神木区块定向井一体化总包技术研究与应用

常杨(钻井技术服务公司， 辽宁 盘锦 124000)

神木区块定向井一体化总包技术研究与应用

常杨(钻井技术服务公司， 辽宁 盘锦 124000)

受目前国际石油经济形势影响，西北地区钻井及钻井相关技术服务市场持续低迷。通过钻井提速、降本增效，实现合作共赢，是定向技术服务公司摆脱困境的关键。在2016年的定向施工过程中，钻井技术服务公司通过对神木区块平台井实施一体化总包，逐渐总结出了一套适合该区块定向施工的经验和规律。随着井位增多，井下复杂情况随之增加，故降低井下工具故障率是一个迫在眉睫的课题。本文主要对降低神木区块井下工具故障进行了浅要的分析。

轨迹控制；故障率；一体化总包

随着钻井工艺技术的不断进步，特殊工艺定向井在整个钻井工作量中占有的份额越来越大，与此同时钻井的环境也日趋复杂，钻井的密度日趋增大，井下工具越来越复杂，钻井难度也越来越大，并由此导致的井下工具故障的可能性大大增加。井下工具带来的安全性问题、环境问题和经济损失可能是灾难性的，因此降低井下工具故障率是十分有必要的。

1 神木区块概况

神木气田地处陕西省榆林市榆阳区及神木县境内，西接榆林气田，南抵子州、米脂气田，区域构造位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部。井位多以单井生产井和少量平台生产井为主。2016年5月长城钻探钻井技术服务公司国内项目部牵头，多家兄弟单位配合，对该区域双24-19、双22-21、双49-41、双51-43、双48-43、双26-52平台井实施井下工具一体化总包，服务内容包括MWD、轨迹控制、螺杆、钻头等技术服务。

2 施工技术难点

(1)丛式井井口间距小，施工过程中，防碰问题突出；(2)直井段钻进易斜；(3)施工位移大，后期摩阻、扭矩大，滑动钻进困难；(4)刘家沟地层易漏，添加堵漏材料后容易阻塞钻具，造成仪器没信号；(5)刘家沟、石千峰组可钻性差，机械钻速底，造成井下工具磨损严重．

3 井下工具的保障措施

3.1 仪器的保障措施

通过对脉冲保养充油，保障井下正常使用。左图充油效率低，并且在此期间要不停的上举脉冲发生器，为了加速气体上升速度，还要不断地墩、敲脉冲器，既费时又费力，而且容易损坏内部零件；右图充油效率高，并且在油循环的过程中又慢慢把残余的气体排出，除气率高，充油效果好，同时对充油后的脉冲进行模拟井下高温条件下的拉力测试，确认脉冲在高温条件下仍然具备良好的拉力性能，从而保证充油效果的有效性[1]。故在实际应该中，脉冲维修保养均使用右图充油机进行维护。

通过对不同抗性的探管进行了有效分类，并采用了目视化管理办法，清晰易懂，并规定了每一类别探管适应的井型和井深，有较强的针对性，提高了探管使用的适应性，并定期对探管进行标定和返厂维修保养。

3.2 螺杆的准备工作

根据对不同厂家产品的反复对比，结合神木区块地层特点和轨迹控制实际要求，我们最终选择一开采用Φ203mm0．75°螺杆，二开采用Φ172mm0．75°、1°或1．25°螺杆(主要根据位移不同进行选择)。在井场上，我们准备了比设计弯度更大一点的螺杆备用，根据实钻需要可随时调用合适的螺杆下井作业。出厂前螺杆钻具进行全方位的检测和无损探伤，不遗漏任何零件，避免经验主义，保证螺杆钻具质量稳定性，对提升螺杆钻具质量控制起到强有力的支撑。

通过分析2016年螺杆下井的使用情况结合地层岩性分析，扶正器从螺旋式改为直棱式，内部转子耐腐蚀金属陶瓷涂层，适用高饱和盐水泥浆，代替了镀铬的环保涂层[2]。并对常规定子做出调整，使用等壁厚定子。对定子壳体内表面进行机械加工，形成与转子相配合的螺旋曲面，然后在螺旋曲面上压铸橡胶，增大了橡胶与金属的粘着面积，橡胶厚度相等。

该马达的优点有：①橡胶硫化效果好，马达使用寿命得到有效延长；② 与常规马达相比，等壁厚马达与转子配合量缩小了60%-85%左右 ，有效改善了橡胶热积聚区的产生。

3.3 优选钻头，保持机械钻速

为了配合神木大平台一体化项目顺利施工，结合实际情况，优选钻头，保障生产。并提出以下方案：①表层钻头采用攻击性较高，稳斜效果较好的PDC钻头，钻压控制在5-6T以内，保障表层能够快速钻完，并能打直，同时保证2口井更换一次钻头。②二开由于刘家沟和石千峰组地层较硬，二开第一趟钻采用攻击性强的钻头，至少钻至刘家沟顶部，钻穿井段400m-1750m。二开第二趟钻采用攻击性、抗冲击性好和研磨性强的钻头，快速穿过刘家沟，钻穿井段1750-2300。二开第三趟钻采用速度和进尺综合指数高的钻头，在保证速度的同时，能够实现钻穿剩下井段(2300m-3000m)。③及时保障钻头供应，绝不因为钻头供应不及时而耽误生产。

3.4 优选钻具组合

充分结合地层岩性选优选钻具组合。由于刘家沟钻时较大且易增斜，所以第一趟钻应避免下入强增斜钻具组合[3]。经过实践，1．25°螺杆+(3m-4m)短钻铤+欠尺寸球扶的微增钻具组合比较理想，防止井斜增长过快，进而实现本趟钻多打进尺，减少下趟钻的施工压力。钻穿刘家沟后，从石千峰下部到马家沟，地层是自然降斜趋势，施工中以靶区高边做设计，最后微降斜入靶。

3.5 实际应用效果

通过一体化技术总包，成功的改善了施工中的一些技术问题。在减少井下动力钻具使用时间和次数的同时，缩短了施工周期，提高了服务质量。

表1 -30口定向井施工周期对比

4 结语

通过我们的一体化总包服务，提高了区块机械钻速，缩短了施工周期，降低了生产成本，实现双方共赢。井身轨迹优化方案及口井的钻具组合优化、钻头选型和螺杆弯度选择的施工方案，在主导生产中占据着重要的地位。因此，研究一体化总包技术服务对提高钻井效率、降低非生产时间具有深远影响。

[1]韩志勇．定向钻井设计与计算.中国石油大学出版社，2007：174-183.

[2]耿洪宾。新编工程材料[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.

[3]季细星，诸德超．井眼轨道控制技术发展综述．石油机械，1997，25(12) ：31-32．

常杨(1985- )，男,辽宁铁岭人，工程师，本科，主要从事生产井、开发井轨迹控制工作。