

2.2 小直径平底磨鞋

将三牙轮或三刮刀钻头改为小直径平底磨鞋，进一步提高钻进速率。开发φ80mm小直径平底磨鞋，满足4吋套管内钻塞需求。平底磨鞋底面上堆焊YD合金和其他耐磨材料，利于用较大的钻压对灰面进行研磨。它具有便于排砂、进尺效率更快、强度更高、便于加压的优点。

2.3配套薄壁钻杆

由于4吋套管内径为86mm，钻杆外径小于86mm的钻杆有4种。而接箍是钻杆外径最大处，接箍小于86mm的钻杆有φ50mm 钻杆和φ60mm薄壁钻杆，考虑到φ50mm 钻杆外径仅50mm，抗拉强度较低，故小井眼内钻杆选用φ60mm薄壁钻杆。φ60mm薄壁钻杆材质采用G105管材加工而成，屈服强度：600MPa～605MPa，抗拉强度：716KN，断后伸长率：29.5%～30%。

2.4采用反循环冲砂方式

将平底磨鞋底部水眼扩大，改变常规循环冲砂方式，由正循环改为反循环，便于将大块固体颗粒返排出去，循环彻底干净，一次钻磨到底。

2.5管柱优化

目前，油田的小井眼钻塞管柱结构为：牙轮或刮刀钻头+ 螺杆钻+平式油管，本次对管柱结构进行优化，管柱组合上部常规套管内选用Φ73mm加厚油管，底部小套管内选用Φ60mm薄壁钻杆，下部接相应钻头。

2.6施工工艺

（1）组配钻塞管柱。

（2）缓慢下探塞面，开泵循环正常后，下放钻具至塞面。

（3）控制钻压20KN左右，一直钻塞至设计深度。

（4）钻塞完毕后，循环彻底干净后起出管柱。

3 现场应用情况

小井眼钻塞配套技术研究与试验，确保了油水井正常生产及后续增产措施的顺利实施，为稳产提供了有力保障和技术支撑。截至2017年8月，共成功实施2井次，成功率100%，1趟钻磨管柱完成钻磨作业，累计钻塞101米，用时5小时，平均机械钻速达到20m/h。贡献增油388吨，节省大修作业费用140万元，合计创效147万元。

典型井1：A井

该井于3月份实施压裂防砂，施工后井筒内形成高强度树脂砂塞，常规冲砂冲不动，该井还是小井眼5寸半套管悬挂4寸套管，实施常规螺杆钻钻塞难度极大，易卡钻，存在施工安全风险。经论证分析，决定实施小井眼钻塞工艺。钻塞井段：1240-1311m，进尺：71m，施工时间：3.5h。

典型井2：B井

该井于5月份实施大剂量调剖后，在井筒内形成堵剂段塞，硬度大。该井还是小井眼7寸套管悬挂5寸套管，在824米位置还存在套变，套管缩径为Φ95×92mm。实施常规螺杆钻钻塞后无进尺，钻不动。经论证分析，决定实施小井眼钻塞工艺。钻塞井段：834-864m，进尺：30m，施工时间：1.5h。

4 结论及认识

（1）配套小套管内钻塞管柱工具，实现小套管内动力水龙头钻塞零突破，在小井眼钻塞领域内，实现了整体工艺创新。

（2）现场应用表明，该技术可一趟钻磨管柱完成钻磨作业，提高钻塞一次成功率，可避免转大修作业。

（3）与常规小井眼钻塞相比，该技术具有缩短施工周期，节约作业成本，降低劳动强度，提高施工安全性等技术优势，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]卢艳军.钻塞工艺技术研究与应用.硅谷，2011（03）：103.

[2]苏愿忠.动力水龙头在钻塞施工中的应用.科技传播，2011（08）：109-110.