水力振荡器在定向井施工中的应用

摘要 随着目前国内对石油能源的需求日益增加，勘探工作也逐渐向复杂化、深部油气藏展开。在这些井的定向井施工中出现严重的托压、粘卡现象，尤其是在滑动钻进时，无法保证给钻头施加真实、有效的钻压。为此本文介绍了由渤海钻探公司自行研制的BH-HTV水力振荡器在房1601井中应用情况，并对应用效果进行分析。

关键词 托压;滑动钻进;水力振荡器

1 前言

在面对一些定向井时，如何有效地向钻头施加钻压从而提高机械钻速保证造斜率是每个定向井人员普遍关注的问题。但随着井深的不断增加，井壁摩阻大，导致钻具滑动托压的问题逐渐加重，表现为滑动钻进时，钻压有增无减钻柱自身重力全部消耗在克服井壁摩阻上，从而制约了向钻头有效的施加钻压。

水力振荡器它做为一种辅助钻井的工具，其自身通过水马力的驱动可以产生纵向振动，大大减少了钻柱与井壁之间的摩阻提高了钻压传递的有效性。从而保证定向效果。

2 水力振荡器的原理

主要由振荡短节与脉冲短节组成，工具的脉冲短节是由一个2：1的马达组成，依靠钻井液驱动流经脉冲短节，带动脉冲短节里的阀组工作使流经内部的钻井液流量发生变化，从而产生压力脉冲，并且压力脉冲向上传递，驱动振荡短节产生温和的轴向振动，通过钻具传递到钻头。

3 本井基本情况

房1601井是位于大港油田的一口三开三段制预探井，构造位置102X断块。目的层在沙二段、沙一下兼探东营组及上第三系，设计井深为3927m，井斜34.48°，方位107.33°，最大位移1641.27m，造斜点700m。本区块馆陶底以上可钻性好，但底砾岩可钻性差对钻头及钻具的磨损严重，东营为大段泥岩滑动钻进钻时慢。

3.1井身结构

φ444.5mm钻头×288m+φ339.7mm套管×287.5m

Φ311.1mm钻头×1902m+φ244.5mm套管×1901.5m

Φ215.9mm钻头×3947m+φ139.7mm套管×3945m

3.2 水力振荡器使用情况

钻进至3033m时，井斜36.08，方位106.14，垂深2689.64m，位移1163.25m，随着井深，位移以及裸眼段的增加，定向时钻具与井壁之间的磨阻增大，托压严重，对于施工造成了很大困扰此时下入水力振荡器。

钻具组合（3033-3200m）：φ215.9mm钻头（MD9441H）×0.3m+φ172mm马达（1.5°）×8m+φ165mm浮阀×0.5m+φ210mm稳定器×1.54m+φ165mm无磁钻铤×8.9m+φ165mmMWD短节×1.77m+φ165mm无磁钻铤×8.62m+φ127mm加重钻杆×168.1m+φ127mm钻杆×19.36m+φ175mm水力振荡器×5.92m+127mm钻杆

钻井参数：钻压：60-80KN，转速：45r/min，排量：28-30L/S，泵壓：17.5-19Mpa。

泥浆参数：密度：1.35g/cm³，粘度：48s，初切/终切：3/6，失水量：5，PH：9，含砂：.0.3%。

滑动钻进井段：3060-3067，3083-3089.07，3150.19-3156.9，3266.95-3276.66。其余井段为转动钻进。滑动钻进进尺：29.49m，纯钻时间：11.66h机械钻速：2.53m/h，转动钻进进尺：582.51m。纯钻时间：109.01h，机械钻速：5.24m/h。

考虑到水力振荡器会对MWD仪器带来破坏，将其安装在距离仪器以上200m处井口测试时压降为5Mpa，钻进至3060m后进行滑动钻进，钻压控制在60-70KN时，滑动比较顺利，定向效果好钻时快，不会出现突然释放的现象。

4 使用效果评价

本井拿2021-3033m未使用水利振荡器井段与3033m-3645m使用水力振荡器井段来做比较，因为钻头性能一致，但地层可钻性具有较大差别，钻速不能更好的体现出工具的作用，这里就用滑动钻进钻时/转动钻进钻时的数值来做比较。

从表中可以看出，利用在使用与未使用水力振荡器的两趟钻中滑动钻时/转动钻时的数据，可以看出使用后的滑动钻进效果有了显著的提高，应用与数据证明水力振荡器在钻井作业中可以有效的的将钻压传递到钻头上，缓解了定向托压和粘扣问题，使定向效果更加明显，工具面更容易调整。

5 结论及建议

（1）水力振荡器可以给钻具提供了高频的沿井眼方向的纵向振动，使钻具与井壁的摩擦阻力降低，为钻头提供了真实有效的钻压，解决粘卡保证安全提高了机械钻速缩短钻井周期。

（2）水力振荡器在现场施工作业中与MWD配合使用，将其装置在距离MWD仪器200m的地方未对MWD信号传输产生干涉和影响。也保证了水力振荡器的作用。

参考文献

[1]石崇东，尚克军，张军，朱采花，高龙，杨碧学.水力振荡器在苏38-8-18H井的应用[J].石油机械，2012，40（3）：38-38.

作者简介：

1.牛家梁，1991年出生，2014年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，助理工程师，现就职于渤海钻探定向井公司。