“四合一”钻具组合优选与应用

李少伟 马军志（中石化中原石油工程钻井三公司，河南 濮阳 457000）

“四合一”钻具组合优选与应用

李少伟 马军志（中石化中原石油工程钻井三公司，河南 濮阳 457000）

“四合一”钻具组合是指“一口井、一趟钻、一只钻头、一套钻具组合”，即二开后一次性完成全井段井眼轨迹控制的钻具组合。广大科技人员和现场技术工作者科学地提出了“四合一”的钻具结构，即“1个PDC钻头、1根短钻铤、1个扶正器、1根单弯螺杆”。“四合一”钻具组合在钻井生产实践中也成功应用，鄂尔多斯盆地伊陕斜坡和内蒙探区是中原钻井的重点区域，通过开展定向井井眼轨迹控制技术的科技攻关与现场探索，逐步形成一套成熟的技术方案，为今后该地区的钻井施工提供可借鉴经验，对减少复杂时效、提高钻井效率，缩短钻井周期，降低钻井成本，拓宽技术服务领域，具有十分重要的现实意义。

“四合一”钻具组合；钻井周期；定向井井眼轨迹控制技术

1 应用区块地层概况

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡地质分层（见表1所示）

2 “四合一”钻具组合的结构原理

2.1 “四合一”钻具结构

φ215.9HJ437+φ212螺旋扶正器+φ165单弯螺杆1根+短钻铤+φ212螺旋扶正器（挡板）+φ165无磁钻铤1根+φ159钻铤17根+φ127加重钻杆6根+φ127钻杆。

2.2 “四合一”钻具结构特点

“四合一”钻具结构实际上是单弯螺杆双扶正器组成的微增斜钻具结构。该钻具结构可以不起钻倒换钻具结构，与PDC钻头配合使用，一次性完成直井段、定向造斜段、增斜段、稳斜段整个井段的钻井。该种钻具结构增斜率适中，稳方位能力较好。中、小位移的定向井全井段是“四个一”钻具组合的最佳应用领域。

2.3 “四合一”钻具结构作用

(1)、“四合一”钻具结构中单弯螺杆的作用

①当直井段井斜有增大趋势时，可以锁住转盘，单独使用单弯螺杆纠正井斜，以保证直井段井斜不超标。

②直井段有防碰需要，可以人为的控制井眼轨迹的发展方向。即锁住转盘，进行定向，改变井眼方位变化方向，避免两井相碰事故的发生。

③定向或扭方位时锁住转盘，单独使用单弯螺杆调整井眼的井斜或井眼方位。

3 “四合一”钻具结构的选用原则

“四合一”钻具结构是一种微增斜钻具结构，增斜率较小。实钻中是以提高造斜点达到提前增斜的目的，斜井段控制井段长，井眼曲率小，也有利于下部井眼轨迹控制时调整工具面。

3.1 螺杆的选用

1°单弯螺杆定向或扭方位施工需要井段较长，定向或扭方位速度相对较慢；1.25°单弯螺杆定向或扭方位施工需要井段较短，定向或扭方位速度相对较快，时效明显较快。可以根据位移大小选择不同弯曲度的单弯螺杆。

3.2 扶正器的选用

第一个扶正器的直径一般为211-212mm，第二个扶正器直径要根据需要的钻具性能来选择。若提高第二个扶正器的稳方位能力，则须选择大直径的扶正器，因此，第一个扶正器也应选择大直径，以保持理想的钻具特性。

3.3 短钻铤的选用

小位移井，需要增斜率小，短钻铤的长度较短。选择3m左右短钻铤较为理想，稳方位能力也好，另外，在延安组，还可以起到微降斜效果。

大位移井，位移超过300m后，所需短钻铤较长，一般选用4-6m为宜，不但能保证增斜效果，而且稳方位能力也较好。

4 “四合一”钻具组合现场应用效果

（1）鄂尔多斯地区

2016在鄂尔多斯盆地伊陕斜坡只完成3口井工作量，完成井平均完钻井深较去年增加53m，平均钻井周期缩短23.81%；平均机械钻速7.82m/h，提高28.20%，提速效果显著。

（2）内蒙探区

内蒙探区共完成定向井2口、直井1口。2016年完成井平均井深较去年增加204.6m，平均钻井周期较去年缩短3.4%；平均机械钻速较去年提高2.1%，提速效果明显。

表1 地质分层及油气水层表

5 认识和建议

“四合一”钻具组合在鄂尔多斯盆地伊陕斜坡和内蒙探区得以成功应用，钻井速度全面提升，钻井周期明显缩短，直井的防斜快打和定向井井眼轨迹控制技术进入到一个全新的发展领域。

“四合一”钻具结构，即“1个PDC钻头、1根短钻铤、1个扶正器、1根单弯螺杆”，实际上就是单弯螺杆双扶正器组成的微增斜钻具结构。这类钻具结构可以不起钻倒换钻具结构，与PDC钻头配合使用，一次性完成直井段、定向造斜段、增斜段、稳斜段整个井眼。该种钻具结构增斜率适中，稳方位能力较好。适合于中、小位移的定向井全井段使用，是“四合一”钻具组合的最佳应用领域。

“四合一”的钻具组合，这是广大钻井科技工作者，历经多年来的实践、总结、发展的一种新技术，是钻具组合结晶，建议根据各区域施工特点可以推广试用本钻具组合。