使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)進(jìn)行套管定向鉆井
大陸菲利普斯公司從1997年開(kāi)始在得克薩斯州南部的Loba走向帶進(jìn)行油田開(kāi)發(fā)。在Loba走向帶7500~13000ft深的Wilocox層共打了900口井。在打了600口井后,大陸菲利普斯公司開(kāi)始承擔(dān)了一項(xiàng)研究課題即用幾年的時(shí)間尋找一種能有效降低鉆井成本的方法以擴(kuò)大油田的開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)景。第一階段選擇了5口井進(jìn)行套管鉆井的領(lǐng)先試驗(yàn)。第二階段證實(shí)了套管鉆井能克服因地層引起的鉆機(jī)占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
1.可回收式套管鉆井工藝
在數(shù)種套管鉆井工藝中,套管可以作為全部或部分鉆柱。套管鉆井系統(tǒng)即可以是可回收的也可以是不可回收的??苫厥仗坠茔@井系統(tǒng)允許在不起下套管的情況下更換鉆頭和井底鉆具組合。在定向鉆井時(shí),因要回收定向鉆具和導(dǎo)向工具,所以要選擇可回收式套管鉆井系統(tǒng)??苫厥仗坠茔@井系由井下和井口兩部分設(shè)備組成,使用標(biāo)準(zhǔn)的套管作為鉆柱,同時(shí)使用鋼絲繩回收系統(tǒng)。
2.用導(dǎo)向馬達(dá)進(jìn)行定向鉆進(jìn)
Loba 83 號(hào)井的7in技術(shù)套管井段,是用套管鉆井系統(tǒng)打的。要求采用定向方式來(lái)避開(kāi)地面障礙。該井通過(guò)造斜和增斜使井斜達(dá)到15o,在水平位移達(dá)到要求后,又降斜到接近豎直。鉆這口井的技術(shù)套管井段需要18.2天。
垂直鉆進(jìn)到4434ft(真垂深)的造斜點(diǎn)后,回收直井井底鉆井組合,改換由PDC鉆頭和導(dǎo)向馬達(dá)組成的井底鉆井組合。在套管鞋處對(duì)井底鉆具組合扭方位,使扶正器以下的鉆具順利地進(jìn)入裸眼井段。
3.兩口井的試驗(yàn)
把旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)與套管鉆井結(jié)合起來(lái)應(yīng)能排除井底鉆具組合結(jié)構(gòu)的主要弱點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)是專(zhuān)門(mén)研制的一種新型馬達(dá)。在較小的井眼中使用螺桿鉆具進(jìn)行定向作業(yè)其效果不佳。因而研制了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)。困難的是把套管鉆井技術(shù)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)結(jié)合起來(lái)。
計(jì)劃在2口井中進(jìn)行試驗(yàn)。首先用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)在89號(hào)進(jìn)行垂直鉆進(jìn)試驗(yàn)。95/8in套管下深588ft并固井。在標(biāo)準(zhǔn)的直井井底鉆具組合上接43/4in旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)。用這種井底鉆具組合從614ft鉆到4821ft,耗時(shí)105hr。單點(diǎn)測(cè)斜儀的測(cè)量表明井眼接近于垂直。在鉆進(jìn)過(guò)程中,因井底鉆具組合較長(zhǎng),振動(dòng)比預(yù)期的要嚴(yán)重。停鉆后更換下部擴(kuò)眼器。繼續(xù)鉆進(jìn)到7620ft。在3600ft,產(chǎn)生了2.25o的井斜。在3800ft,井斜降低到0.25o,井眼接近于垂直。
定向鉆進(jìn)是在91號(hào)井中進(jìn)行的。鉆井作業(yè)是從1278ft開(kāi)始的,造斜點(diǎn)選擇在2100ft。造斜后繼續(xù)鉆進(jìn)到4067ft,回收井底鉆具組合,發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)殼體上有沖蝕。更換由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)組成的造斜鉆具組合繼續(xù)鉆進(jìn)。
第3次下井時(shí),換用了第1次下井的馬達(dá)。在鉆進(jìn)了200ft后起鉆,更換下部擴(kuò)眼器,繼續(xù)鉆進(jìn)到5420ft套管被卡,處理事故浪費(fèi)了59hr。繼續(xù)鉆進(jìn)到6360ft,壓力降說(shuō)明井底鉆具組合發(fā)生了沖蝕。地面探傷發(fā)現(xiàn)沖蝕發(fā)生在噴射總成與套管外扶正器接箍處。摘下噴射總成,繼續(xù)鉆進(jìn)到6950ft的設(shè)計(jì)深度。
4.結(jié)論
(1)使用導(dǎo)向馬達(dá)和套管鉆井可以進(jìn)行定向鉆井,但在井眼小于81/2in時(shí)難以成功;
(2)使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)和套管鉆井可以鉆81/2in井眼;
(3)使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)和套管鉆井,在選擇噴嘴尺寸和井底鉆具組合的結(jié)構(gòu)時(shí),壓力和排量是需要考慮的問(wèn)題;
(4)用套管鉆井鉆導(dǎo)向井時(shí),套管柱的設(shè)計(jì)是較困難的,因?qū)蜚@進(jìn)時(shí)套管的側(cè)向力較大,容易發(fā)生卡鉆。
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