新型PDC 钻头在内蒙乌审旗区块的应用

张吉亮,张双伟,张洪波,王桂敏,姚成武,张 峰,王士磊

(山东省煤田地质钻探工具厂,山东济宁 272400)

1 试验井区域地质概况

该井位于内蒙古自治区乌审旗苏力德苏木沙尔利格嘎查沙日塔拉小队。井场属半沙漠半草地地貌,井区地势平坦,井场施工方便。地表出露第四系。该井位地面海拔1284m,设计井深3440m。

苏里格气田上古生界自下而上发育石炭系本溪组、二叠系太原组、山西组、石盒子组下段、石盒子组上段和石千峰组。总沉积岩厚度在700m左右,其主要含气层段为山西组和石盒子组下段。地层分层如下表。

地层时代 设计地层界系统 组 段 底界井深(m) 厚度(m)岩性特征新生界 第四系20 20 黄色粘土(松散未固结成岩)中生界白垩系580 560 浅棕色砂岩夹灰绿色泥岩侏罗系中统 安定组 730 150 浅棕色粗砂岩为主,夹薄层灰绿色、紫红色泥岩直罗组 925 195 灰色、浅灰色砂岩夹灰绿色、灰色、紫红色泥岩下统 延安组 1335 410 深灰、灰黑色泥岩与灰色细砂岩互层夹煤层,底部为厚层砂岩中统 纸坊组 2315 215 棕红色、暗紫色、灰绿色泥岩、砂质泥岩与灰绿色、暗紫色细砂岩互层下统和尚沟组 2405 90 以紫红色泥岩为主夹砂岩,局部夹细砾岩刘家沟组 2775 370 灰紫色、灰绿色、暗紫色细～粗粒砂岩夹紫红色、棕红色砂质泥岩、泥岩,底部夹细砾岩古生界 二迭系上统 石千峰组 3040 265 上部以综红色泥岩为主,夹厚层砂岩,下部为浅棕色、黄绿色厚层状砂岩夹暗紫色泥岩、砂质泥岩中统 石盒子组 3310 270上部以紫红色、黄绿色、灰色泥岩为主夹绿灰色、浅灰色细～中粒砂岩;下部以浅灰色、灰白色、灰绿色含砾砂岩为主,夹棕灰色、深灰色泥质砂岩下统 山西组 3400 90 深灰、灰黑色泥岩夹灰白色中～细粒砂岩及煤线太原组 3440 40 灰色灰岩、泥岩、煤、浅灰色砂岩

2 钻头参数

该钻头为四刀翼全面钻进 PDC钻头,直径为φ215.9,主切削齿为φ19复合片,有4个可换水嘴,分别为20#、20#、20#、14#。抛物线轮廓刀翼设计,水力平衡设计。

3 试钻结果及相关参数

该井一开使用三牙轮钻头打至井深510m处,二开开始使用PDC全面钻进钻头进行钻进。即本实验钻头从井深 510m处进行钻进,于井深1977.55m处提钻,钻遇地层白垩系、侏罗系、三叠系。全程钻进1467.55m,纯钻时间为44.7h。

试钻全程平均机械钻速为33.3m/h,钻压为20～100kN,平均钻压为54.5kN,转速为60r/m in,排量为32L/s,泵压为8M Pa。

提钻原因:在钻进过程中出现憋跳现象,无法实现进尺。

原因分析:钻头护径出现磨损现象,进尺过程中得不到足够保径效果,导致扶正器磨损而钻头无法进尺。

4 钻头磨损情况

胎体基本完好,护径出现轻微磨损现象。

主刀翼(1#):切削齿φ19复合片有2片出现磨损。φ13复合片有2片磨损,1片复合层脱落。

2#刀翼有3片出现磨损。

3#刀翼有1片复合层脱落,磨损2片。

4#刀翼有3片出现崩碎。φ13复合片有1片复合层脱落。

图

5 结论

新型PDC钻头二开510m开始钻进,使用过程中发现钻头转速50多转比60多转时机械转速快,钻至1970多米时转盘蹩钻严重,起出钻头发现保径齿出现磨损,导致钻进时磨扶正器出现憋钻现象。

该钻头使用过程中,机械性能比较稳定,机械钻速比较快,钻进效率比较高、地层适应能力比较强,经济性能比较突出。