MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头在bT1204井的应用作者：张晓林 齐国忠 马金洪 鮑德年来源：《中国新技术新产品》2013年第02期 摘 要：2011年百口泉油田百21井区有60﹪的井为石炭系断层井，地层倾角大，石炭系地层的平均机械钻速为2.17m/h，严重影响该区块的钻井提速工作。因此引用MWD配合脉冲射流PDC钻头技术在bT1204井试验应用，将自激式脉冲喷嘴，脉冲接头，PDC钻头和MWD结合使用，充分发挥各自优势，核心技术是利用脉冲接头和脉冲喷嘴的瞬间冲击冲蚀作用，将井底岩屑快速脱离井底，避免重复研磨，提高携岩速度，从而提高钻速。实验得出：使用此技术在石炭系地层机械钻速比该区块平均机械钻速提高了1.8倍，单只PDC钻头进尺比平均单只牙轮钻头进尺提高了2.9倍，对百21井区提速工作有新进展。 关键词：自激式脉冲射流；石炭系；百21井区；机械钻速
中图分类号：TE24 文献标识码：A
一、 自激式脉冲射流工作原理与工作过程
自激式脉冲装置内部自激式谐振脉冲发生器主要由高耐磨合金制成，上部为谐振导流杯体，下部反射器和多曲面两部分组成谐振荡腔体，其原理是根据自激振荡原理，射流由喷嘴上段内的异流进水腔，经上、下两个撞面反射，上撞面的反射压力波与向下运动的水流压力波的初相相等，形成波形叠加，与下撞面反射的射流相碰，产生强大的圆形剪切应力，使高喷射流剪切成瞬时真空形成交替的水弹，真空中产生的高压，把水弹以高速度排出，形成不连续的水弹射流，提高了射流的瞬时打击力、有效喷射距离和射流到达井底时的水利能量。
二、 现场应用情况
bT1204井，设计井深2337m，为一口石炭系断层井，地层倾角达到20°，石炭系厚665m。从井深1272米进入石炭系地层，本井从二开开始使用了MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头技术，通过与该区块未使用此技术的实钻资料对比，在石炭系地层的机械钻速提高了1.8倍，单只PDC钻头进尺提高了2.9倍。
从表1得出：在bT1204井使用MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头，井段1272m～1958m为石炭系断层井，进尺686m，平均机械钻速为3.91m/h，单只PDC钻头进尺为476.39米/只。
从表2得出：在百21井区完井资料统计，使用单钟摆钻具组合+牙轮钻头，在石炭系地层的平均机械钻速为2.18 m/h，单只牙轮钻头进尺为164.28米/只。
三、效果评价
（1） 本井从二开使用MWD配合脉冲射流PDC钻头和脉冲接头，单只PDC钻头进尺达到983米，并且钻穿八道湾底砾岩地层，进入白碱滩泥岩地层，可见在钻进时，脉冲装置是发挥了一定的作用。
（2） 第二只PDC钻头纯钻125h后，起出钻头新度达80%，说明井底清洗效果好，携岩效果较好，有效地保护了钻头。
（3） 该区块在石炭系地层钻进时，牙轮钻头平均机速为2.17m/h，使用该技术后机速提高1.8倍，达到3.91 m/h，提速效果明显。
（4） 单只PDC钻头进尺提高2.9倍，从而节约成本，缩短钻井工期。
（5） 使用MWD后，针对石炭系断层井，地层倾角较大，可以释放钻压，提高机械钻速，又能保证井身质量。
（6） 对该区块二开直接使用PDC钻头进行了大胆的尝试，并且在石炭系地层使用PDC钻头，对该区块提高石炭系地层的机械钻速有了新的突破，为以后的钻井提速有了很好的借鉴。
结语
（1）在bT1204井实验应用结果看出，自激式脉冲射流对钻井液在井底的喷射方式，钻头破岩效率，以及携岩效果是发挥了一定的作用。
（2）脉冲接头、脉冲喷嘴、脉冲PDC配合MWD可以单独使用，也可以组合使用，应用简单、方便，针对百21井区的石炭系为可钻性差地层，MWD配合自激脉冲射流PDC钻头提速效果更为明显。
（3）脉冲喷嘴和脉冲接头的有效使用时间有待进一步的研究，使其在井下工作时处于安全状态。
（4）脉冲射流PDC钻头在bT1204井的成功应用为解决百21井区石炭系地层钻井机速慢的问题到了新的方法。
参考文献
[1]熊继有，廖荣庆，陈德颉.脉冲射流喷嘴机理及水力特性研究[D].西南石油学院学报：第16卷第二期.1994（5）.
[2].刘丰，颜江，杨万忠，蒋崇贵，安俊.自激式谐振脉冲装置提速应用[J].科技传播.2011（13）.
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