控斜打快新实践——方23井钻进收获

万发明，李玉海，王春华，杨决算，李秋杰

(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413)

1 概述

方正区块宝泉岭组下部及达连河组、新安村+乌云组均是易斜井段，地层倾角10°以上，自然造斜率高达0.9°/30m，钻进时易井斜，难以控制。3000m左右的井平均测斜次数在20次以上，钻井速度慢，钻进周期长。例如：方402井宝一段、乌云组地层倾角分别为7.2°、15.1°，采取0.75°单弯螺杆降斜，损失5d。同时，新安村+乌云组岩性以砂砾岩、含砾细砂岩为主，受岩性的制约，常规PDC钻头钻速慢、进尺少，频繁起下钻，严重影响施工效率。

目前在这些易斜区块已使用的井斜控制技术，控制效果不理想，难以有效地克服地层自然造斜对钻头产生的侧向力，因此钻井效率不高，机械钻速较低。

2 打快技术研究

2.1 液动旋冲工具简介

液动旋冲工具是大庆油田近年来自主研发的一种提速工具，它通过钻井液驱动冲击机构产生高频周向振动，使PDC钻头在剪切的基础上附加了周向的高频机械冲击，能够有效消除“粘滑现象”，保护钻头，提高破岩效率；同时钻井液流经动力机构形成了高压水力脉冲射流，提高岩屑运移效率，减少井底岩屑重复切削，进一步提高了机械钻速。

2.2 性能参数（见表1）

2.3 应用效果

目前该工具已形成了2种功能、4种规格型号的系列产品，适用井眼尺寸覆盖6″～12-1/2″井眼，累计在大庆、吉林、新疆、中原、外蒙等油田应用180多支工具，应用83口井，总进尺53143m，平均机械钻速2.84m/h，与常规钻进方式相比平均提速1倍以上，单井钻井周期平均缩短10～20d，提速效果明显。单支工具最高进尺指标1326m，最高使用时间指标275h，性能指标达同类产品领先水平。见表2。

3 控斜技术

3.1 防斜钻具组合

使用Landmark软件模拟各钻具组合（光钻铤、塔式、钟摆、满眼等）造斜率随钻压的变化，结合液动旋冲工具施工特点，最终优选出适用于直井，地层倾角小于7°的“单钟摆”钻具组合。见图1。

表2 液动旋冲工具各区块应用情况典型案例

图1 Landmark模拟结果

单钟摆钻具组合：∅215.9mm钻头×0.3m+∅178mm液动旋冲工具×1.6m+∅165mm钻铤×9.5m+∅214mm稳定器×1.5m+钻铤+钻杆。

3.2 纠斜钻具组合

对于地层倾角大于7°的地层，单独使用钻具和调整钻进参数难以有效控制井斜增长。为此，使用螺杆和MWD（LWD）监测井斜并及时纠斜，同时使用液动旋冲工具提高钻速。

纠斜钻具组合：∅215.9mm钻头×0.3m+∅178mm液动旋冲工具×1.6m+∅172.0mm螺杆钻具（1.25°）×9m+∅172mm钻具浮阀+∅172.0mm MWD（LWD）+钻铤+钻杆。

4 方23井施工分析

4.1 方23井概况

方23井为直井，设计井深3600m。施工难度主要有2点：第一，新安村+乌云组地层倾角大，达10.4°，极易发生井斜；第二，乌云组及以下岩石含砾，研磨性强，易造成PDC钻头过早磨损（见表3）。

表3 方23井施工层位概况

4.2 液动旋冲工具施工情况

该井共施工3趟钻，施工井段1997.00～3518.45m，总进尺1521.65m，平均单趟钻进尺507.22m，累计纯钻进时间344.75h，平均机械钻速4.41m/h。第一趟钻使用“单钟摆”钻具组合，第二、三趟使用纠斜钻具组合。入井井斜2°，出井井斜1.2°。见表4。

表4 方23井钻进情况

4.3 与邻井对比情况

与邻井方17井对比（7趟钻，井段2067～3574m，总进尺1507m，平均单趟钻进尺215.29m，平均机械钻速2.35m/h），平均单趟钻进尺提高136%，平均机械钻速提高88%，节省4趟钻。同时，由于井斜得到有效控制，保证了井身质量，为下套管等后续作业提供了良好的井眼条件。

5 结论

（1）液动旋冲工具能够有效消除“粘滑现象”，提高破岩效率，提高机械钻速；同时，能够起到保护PDC钻头的作用，配合PDC钻头在砾岩层位取得较好的应用效果。

（2）液动旋冲工具能够配合MWD使用，保持快速钻进的同时进行井斜实时监测。

（3）适用于液动旋冲工具的2套钻具组合具有防斜、纠斜功能，能够在地层倾角较大的地层中实现快速钻进，并有效保证井身质量。

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