降低塔河工区超小井眼井底震动等级

郭 伟

（中国石化中原石油工程有限公司市场管理委员会，河南濮阳 457001）

1 前言

新疆工区超小井眼施工技术基本已成熟，截至2018年，施工小井眼5井次，在施工过程中，小井眼井底震动异常强烈，平均震动等级1级，对MWD 随钻测斜仪的抗震要求很高。持续的一级震动基本上仪器正常工作24h。震动等级越高，探管寿命越短。三级震动探管一般正常工作0.5h。损坏脉冲，震坏探管，还有可能造成井底MWD 仪器虚接。

超小井眼φ120mm 井眼在施工过程中，MWD 仪器在井底震动过大的情况下，探管极易损坏。如顺北1-2H 井一级震动过大，slimpulse 探管损坏；TP191H 井一级震动过多，探管需返厂维修；TH10267CH 井一级震动过多，探管达到一定震动级数，探管损坏；TH12564H 井震动过多，APS 仪器探管震坏，两趟无信号，slimpulse 探管地面读取震动的级数达到30万G（一级震动过多），井斜和方位已失真。如上所述，为了保证MWD 仪器在小井眼施工过程中正常工作，急需要探究出一套降低超小井眼井底震动等级的方法。

2 影响小井眼MWD仪器震动的主要因素

2.1 钻头选型

不同的钻头适应不同的地层，切削地层的方式也不同。钻头选型不合适，钻头很难吃入地层，反复在井底研磨，井底产生的震动也很大。钻头选型合适，则钻时快，井底震动小。因此钻头的选型对井底产生的震动影响很大。

2.2 螺杆长度

在常规定向钻具组合中，螺杆为MWD 仪器以下主要钻具，Φ149.2mm 井眼一般使用Φ120mm 螺杆，长度在6.31m 左右，Φ120.65mm 井眼一般使用Φ95mm 螺杆，长度在4.02m 左右。在实钻过程中，Φ149.2mm 井眼井底震动比Φ120.65mm 井眼井底震动小很多。因此在小井眼施工中，螺杆的长度对井底震动影响很大。

2.3 扶正器尺寸

在TK233XCH 井施工过程中，在选择无磁承压钻杆过程中，选择内径Φ57mm，内径大，循环压耗小，震动小。但是在实钻过程中，产生的震动很大，最后分析是扶正器尺寸小。由于仪器的悬挂内径是Φ55mm，所以扶正器的尺寸在Φ54～Φ55mm，扶正器没有完全起到扶正，减震的作用。在后期施工过程中，选择用内径Φ55mm 的无磁承压钻杆。震动相对较小。扶正器的尺寸和无磁的内径配合尤为重要。

2.4 地层因素

在实钻过程中，一般钻遇可钻性强的地层，震动很小。在顺北1-2H、TK233CH 井，钻遇硅质团块地层，仪器检测井底震动特别大。地层引起的震动只能通过活动钻具，调整钻井参数等措施去减弱震动。图1是顺北1-2CH 井钻遇硅质团块仪器检测到的震动，硅质团块钻穿以后，震动消失。

图1 顺北1-2H井井底震动情况

3 降低超小井眼MWD仪器震动的技术措施

3.1 混合钻头选用

针对不同的地层选用不同的钻头类型。目前使用混合钻头（见图2）比较合适，混合钻头兼有牙轮钻头和PDC 钻头的优势，既保证轨迹控制合适，井底震动相对较小。

图2 混合钻头

3.2 螺杆尺寸选用

针对螺杆长度，目前短半径水平井Φ149.2mm 井眼一般使用Φ120mm 螺杆，长度为6.31m 左右，Φ120.65mm 井眼一般使用95mm 螺杆，长度4.02m。不同的厂家螺杆尺寸不一样，尽量选用螺杆尺寸比较长的螺杆。从图3和图4可以看出来，Φ149.2mm 井眼井底震动小。

图3 Φ149.2mm井眼井底震动情况

图4 Φ120.65mm井眼井底震动情况

在螺杆的改进措施中，长度的变化对震动影响很大，螺杆越长，震动相对较小。

3.3 匹配无磁内径与扶正器大小

不同的无磁钻铤内径不一样，扶正器尺寸大小有差异，目前满眼扶正器尺寸82mm，Φ120mm 无磁内径68mm，Φ105mm无磁内径57mm，针对不同的无磁钻铤，选择不同的扶正器尺寸，尽量满眼扶正器内径。在实钻过程中，满眼扶正器震动相对较小（见图5和图6）。

图5 扶正器削割前后对比

图6 扶正器满眼无磁内径

3.4 通过钻井参数减小震动

仪器在井底侧向震动过大时，根据现场经验，降低10%的转盘转速、降低10%的钻压。侧向震动未能降低时，将钻具提离井底，让钻柱扭矩释放，震动清零，用较低转速重新开始打钻，加压至目标钻压，逐渐恢复转盘转速至目标转速。

钻滑震动过大时，增加转盘转速增加5%～10%或钻压减少1.5t。钻滑震动未能降低时，首先钻具提离井底，停止转动，上下活动钻具释放钻具扭矩；其次保持钻具静止30～50s；再次重新开始下放，转盘转速提高10%，钻压增加2.5t。

4 结论

在超小井眼施工过程中，螺杆一般使用50h 左右，MWD仪器的正常工作尤为重要。大部分的仪器故障都来自于井底震动，降低井底震动是后期开发超小井眼井施工的重要保证，同时也能降低MWD 随钻测斜仪的维修成本。