微擴眼工具在渤海某油田使用效果分析

劉峰，劉漢杰，張彬奇，張博

（1.中海石油(中國)有限公司天津分公司工程技術(shù)作業(yè)中心，天津 300450 2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)公司，天津 300452）

鉆井定向技術(shù)不斷發(fā)展，開始大范圍出現(xiàn)大位移井和水平井。2013年渤海油田共完成鉆井273口，其中37%為常規(guī)定向井、7%為大斜度井、45%為水平井、11%為直井。鉆井靶點前位移不足的水平井普遍存在設(shè)計造斜的全角變化率過大、井眼軌跡復(fù)雜等問題，鉆進過程中容易發(fā)生復(fù)雜情況，完鉆后下套管容易發(fā)生遇阻問題。常規(guī)處理這些問題的方法是優(yōu)化井眼軌跡和進行擴眼，但是收效甚微。為此，渤海油田某公司設(shè)計了能夠隨鉆使用、簡易可靠的微擴眼器，解決了軌跡復(fù)雜井的井底巖屑不易攜帶、鉆井復(fù)雜情況高發(fā)、完鉆后套管不易到位等問題，有效降低了鉆井成本。

1 微擴眼器簡介

1.1 微擴眼器工具簡介

微擴孔器主要用于降低定向井中的全角變化率，清除井下局部過大的全角變化率、小臺階，在具有膨脹性的頁巖地層和具有蠕變性的軟泥巖層(鹽膏層)、煤層等井段擴出直徑略微大于鉆頭理論直徑的井眼，可減少常規(guī)鉆井過程中的劃眼作業(yè)時間，并確保起下鉆、電測、下套管等作業(yè)安全順利，有在定向井中清除巖屑床和有效控制水平井、大位移井水平位移延伸的作用。微擴眼器結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。

圖1 微擴眼器結(jié)構(gòu)圖

1.2 微擴眼器工具參數(shù)

圖2

1.3 微擴眼器工作原理

微擴孔器可直接連接于鉆具組合中，工具隨鉆柱旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩，采用偏心結(jié)構(gòu)，并且在螺旋翼上鑲嵌切削齒，實現(xiàn)擴孔后比原井眼尺寸稍大，同時采用雙切削結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)倒劃眼作用。如下圖2所示。

2 微擴眼工具在渤海油田某C6H井的應(yīng)用

2.1 C6H井基本情況

C6H井是一口水平井，設(shè)計井深2443m，設(shè)計著陸井深2172m，設(shè)計井眼軌跡造斜率高，實施難度大。本井一開16”鉆進至806m中完，二開12-1/4”井眼上部計劃使用常規(guī)馬達造斜鉆具，預(yù)計在斜深1560m左右鉆穿館陶組底礫巖，繼續(xù)鉆進至1700m左右，通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具Xceed盲區(qū)，起鉆更換鉆具，使用轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具配合微擴眼器鉆進至著陸井深。

表1

根據(jù)設(shè)計，本井從1600m之后，需要以3.8°的全角變化率增斜增方位鉆進至著陸點2172m處中完，全井段井斜需要先增至64°后降至26°再增至90°，方位需要從260°左右扭至31°左右，是一口“板凳”+“反扣”井。C6H井設(shè)計軌跡水平、垂直投影圖分別如下圖3、圖4。

圖3 C6H井設(shè)計軌跡水平投影圖

圖4 C6H井設(shè)計軌跡垂直投影圖

2.2 微擴眼工具使用

2015年8月22日0:00開始二開12-1/4”井眼鉆進，本井上部井段使用馬達+水力振蕩器鉆具組合，在馬達滑動鉆進中微擴眼器切削齒容易托壓不利于鉆壓施加到鉆頭，因此沒有在第一趟鉆具組合中加放微擴眼器。8月26日0:00鉆進至1715m并起鉆更換旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合，加裝微擴眼器，鉆具組合 為：12-1/4” PDC-Bit+9”Xceed+8”ARC+8-1/4”Telescope+8”NMDC+8”(F/J+JAR)+X/O+5-1/2”HWDP×13+ X/O+微擴眼器。使用的鉆頭是新速通公司的PDC鉆頭(STS935RS)，水眼18×7。使用的鉆井液體系是改進型PEC體系。

下鉆時微擴眼器通過13-3/8”套管鞋無阻掛現(xiàn)象，在下鉆至1300m后頻繁遇阻，劃眼下鉆至井底，開始繼續(xù)鉆進，8月27日13:00鉆進至著陸井深。鉆進 參 數(shù)：WOB：1～8T；FLOW：3600～3800L/min；RPM：80～110。在實鉆過程中返砂良好。倒劃眼短起至1452m（錯扣短起），循環(huán)，循環(huán)期間返砂較好，下鉆至井底，循環(huán)，試起鉆至1700m（老井眼），試起期間頻繁阻卡10噸以上，下鉆至井底，循環(huán)并加入潤滑材料，起鉆至井口，起鉆期間在井底磨阻較大，微擴眼器出井情況如下圖5所示。

圖5

2.2.1 應(yīng)用效果

（1）擴眼效果好。微擴眼器擴眼采用偏心，并且在螺旋翼上鑲嵌切削齒，實現(xiàn)擴孔后比原井眼尺寸稍大，同時采用雙切削結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)倒劃眼作用。實際使用效果良好，狗腿度較大，井段下套管期間無遇阻現(xiàn)象。（2）攪動巖屑床效果較好。鉆進期間、循環(huán)期間和倒劃眼短起期間返砂均較好。（3）鉆進效果好。

2.2.2 幾點思考

（1）適用井段問題：渤海灣上部井段多使用馬達鉆進，微擴眼器可能造成托壓，不利于馬達滑動鉆進。（2）起下鉆阻卡問題：微擴眼器比較適合與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。鉆具配合，在深層鉆進。加裝微擴眼器的鉆具組合在下鉆期間，容易在裸眼段遇阻，需要下劃眼擴眼下鉆；另外，起鉆時微擴眼器的切削齒可能會刮蹭井壁造成阻卡。

參考文獻：

[1]和鵬飛.Power Drive Xceed 指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)在渤海某油田的應(yīng)用[J].探礦工程，2013，4(11).