PDC鉆頭使用技術(shù)分析

背景介紹
　?。?）地質(zhì)特征：萊1區(qū)塊是一個(gè)由北、東、南三面被三條三級(jí)斷層切割遮擋，構(gòu)造形態(tài)南低北高，地層走向近似東西向，該油藏為半開(kāi)啟層狀整裝構(gòu)造低飽和稀油砂巖油藏，地層薄而無(wú)缺失，館陶組及以上地層成巖性差，泥巖性較軟且易水化膨脹，導(dǎo)致坍塌剝落，下部有大段的泥巖段，本斷塊主要目的層為萊1斷塊沙四11層-沙四23層。
　　（2）施工情況：在廣利油田萊1區(qū)塊共施工三口井，2口為注水井，1口為生產(chǎn)井。概況是：萊1-斜110井， 斜深2892m， 垂深2733m， 最大井斜24.96°， 造斜點(diǎn)2339m， 水平位移131.76m， 完鉆層位：沙四上。 萊1-斜更12 井， 斜深2945m， 垂深2850m， 最大井斜28.3°， 造斜點(diǎn)1004m， 水平位移481.48m， 完鉆層位：沙四上。萊1-斜183井， 斜深3055m， 垂深2927m， 最大井斜29.22°， 造斜點(diǎn)1582m， 水平位移597.02m， 完鉆層位：沙四上。
　　2 施工鉆頭選型主要內(nèi)容
　　對(duì)比萊1區(qū)塊鄰井井史及鉆頭使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合三口井井位實(shí)際情況確定鉆頭選型，以萊1斜110井為例：
　　（1）該井直井段長(zhǎng)329-2339m，根據(jù)本區(qū)塊地層特點(diǎn)，二開(kāi)施工中直接采用PDC鉆頭配合18m扶正器及雙偏接頭，鉆壓控制在20-80KN范圍內(nèi)，出表層用一檔車吊打40-50m，之后轉(zhuǎn)至三檔車，適當(dāng)加壓，大鉆壓鉆五根小鉆壓吊一根，防斜打直；鉆井液采用KCl-粘彈性聚合物鉆井液體系；適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆井液的粘度和失水；同時(shí)早開(kāi)泵晚停泵，充分清洗鉆頭，防止鉆頭泥包；進(jìn)入東營(yíng)組改小循環(huán)，調(diào)節(jié)鉆井液性能，低固相不分散保證機(jī)械鉆速，控制排量在30L/S。
　?。?）斜井段仍使用PDC鉆頭，鉆具結(jié)構(gòu)：￠215.9mmPDC鉆頭+￠172mm1.50°單彎螺桿+MWD+￠159mm無(wú)磁1根+￠127mm無(wú)磁承壓鉆桿1根+￠127mm加重鉆桿鉆桿14根+￠127mm鉆桿15根+￠214mm修壁器+￠127mm鉆桿，定向同時(shí)向泥漿中混入7t原油。在操作上做到勤送少送，切菜式加壓，避免在單彎螺桿+PDC鉆頭定向造斜時(shí)的隨鉆儀器工具面控制困難問(wèn)題；PDC鉆頭反扭角根據(jù)地層軟硬程度、鉆時(shí)及泵壓變化情況而定；使用單彎螺桿+PDC鉆頭定向造斜時(shí)， 反扭角在80-180°范圍內(nèi)， 每鉆進(jìn)200米搞短起下鉆一次，保證井眼暢通，防止粘卡；鉆進(jìn)后期調(diào)整好鉆井液性能，適當(dāng)提高粘度，懸浮較大巖屑，降低失水，保證泥餅厚度，下套管前及時(shí)封井，防止井壁不穩(wěn)定產(chǎn)生掉塊。
　　綜上所述：萊1-斜110井、萊1-斜更12井及萊1-斜183井同在一個(gè)斷塊，采取同樣技術(shù)措施及鉆頭選型，三口井施工共使用PDC鉆頭、HAT127三牙輪鉆頭各2只（繞障使用）。
　　3 鉆頭選型施工分析
　　在萊1區(qū)塊施工的三口井使用的鉆頭結(jié)果：萊1-斜110井，型號(hào)PDC，外徑215.9 mm，鉆進(jìn)井段329-2982m，純鉆進(jìn)時(shí)間156：05（h：min），機(jī)械鉆速16.42 m/h。萊1-斜更12井，型號(hào)PDC，外徑215.9 mm，鉆進(jìn)井段1421-2945m，純鉆進(jìn)時(shí)間112：15（h：min），機(jī)械鉆速13.6m/h。萊1-斜183井，型號(hào)PDC，外徑215.9mm，鉆進(jìn)井段1508-2637m，純鉆進(jìn)時(shí)間48：45（h：min），機(jī)械鉆速22.92m/h。萊1-斜183井，型號(hào)PDC，外徑215.9mm，鉆進(jìn)井段2637-3055m，純鉆進(jìn)時(shí)間52：25（h：min），機(jī)械鉆速7.93m/h。其中萊1-斜110、萊1-斜更12及萊1-斜183井的第一個(gè)PDC鉆頭為同一只鉆頭，萊1-斜183使用第二個(gè)PDC鉆頭磨損較輕，仍能繼續(xù)使用。
　　與本區(qū)塊其他井使用PDC鉆頭相比：萊17-斜2井，鉆頭類型PDC，井段2248-2858m，鉆壓20-40 KN，泵壓15 Mpa，純鉆時(shí)間57.42h，平均機(jī)械鉆速10.6m/h。萊1-斜更195井，鉆頭類型PDC，井段2202-3020m，鉆壓20-50KN，泵壓15Mpa，純鉆時(shí)間70.15h，平均機(jī)械鉆速11.6m/h。萊113-斜6井，鉆頭類型PDC，井段2153-2962m，鉆壓20-40KN，泵壓14Mpa，純鉆時(shí)間60.83h，平均機(jī)械鉆速13.3m/h。萊1-斜110井，鉆頭類型PDC，井段329-2982m，鉆壓20-80KN，泵壓15Mpa，純鉆時(shí)間156：05h，平均機(jī)械鉆速16.42m/h。萊1-斜更12井，鉆頭類型PDC，井段1421-2945m，鉆壓20-80 KN，泵壓16Mpa，純鉆時(shí)間112：15h，平均機(jī)械鉆速13.6m/h。萊1-斜183井，鉆頭類型PDC，井段1508-2637m，鉆壓20-80KN，泵壓15Mpa，純鉆時(shí)間48：45h，平均機(jī)械鉆速22.92m/h。由此可見(jiàn)，在此區(qū)塊所打井機(jī)械鉆速高，鉆時(shí)快，使用鉆頭少，節(jié)約成本，萊1區(qū)塊鉆井施工使用PDC鉆頭效果好。
　　　　結(jié)論與認(rèn)識(shí)
　　（1）結(jié)合萊1區(qū)塊地層特點(diǎn)，PDC鉆頭使用效果佳，低鉆壓高，鉆時(shí)快，節(jié)省起下鉆時(shí)間，縮短建井周期，鉆頭磨損小，節(jié)省成本。
　?。?）萊1區(qū)塊上部地層，井壁不穩(wěn)定，易坍塌，對(duì)于PDC鉆頭容易造成泥包，因此要嚴(yán)格控制鉆壓在20-80KN之間，而且要調(diào)整好鉆井液性能，充分清洗鉆頭，防止PDC鉆頭泥包。
　　（3）定向時(shí)泥漿中及時(shí)混入原油或聚合物潤(rùn)滑劑，操作上送鉆勤送少送，切菜式加壓，避免PDC鉆頭定向造斜時(shí)工具面控制困難問(wèn)題，防止粘卡。
　　（4）PDC鉆頭反扭角根據(jù)地層軟硬程度、鉆時(shí)及泵壓變化情況而定， 地層軟、鉆時(shí)快反扭角小，加壓鉆進(jìn)后泵壓升高1.5MPa合適，使用PDC鉆頭定向時(shí)， 反扭角在80-180°范圍內(nèi)。
　?。?）萊1區(qū)塊井壁不穩(wěn)定的地層特點(diǎn)，要求鉆井后期調(diào)整好鉆井液性能，適當(dāng)提高粘度，降低失水，下套管前及時(shí)封井，防止井壁不穩(wěn)定產(chǎn)生掉塊等。
　?。?）萊1區(qū)塊鉆頭選型要根據(jù)井眼尺寸、井型或井斜角大小、鄰井防碰、地質(zhì)特性等而定。鉆頭選型事先要充分了解所鉆井的概況，制定合適的技術(shù)措施。