定向钻复合片钻头在盐井对接中的应用
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[摘要] 应用复合片钻头施工技术,可以进一步提高钻探效率。通过现场应用表明,复合片钻头具有使用寿命长、破岩性好、钻效高等特点。本公司首次将复合片钻头应用于盐井对接定向钻井试验,取得了较好的效益。
由于复合片钻头能够在高转速下长时间工作,能够提高钻速,保证井身质量和较长的工作寿命,因而被广泛应用于定向井的施工作业中。本公司首先在陕西省米脂县的米探103井定向对接井的施工中应用,对复合片钻头,结合螺杆钻具的复合钻井进行了现场试验。结合现场试用情况,对复合片钻头的应用效果做以下总结。
1 地层情况
本钻井穿越地层自上而下为:第四系粘土层;三叠系上统延长组,中统铜川和二马营组,下统和尚沟组、刘家沟组;二叠系上统上石盒子组,下统下石盒子组、山西组;石炭系上统太原组,本溪组;奥陶系下统马家沟组六段、五段。
2 现场试验及结果分析
2.1 现场试验
复合片钻头在陕西省米脂县的米探103# 井进行试验应用,试验层位主要有三叠系、二叠系地层,地层稳定,可钻性好。所用的钻井液密度一般在1.05～1.15之间,粘度在50～70s'之间。
复合片钻头试验段应用的钻具组合为:φ215.9mm复合片钻头+钻头帽+5L-G165-7Y螺杆+回压阀+1.50弯接头+φ159mm无磁钻铤+φ159mm钻铤+φ121mm钻铤+ φ89mm钻杆串。钻具入井到孔底后,先把泥浆排量控制在28L/s左右,再逐渐加大钻压,获得所需压紧螺杆的压力及机械钻速最快的合理的钻压值40KN～60KN。通过实钻表明,在使用复合片钻头和螺杆的复合钻进中,一旦确定了初始钻压值,每次接单根后不用校, 钻进4～5小时后使螺杆钻具充分磨合后,再提高排量2～3ml/s,以最大限度发挥螺杆的输入扭矩,降低因摩阻造成的储藏在钻具中的钻压突然释放给钻头,避免螺杆制动的风险,在51m～2415m井段的施工中,有十几次的试验数据表明,对各钻井参数进行合理的选择,精心制定施工方案,在对接井的施工过程中都很顺利,机械钻速得到提高,出井钻头无明显损伤,有关试验数据如表1。
2.2 试验数据分析
复合片钻头在米探103井中的试验数据表明:
2.2.1 钻井地层必须与选取的复合片钻头相适应。在此情况下,时效均在4～8m/h。比普通的三牙轮钻头提高钻效2倍以上,在施工中未发现螺杆制动现象,足已证明PDC钻头具有扭矩小的特点。
2.2.2 在复合片钻头所钻井段,钻孔的孔斜在0.10～0.50之间,测点之间的变化幅度较小,无较大波动。
2.2.3 钻孔井径规则,井身质量好,扩径系数小,且在加单节时,无需划眼作业,节省了大量的辅助时间。
2.2.4 复合片钻头使用寿命较长,能始终保持较高的机械钻速。
3 结论与建议
3.1 复合片钻头钻进比一般三牙轮钻头钻效高2倍以上,并能有效地防止孔斜,减少辅助时间,提高了钻头的使用寿命。
3.2 复合片钻头具有扭矩小、稳定性好等特点,能使用较高钻压。
3.3 砾岩和软硬互层的地层不宜使用复合片钻头,在钻探施工中,为防止泥包钻头,可选用带螺旋水槽的复合片钻头。
3.4 由于施工现场条件有限,所选取的转速只是推荐转速的60～280r/min的最低转速。钻压的选取也只能满足中等钻压。建议在今后的推广使用中进一步进行各种规格钻头的应用,不断提高钻探效率
参考文献:
[1] 周龙昌, 吴天乾, 占从容. 复合钻井用新型金刚石钻头研制及现场试验[J].石油钻探技术, 2004,320(2):42-43.