3 1/2英寸非标钻具在5 1/2英寸套管开窗侧钻井中的应用

2020-03-04李业勋长城钻探工程有限公司钻井三公司辽宁盘锦124010

化工管理 2020年2期

李业勋(长城钻探工程有限公司钻井三公司，辽宁盘锦 124010)

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长城钻探侧钻能技术始于1992年，第一口侧钻井—齐40-16-26C侧钻井施工，该井侧钻成功，为油田近千口濒临报废的井带来再生希望。经过多年的发展，长城钻探钻井三公司依托辽河油田成为国内完成侧钻井最多、运用侧钻技术增储上产最明显的油田，技术水平也一直处于领先地位。随着油田剩余油气开发的需要，裸眼段逐年增加，为了满足侧钻井工艺要求，长城钻探钻井三公司在辽河油田51/2″(″，为英寸单位符号。下同)套管开窗长裸眼段钻井大力推广31/2″非标钻具，取得了良好的使用效果。

1 现有2 7/8″钻杆存在的不足

2018年以前，我公司在辽河油区施工的51/2″套管开窗长裸眼钻井都是使用符合API标准的27/8″钻杆。以F42-32C井为例，窗口位置1955m，完钻井深2613m，裸眼段长658m。钻具组合为：φ118mm单牙轮钻头+φ102mm单弯螺杆+浮阀+定位接头+φ105mm双母无磁钻铤1根+φ105mm钻铤2根+φ73mm加重钻杆20根+φ73mm钻杆。

51/2″套管开窗钻井井眼较常规井眼的根本差别在于井径和环空间隙小，较小的环空间隙导致小井眼在钻井过程中环空压耗过大。根据国内外对小井眼钻井技术的研究资料显示，常规27/8″钻杆接箍外径偏大在φ105-φ110mm之间，小井眼的环空压耗占总压耗的40%以上，而81/2″及以上常规井眼的环空压耗大约占总压耗的10%。使用常规27/8″钻杆环空压耗大，井壁承受的压力波动大，特别是钻杆接箍处钻井液上返速度是本体处的3～4倍，井壁稳定性差极易导致井漏和划眼的情况发生。因泵压高，施工排量受限，携岩困难也易引发其他复杂情况。由于水眼小，增加了钻具内的循环压耗，到达马达的钻井液压力减小，影响了钻进效率。

2 3 1/2″非标钻具的优势

随着辽河油区51/2″套管侧钻井长裸眼井的最多，管柱内外的压耗越来越大，为了能够均匀内外管柱的压耗，结合现有通用的钻具尺寸，采用31/2″管体与小接箍(外径φ100mm)接头的组合，接头螺纹是根据API RP 7G的理论设计得出的。

2.1 采用双台肩PD29扣型

非标钻具最大的特点是采用双台肩PD29扣型，与API标准接头相比有2个密封面，在双台肩接头上扣时，主台肩先顶上，副台肩留有很小的间隙，以确保主台肩能起到密封作用。当上扣达到一定扭矩后副台肩顶上；当达到上紧扭矩后，副台肩能够起到增加抗扭强度的作用。

2.2 大内径小接箍

31/2″非标钻具双台肩非API标准接头内径为φ50.8mm，外径为φ100mm。减小接头外径，增加了环空空间，降低了钻具环空的循环压耗。本体内径为φ70.2mm，增加本体的内径，降低了钻具内的循环压耗。

图1 3 1/2″非标钻杆示意图

表1 3 1/2″PD29钻杆与2 7/8钻杆的主要参数表对比

3 3 1/2″非标钻具的应用情况

与27/8″钻杆相比，31/2″非标钻具有高抗扭、大排量、循环压耗低等优势，2018年以来，我公司在辽河油区51/2″套管开窗长裸眼钻井中积极开展现场试验，并进行了推广应用。

F41-39C井是一口51/2″套管开窗长裸眼钻井，其开窗点位置为1598m，完钻井深2418m，裸眼段长820m，施工中使用31/2″G105非标钻具，钻具组合为φ118mmPDC钻头+φ102mm单弯螺杆+浮阀+定位接头+φ105mm双母无磁钻铤1根+φ88.9mm钻杆。循环压耗显著降低，与根据实际数据并通过软件计算结果相符，在7 l/s的排量下施工中使用31/2″非标钻具比使用27/8″普通钻杆，其计算立管压力相差2.56MPa。说明φ118mm小井眼环空间隙小，循环当量密度高，循环压耗大，可以通过使用31/2″非标钻具等技术措施，显著降低循环压耗，减轻起钻后由于地层横向应力的释放带来的影响，降低井壁失稳和井漏风险。本井顺利完钻未发生划眼、电测遇阻等井下故障。