中原φ118 mm小井眼侧钻井PDC钻头应用技术

刘瑞杰

摘 要：套管开窗侧钻井是调整老油田开发层系、挖掘开发死油区和事故井恢复生产的重要措施。探索PDC钻头应用于侧钻井，对于解决单牙轮钻头机械钻速低、井眼缩小等问题，大幅度提高侧钻井的机械钻速，意义十分重大。通过现场十口井的钻井实践，在PDC应用条件优选、复合钻进、定向、安全保障措施等技术方面进行了有效探索，取得良好效果。

关键词：PDC 复合钻进 定向 φ118 mm 侧钻井 中原

中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0088-01

套管开窗侧钻井是调整老油田开发层系、挖掘开发死油区和事故井恢复生产的重要措施。长期以来，φ118 mm小井眼侧钻井主要应用单牙轮钻头进行钻进。单牙轮钻头复合钻进的平均机械钻速2.45 m/h，纯钻时间75 h，钻头外径φ118 mm经常磨损至φ114 mm。钻头磨损快使得长裸眼段的侧钻井需频繁起下钻，换钻头，大幅度增加了钻井周期。探索PDC钻头应用于侧钻井，对于大幅度提高侧钻井的机械钻速，意义十分重大。通过优选开窗工具、PDC钻头和螺杆，应用复合钻进技术和小井眼轨迹控制技术，并通过十口井的现场探索和实践，套管开窗侧的钻井速度显著提高，通过φ118 mm小井眼侧钻井应用PDC钻头可以解决单牙轮钻头存在的上述问题，机械钻速达4.14 m/h，达到提速增效的目的。

1 PDC钻头应用条件

1.1 PDC不适应的地层

（1）硅质胶结砂岩、砾石和黄铁矿、火成岩等地层。

（2）坚硬的裂缝或破碎地层。

（3）软硬交错、夹层多，造浆严重砂子粘结振动筛的泥岩。

1.2 PDC钻头下钻前的准备

（1）井底干净，无坍塌掉块，特别是有金属落物（掉齿、断齿、钳牙）时应处理干净。

（2）井眼畅通，尽量避免PDC钻头长期划眼，损坏钻头和螺杆。

2 PDC钻头应用

2.1 下钻

（1）在钻头螺纹上涂好螺纹密封脂，按标准扭矩上紧钻头，扶正钻具，PDC钻头缓慢通过转盘、防喷器，钻头通过窗口、井眼中的台阶、“狗腿”、缩径段应放慢下钻速度。

（2）当下钻遇阻，活动钻具不能通过时，必须划眼，严禁硬压，接方钻杆应上提钻具至正常井段，小排量开泵防堵水眼，逐渐增加至正常排量，待排量开至正常，上部井眼循环畅通再准备划眼。划眼参数钻压10～20 kN，排量6 L/s，钻速50～60 r/min。划2～3 m上提修正井壁，整个单根划完，冲、通无显示再接单根。

2.2 复合钻进

（1）钻进前，以30～40 r/min的转速，10～20 kN的钻压钻进1～1.5 m，完成井底造型。

（2）允许参数范围内，选用不同钻压-转速组合，进行试钻，以求得最高钻速。推荐参数：钻压20～40 kN，转速50～60 r/min，排量7～9 L/s。

（3）钻进时，应谨慎操作，勤送少送匀速送钻。发现钻速变慢，应及时分析原因，并及时调整钻井参数试钻，以便获得最佳钻速。

（4）单根复合完，划眼修正井壁，每次接单根做到晚停泵，早开泵，小排量开泵，钻井液返出、排量、泵压正常后，再下放钻具。

2.3 定向

（1）PDC定向反扭角一般80～120°左右，前1～2m工具面范围可适当大点，根据钻压、泵压、钻时、工具面变化的规律，调整送钻规律，稳好工具面。当井眼形成定向趋势后，工具面再逐渐稳至要求的范围内。

（2）存在夹层、托压的地层，先蹩压1～2 MPa，放宽工具面范围下放钻头至井底，穿过夹层后，钻压能加在钻头上，工具面稳定。然后大幅度活动钻具，修正井壁拉工具面，再把工具面稳至要求的范围内。

（3）小井眼PDC钻头复合钻进井斜、方位变化大。稳斜段较长后期需定向的井，30～50 m左右吊测一次。根据吊测结果及时定向。

2.4 安全保障措施

（1）PDC钻头较单牙轮钻头扭矩增高20～30%，钻进中应对钻压、泵压、转盘负荷、井下摩阻、钻速、钻头蹩跳等不正常现象及时作出正确判断和处理。

（2）砂岩发育地层钻时过快，应控制钻时，修正井壁，每钻进2～3 m上提进行一次扩划眼，倒划眼上提钻具。

（3）每钻进50～100 m应进行短程起下钻。

（4）每次起钻换螺杆需大排量循环，带净砂子，尽量减少下钻中途遇阻长井段划眼。

3 应用效果

2013年φ118 mm小井眼侧钻井PDC钻头现场应用了濮3-侧164、徐9侧、和桥29-侧100等十口井，效果十分明显。平均应用井深3000 m，平均机构钻速达4.14 m/h，远高于单牙轮钻头，经济效益十分显著。

4 认识与结论

（1）φ118 mm小井眼侧钻井应用PDC钻头可明显提高机械钻速。（2）应强化定向、复合钻进时的划眼、短程起下钻等安全措施，以确保PDC钻头的有效应用。（3）由于小井眼环空间隙小，钻具柔性大紧贴井壁，PDC定向难度较大，复合钻进易堵水眼泥包，PDC钻头应用过程中应细化操作规程。

参考文献

[1] 王福修，侯庆勇.双心PDC钻头设计及其在侧钻中的应用[J].石油钻探技术，1993（2）.

[2] 王锡州.PDC钻头在大牛地气田DK6井钻井中的应用[J].石油钻探技术，2004（4）.endprint