武琳娜
【摘 要】2016年某井区试验了3口水平段长达1200 m的井,储层致密含砾、非均质性强,实钻过程水平段PDC钻头磨损严重,单只钻头行程短、寿命短,严重制约了该区的钻井效率.在对实钻情况总结的基础上,结合岩石力学可钻性及IDEAS(4维动态钻井分析系统)分析,对某井区长水平段钻头选型给出建议,为下一步规模开发,提高钻井效率提供技术参考. 【期刊名称】《机械研究与应用》
【年(卷),期】复合片钻头2017(030)003
【总页数】3页(P186-188)
【关键词】可钻性分析;钻头选型;水平井
【作 者】武琳娜
【作者单位】中国石油集团西部钻探工程有限公司 钻井工程技术研究院,新疆 克拉玛依 834000
【正文语种】中 文
【中图分类】TE21
某井区储层岩性主要为砂砾岩，胶结中等-致密，储层物性横向变化大，非均质性强。区块采用水平井+多级压裂天然能量开发[1]。2016～2019年共部署水平井50口，水平段长1 000～1 800 m，其中以水平段长1 200 m的井型为主。水平段长度1200 m以内的采用两开(备用小三开)井身结构，如图1。
平均井深2 300～2 800 m井段为造斜段，2 800～4 000 m井段为水平段，为了提高油层钻遇率及钻井效率，斜井段采用进口旋转导向+地质导向工具，其中造斜段设计1只PDC钻头着陆，水平段设计2只PDC钻头完钻，整个斜井段设计钻井周期25 d。2016年部署实施的3口水平井，实钻过程中由于PDC钻头磨损严重，单只钻头寿命短，平均每口井需10只钻头完成整个斜井段施工，斜井段平均钻井周期40 d，超出设计周期15 d。因此，优选与地层适应性强、同时兼顾攻击性及稳定性的钻头，成为该区钻井提速的关键。 1.1 FNHW4001井斜井段钻头使用情况
从表1可以看出：造斜段使用的史密斯MDi516，为胎体单排5刀翼16 mm复合片钻头，表现出，单只钻头进尺686 m，平均机械钻速6.69 m/h，实现了一只钻头顺利着陆；水平段使用的史密斯MDSi516，为胎体双排5刀翼16 mm复合片钻头，表现良好，单只钻头进尺481 m，平均机械钻速4.9 m/h。其他型号的钻头，虽钻速理想，但磨损严重寿命短。水平段地层砂砾岩对PDC钻头具有很强的冲击破坏和研磨性。
1.2 FNHW4015和FNHW4016井斜井段钻头使用情况
1.2.1 设计钻头选型依据
FNHW4015和FNHW4016井的钻头选型，造斜段依据FNHW4001的施工经验，优选史密斯MDi516。水平段在对区块整体认识的基础上，结合IDEAS模拟分析，进行了优化设计。
依据在FNHW4001井水平段表现最优的MD-Si516为分析基准，进行IDEAS模拟分析对比不同钻头的横向振动、扭向振动、轴向振动和机械钻速，以选出稳定性和攻击性更优的钻头。图2是钻头对比分析结果。
图2显示的是备选的设计钻头与MDSi516的模
拟分析对比结果，横线表示MDSi516数值基础，即对比基准。对比原则为振动比横线数值低表示稳定性比MDSi516好，机械钻速比横线数值高表示攻击性比MDSi516好，振动和攻击性都符合优异标准，表示该钻头攻击性和稳定性都较MDSi516好，是我们首选使用的钻头。归纳分析结果如表2。
1.2.2 FNHW4015和FNHW4016井实钻情况
FNHW4015井在造斜段，同样的5刀翼钻头，进尺仅62 m，钻头出井报废，考虑到钻头磨损非常严重，并且机械钻速很低。水平段先选择MSZi516，为史密斯新一代抗研磨性尖锥齿，入井后进尺仅154 m报废。后面依次使用5刀翼、6刀翼、7刀翼PDC钻头，但钻头进尺都没有超过200 m，并且磨损严重。水平段前6只PDC钻头平均单只钻头进尺113 m，钻速3.37 m/h。虽然都是百口泉组储层，FNHW4015相对于FNHW4001井可钻性明显变差，在储层的不同位置表现出较强的非均质性，如表3所列。
FNHW4016井在造斜段，实现单只MDi516钻头着陆。水平段先选择MSi516，入井后进尺
仅169m报废，Z616钻头入井进尺仅231 m报废，后期更换GF40YB 617牙轮钻头，平均单只钻头进尺230 m，机械钻速2.5 m/h。牙轮钻头相对于PDC钻头机速偏低，但可以保证进尺，如表4所列。
2.1 实施3口水平井斜井段岩石力学特性分析[2]
从图3可以看出，2 800～4 000 m的水平段，岩石的抗压强度为100 MPa左右，硬度1 700～1 800 MPa，可钻性为7，聚类值5～6，抗钻特性较高。
2.2 风南4井区储层非均质性
从2016年实钻的3口水平井位置分布，以及实钻过程中可钻性的情况，可以推出，以FNHW4001为基准，横向上越往西走，可钻性越差。纵向上的可钻性有待下步开发落实验证。
(1) 根据2016年3口水平井PDC钻头使用情况，结合部署井的分布，建议横向上远离FNHW4001 西部区域的井，在水平段使用史密斯高效牙轮钻头。牙轮钻头相对于PDC钻头机速偏低，但可以保证进尺。靠近FNHW4001的井可继续优选使用PDC钻头。
(2) 纵向上，可以FNHW4001为基准，先实施几口井，进一步探索区域南北方向的可钻性。
【相关文献】
[1] 李恩耀，李 腾，鱼文君，等.玛北油田玛2井区压裂工艺技术分析[J].新疆石油天然气，2015，11(2)：80-84.
[2] 邹德永，王家骏，卢 明，等.定向钻井PDC钻头三维钻速预测方法[J].中国石油大学学报，2015，39(5)：82-88.
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