探析水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)的適應(yīng)性

曹艷海(大慶油田鉆井一公司，黑龍江 大慶 163000)

探析水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)的適應(yīng)性

曹艷海(大慶油田鉆井一公司，黑龍江 大慶 163000)

為了能夠更大范圍的推廣水利脈沖空化射流鉆井技術(shù)，加強(qiáng)對該技術(shù)的研究是尤為必要的，有助于提升油田作業(yè)成效。尤其是在當(dāng)前油田事業(yè)快速發(fā)展背景下，越來越多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用其中，大大提升了油田作業(yè)成效，水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，在生產(chǎn)作業(yè)中應(yīng)用可以有效提升機(jī)械鉆速，為油氣層提供更為堅(jiān)實(shí)的保護(hù)，但是可能存在應(yīng)用效果不明顯問題，影響到油田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由此，本文主要就水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)的適應(yīng)性進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況，客觀闡述水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)應(yīng)用可行性，更為充分發(fā)揮水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)優(yōu)勢。

水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)；油田開發(fā)；適應(yīng)性；機(jī)械鉆速

伴隨著油田事業(yè)的快速發(fā)展，油氣開發(fā)愈加深入，越來越多先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備應(yīng)用其中，大大提升了油田開采效率和質(zhì)量。但是由于油氣開采較深，地層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，無論是鉆井速度還是鉆井周期都成為當(dāng)前工作中存在的難點(diǎn)所在，需要進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新。在鉆井作業(yè)中，鉆進(jìn)過程主要是依靠機(jī)械和水共同作用下來破除巖層，而在一些深井作業(yè)中，由于井深度不斷增加，相應(yīng)水力損失不斷增加，如果地面機(jī)泵功率不變，在井下的可用水馬力不斷下降，這樣就導(dǎo)致鉆井作業(yè)效率下降，影響到鉆井成效。而在深井作業(yè)中應(yīng)用水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)，可以有效提升鉆井速度，獲得充足的動(dòng)力支持，提升鉆井作業(yè)成效。由此看來，加強(qiáng)水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)的應(yīng)用研究是尤為必要的。

1 提高機(jī)械鉆速機(jī)理

水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的鉆井技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效提升作業(yè)效率和質(zhì)量，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)主要是水力脈沖射流和自振空化射流耦合而成的創(chuàng)新型鉆井技術(shù)，其中水力脈沖空化射流主要包括本體、導(dǎo)流體、彈性擋圈、自激震蕩強(qiáng)勢等眾多部分組成。在鉆井作業(yè)中，將水力脈沖空化射流發(fā)生器安裝在鉆頭和鉆鋌兩者之間，耦合自振空化效應(yīng)和流體擾動(dòng)作用，通過鉆頭的常規(guī)連續(xù)流動(dòng)轉(zhuǎn)化為振動(dòng)脈沖流動(dòng)，在井下產(chǎn)生脈沖空化射流，可以有效提升破巖效率[1]。

2 水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)適應(yīng)性分析

2.1 多重組和鉆井適應(yīng)性分析

水力脈沖空化射流發(fā)生器可以與井下鉆具組合、動(dòng)力鉆具組合配合使用，可以有效提升機(jī)械鉆井速度，尤其是在深井作業(yè)中，為其提供一種更為高效的鉆井技術(shù)。

水力脈沖空化射流配合常規(guī)鉆具鉆井使用，以新疆塔里木克拉和英買力地區(qū)油田為主，在?241mm、?311mm、?216mm井眼中，使用牙輪和PDC鉆頭鉆進(jìn)。通過大量實(shí)踐得出，水力脈沖空化射流搭配常規(guī)鉆具鉆進(jìn)使用效果較為顯著，較之以往常規(guī)的鉆井技術(shù)而言，機(jī)械鉆速平均提高10～85%，效果更為突出。2010年7月，新疆塔河區(qū)TK1090井鉆井作業(yè)中，采用水力脈沖空化射流和常規(guī)鉆具搭配使用，純鉆時(shí)間大概在136.63h，平均鉆速在2.82m∕h左右，相較于周圍的TK1013井機(jī)械鉆速要平均提高53.83%[2]。

水力脈沖空化射流復(fù)合鉆井，在?216mm、?311mm井眼中，同樣使用牙輪和PDC鉆頭進(jìn)行試驗(yàn)，不難發(fā)現(xiàn)，水力脈沖空化射流發(fā)生器與螺桿鉆具配合使用效果較高，機(jī)械鉆速平均提高14%以上，提速效果十分明顯。就以2010年7月的海拉爾區(qū)烏34井為例，采用水力脈沖空化射流復(fù)合鉆井技術(shù)，使用牙輪鉆頭，水力脈沖空化射流發(fā)生器和螺桿鉆具鉆井作用，純鉆作業(yè)時(shí)間大概在24h左右，平均機(jī)械鉆速在2.7m∕h左右，相較于鄰井段平均機(jī)械鉆速提升了43.6%左右。

2.2 地層適應(yīng)性分析

水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，無論是以往較為古老的地層還是新生代地層，諸如，軟層、中硬、硬地層，都具有良好的適應(yīng)性，鉆井作業(yè)效率顯著提升[3]。

2.3 鉆頭適應(yīng)性分析

水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)在不同井眼中，搭配牙輪和PDC鉆頭進(jìn)行試驗(yàn)，尤其是在?241mm、?216以及?311mm井眼中應(yīng)用效果更為突出，鉆速得到了顯著提升。

2.4 鉆壓、轉(zhuǎn)速適應(yīng)性分析

水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)在不同在不同轉(zhuǎn)速和鉆壓參數(shù)下，鉆進(jìn)作業(yè)效果同樣十分突出，尤其是在鉆壓保持在20～300kN，轉(zhuǎn)速50～110r∕min范圍內(nèi)，符合鉆井條件，可以顯著提升鉆井效率。

3 結(jié)語

綜上所述，水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)作為一種創(chuàng)新型鉆井技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效改善傳統(tǒng)鉆井技術(shù)中存在的缺陷和不足，在深井下產(chǎn)生水力脈沖、瞬時(shí)負(fù)壓效應(yīng)，可以大大提升破顏效率，提升鉆速作業(yè)效率。與此同時(shí)，水力脈沖空化射流鉆井技術(shù)由于自身特性，適應(yīng)性較為突出，無論是在軟地層還是硬地層中，搭配牙輪和PDC鉆頭鉆井作業(yè)，正常情況下作業(yè)時(shí)間高達(dá)230h，平均機(jī)械鉆速較之傳統(tǒng)鉆井技術(shù)提升效果顯著，甚至可以超過以往鉆速的一倍之多，取得良好的鉆井作業(yè)成效，值得廣泛推廣和使用。

[1]李根生,史懷忠,沈忠厚等.水力脈沖空化射流鉆井機(jī)理與試驗(yàn)[J].石油勘探與開發(fā),2014,35(2):239-243.

[2]王學(xué)杰,李根生,康延軍等.利用水力脈沖空化射流復(fù)合鉆井技術(shù)提高鉆速[J].石油學(xué)報(bào),2012,30(1):117-120.

[3]史懷忠,李根生,王學(xué)杰等.水力脈沖空化射流欠平衡鉆井提高鉆速技術(shù)[J].石油勘探與開發(fā),2012,37(1):111-115.