双摆提速工具在东海的应用

施览玲

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335）

东海钻井基本特点如下：井深，且深部地层抗压强度高，可钻性差，非均质性强。部分井2000m以下地层倾角较大，需注意防斜打直的问题。同时钻头在钻井过程中易受地层影响破岩效率及使用寿命。基于此利用双摆提速工具自稳定的原理，一方面解决较大地层倾角下的防斜打直问题，另一方面保证钻头稳定性，进而提高钻井效率。

1 现场试验应用

东海W3-1井是一口预探井，该井215.9mm井段试验应用了双摆提速工具，取得了良好的应用效果，有效提高了机械钻速，减少了钻井成本。

1.1 地层岩性及井身结构

W3-1井215.9mm作业井段2507～3708m，钻遇的主要地层及岩性如下：

1）灵峰组上段（2507～2698m）：以暗色泥岩和粉砂岩、细砂岩为主。2）灵峰组下段（2698～3410m）：以泥岩为主，夹砂岩。局部泥岩含灰，含白云岩，夹泥质砂岩、白云质砂岩，其中白云质砂岩和灰质泥岩非常致密，可钻性差，机械钻速低。3）月桂峰组（3410～3708m）：以砂岩为主，夹泥岩。含砾、含泥、含高岭土，岩性疏松，可钻性好。

该井井身结构为五开：Ф914.4mm×186m+Ф660.4mm×527m+Ф406.4mm×1102m+Ф311.15mm×2507m+Ф215.9mm×3708m。

1.2 钻具组合

钻具组合：Ф215.9mmPDC+Ф177.8mm双摆提速工具+Ф171.45mm马达+Ф171.45mm浮阀+Ф206.375mm扶正器+Ф171.45mm随钻测井工具+Ф171.45mm定向接头+Ф171.45mm非磁钻铤+Ф171.45mm随钻堵漏短接+Ф165.1mm（柔性短接+震击器）+配合接头+Ф149.225mm加重钻杆×1+Ф165.1mm投入式止回阀+Ф127mm加重钻杆×16。

1.3 工具现场试验

双摆提速工具现场应用情况如下：

1）在井口组合工具及钻具，下钻至井底，探水泥塞顶深至2482.4m；拆甩防溢管，安装旋转控制头总成，试压；钻水泥塞及套管附件至2507m；钻穿水泥塞及套管鞋后，上下划眼三遍破坏水泥环。钻井参数：钻压10～30kN，转速50r/min，排量1800～1900L/min，泵压12～13MPa，扭矩5～12kN·m。钻水泥塞平均机械钻速为14.4m/h。

2）五开钻进2507～2890m；循环短起下；五开钻进2890～3167m；循环起钻，换钻具组合。钻井参数：钻压20～90kN，排量1700～2000L/min，泵压12～19MPa，转速60～80r/min。五开钻进进尺2507～3167m，纯钻时间115.5h。双摆提速工具累计循环时间161h，累计进尺660m，平均机械钻速为5.7m/h。

2 应用效果分析

2.1 钻头使用情况

钻头起出前后磨损情况（见图1），根据IADC磨损评价出新率大约80%。双摆提速工具对钻头起到较强的保护作用，此钻头可修复或继续使用。

图1 五开第一趟钻入井（左）及出井（右）钻头照片

2.2 工具配合情况

使用双摆提速工具不需要较高的钻井参数，使用层位扭矩和泵压的波动较低，双摆提速工具与马达配合良好，马达无井下滞动和憋泵异常情况，降低了钻井风险，随钻测井工具工作正常，钻头磨损较小，可修复或继续使用。

2.3 井身质量

本井地层倾角较大为9.06°～24°，井下工具需要满足防斜、提速要求。215.9mm井段2507～3708m共作业两趟钻，其中2507～3167m使用双摆提速工具，进尺660m，出井井斜1.1°，井斜稳定控制在1°左右，完全满足井身质量要求；第二趟（3167～3708m）使用其它提速工具，进尺541m，入井井斜1.1°，出井井斜11°，井斜增加较快。双摆提速工具有利于复杂地层条件下井身质量的稳定控制，能够有效解决提速与井斜增长过快的矛盾。本井段井眼规则，起下钻顺畅，无遇阻情况。

2.4 提速效果分析

2.4.1 灵峰组地层岩性分析

215.9mm井段2507～3410m为灵峰组，其中井段2507～2698m为灵峰组上段，2698～3410m为灵峰组下段。双摆提速工具使用井段为2507～3167m，共计660m，其中泥岩段为321m（占双摆提速工具所钻井段深度的49%），含砾细砂岩段为62m（占双摆提速工具所钻井段深度的9.4%），含砾细砂岩层零散分布在灵峰组上段的泥岩当中，灵峰组下段2698～3191m井段岩性以可钻性差的泥岩为主，3191～3410m井段岩性以可钻性好的含砾细砂岩为主。双摆提速工具在使用井段工作正常。

2.4.2 机械钻速对比分析

通过与邻井215.9mm井眼同层位平均机械钻速进行对比可知（见表1），使用双摆提速工具后，平均机械钻速提高约40%，提速效果明显。

表1 本井与邻井215.9mm井眼同层位平均ROP对比分析

进入灵峰组下段，机械转速降低（双摆提速工具在灵峰组上段2507～2698m的平均机械钻速为10.4m/h，灵峰组下段2698～3167m的平均机械钻速为4.8m/h）。在井深3167m起钻更换了其它提速工具，在灵峰组下段3167～3191m机械钻速也很低，平均机械钻速为1.3m/h，因此分析双摆提速工具进入灵峰组下段后机械钻速降低的原因主要是地层岩性是可钻性差的泥岩。

3 结论与建议

1）双摆提速工具能够有效克服粘滑效应，抑制井下钻头及钻具的振动，确保钻头有效切削地层，延长钻头寿命，同时具有稳斜功能，有利于复杂地层条件下井身质量的控制，解决提速与井斜增长过快的矛盾，本次应用基本达到了预期效果。

2）双摆提速工具提速效果明显，在东海W3-1井215.9mm井段应用，使用段平均机械钻速为5.7m/h，与邻井同地层对比，平均机械钻速提高约40%。

3）双摆提速工具已在陆地油田多口井成功应用，W3-1井是双摆提速工具在东海应用的第一口井，工具在作业目标层段选择、钻头选型、钻具组合和参数等方面还可以进一步优化，建议后续继续试验应用，进一步释放双摆提速工具的优势，以提高钻井效率。