螺桿加PDC鉆頭技術

一、復合鉆井技術
　　復合鉆井技術(螺桿加PDC鉆頭鉆井技術)是指在井下鉆具組合中,加一動力驅動裝置螺桿,螺桿利用鉆井液循環時的動能來驅動鉆頭高速運轉,其轉速可以通過鉆井液排量的變化在一定范圍內進行調整。在復合鉆井工藝中,鉆頭的驅動由地面驅動(轉盤驅動)和地下驅動(一般為螺桿馬達)兩部分組成,而且由地下驅動作為鉆頭的主要動力。目前該項技術廣泛應用于各個油田,其原因包括:一是在轉盤及鉆具轉速較低的情況下為鉆頭提供較高的機械轉速,動力損耗很小,改善了鉆具在井下的工況,從而提高了鉆井的安全性,同時減少鉆機及轉盤負荷,減少設備磨損及柴油消耗;二是近年來螺桿鉆具的質量不斷提高,壽命大大加長,所以和PDC鉆頭匹配,可充分發揮PDC鉆頭的效能;三是利用彎螺桿,復合鉆井技術可用于定向井中造完斜后,用原鉆具直接穩斜鉆井,減少起下鉆次數,提高機械鉆速,從而大大地縮短定向井的建井周期。為此,進一步分析該項技術在吉林大安區塊的應用效果,對提高機械鉆速,節約成本,保證井下安全具有重要指導作用。
　　二、應用于吉林省大安區塊的鉆具組合及鉆井參數
　　(1)復合鉆井技術中的鉆具組合要比常規鉆井簡單得多,使用的鉆鋌較少,因此在井下工作時比常規鉆井安全。應用于吉林大安區塊定向鉆井及后續穩斜段鉆井的鉆具組合:φ215.9mmBIT×0.45m+φ165mmLG×6.80m+φ159mm
　　MDC×9.35m+φ165(159)mmDC×55m+φ127mmDP。
　　(2)鉆井時的鉆壓既要考慮到地層需要,又要考慮到螺桿的要求,使鉆頭達到最佳工作狀態,即機械鉆速最快。轉盤轉速控制在30-70r/min,原則上井越深,井斜越大,井眼越小,轉盤轉速應越低。排量的選擇在滿足鉆井要求的同時,不要超過螺桿鉆具允許的最大排量。
　　三、應用效果
　　在吉林大安DK10-4井的施工中應用了復合鉆井技術。該井吉林省大安市西大洼鄉老車山屯東北約6.6千米,設計井深2020米,2007年12月25 日22時一開,井深547.52m開始定向。鉆具組合為:φ215.9mmBIT×0.45+φ165mmLG×6.94m+φ165mmMDC×9.38m+φ165
　　mmDC×68.05m+φ127mmDP。定向至650m,利用原鉆具組合繼續復合鉆井至1200m起鉆下入降斜鉆具,期間每100米井斜增1.3°,期間由于測斜發現方位比預計小2°,停轉盤定向鉆井9.6m。該井建井周期為183小時,比常規以倒換鉆具形式控制井眼軌跡的定向井平均建井周期提前20小時。F43-斜1井井底位移較大、井斜角超過28°。施工過程中,由于井壁的摩阻的作用導致轉盤負荷過大,出現轉盤轉動吃力現象。采用直螺桿(穩斜段仍采用彎螺桿)復合鉆井,在轉盤轉速較低的情況下鉆頭能夠達到要求的轉數。
　　四、注意事項
　　(1)螺桿鉆具的性能和壽命是影響復合鉆井技術經濟效益的重要因素。因此在使用中要嚴格執行螺桿鉆具操作規程,保護和使用好螺桿鉆具,因其損壞而頻繁起鉆井行更換,將使復合鉆井技術失去意義。
　　(2)井眼保持暢通,井底保持干凈,鉆井液保持清潔,嚴防井底落物而損壞鉆頭和異物入井而損壞螺桿。
　　(3)鉆井液要具有良好的性能,攜砂能力強,潤滑性好,含砂量少。
　　d)井下有井涌!井漏!鹽層等復雜情況時,不能使用復合鉆井技術。
　　(4)堅持短程起下鉆,一般控制在200-300m短起一次,以修整井壁,保證后續施工。
　　(5)因為復合鉆井時的鉆具組合剛性較小,且鉆井過程中往往復合鉆井技術與定向鉆井交替使用,所以井眼不太規則,有些井段的井眼曲率可能偏大,所以完鉆后通井時,必須用帶扶正器的常規鉆具組合通井,以利于下步的電測和下套管工作。
　　(6)冬季使用舊螺桿時要注意預熱。
　　(7)螺桿下井前要在井口試用,避免下到井底后由于螺桿的質量原因導致無進尺而起鉆,浪費人力物力。
　　五、結論
　　(1)采用單彎螺桿后,復合鉆井技術可用于定向井中造完斜后,用原鉆具直接穩斜鉆井,減少起下鉆次數,提高機械鉆速,從而大大地縮短定向井的建井周期。
　　(2)螺桿加PDC鉆頭復合鉆井技術的基礎是與地層相適應的PDC鉆頭和質量合格的螺桿鉆具,保持井底干凈,鉆井液清潔潤滑。按操作規程使用好螺桿和PDC鉆頭是復合鉆井技術的關鍵。◆