概要：选取小井眼钻井技巧是增加泥浆用量、消沉废除物和增加固井成本的灵验道路，但也有呆板钻速慢、运用寿命低的短处。针对小井眼动工及工况特性，以PDC钻头的防泥包揣度、螺杆钻具的防托压揣度、小尺寸PDC钻头和螺杆钻具的高进攻性、高造斜、高抗磨等特性化揣度为根底，孕育了一套小井眼PDC钻头+螺杆钻具优化摆设提速技巧，到达抬高呆板钻速、增加起下钻次数、增加钻井周期、消沉钻井成本的方针。
一、小井眼钻井技巧运用近况
跟着原油价值连续低迷和下品味储量的添加，做为低成本开拓技巧之一的小井眼钻井技巧成了继水准井钻井技巧以后的又一钻研热门。
首先，我国探明储量中有大批的低渗油田和较小的规模油藏，运用旧例钻井开起事于获得预期的经济效力，低成本的小井眼钻井技巧，使这些区域进一步的开辟成为或者。再者，钻井占地和处境混浊题目日趋赶上，小井眼钻井会缓和这方面的抵牾，小井眼比旧例井眼井径增加，钻井液用量及岩屑量大幅度增加，可灵验增加废除物和消沉固井成本。
长庆苏里格气田位于鄂尔多斯盆地陕北陡坡的西北侧，是当前华夏陆上觉察的一个特大型气田。前期临盆井段要紧采取椎mm井眼下椎89mm油管直接固井，固井井段长、成本高，同时跟着新环保法的执行，选取“泥浆不落地”技巧取代泥浆池后，也须要进一步增加泥浆运用量，消沉泥浆处置成本。
因而在苏里格南区块等多个区块实行了小井眼钻井实验及批量推行，采取61/8英存或6英寸小井眼取代旧例81/2英寸井眼，取患有较好的降本功效。但小井眼钻完井周期是否亲近或小于旧例井眼钻井周期，管束钻机功课成本是小井眼是否推行的关键要素。
夙昔期小井眼钻井动工情形来看，二开由于环形空间小、泥浆排量小致使钻头泥包、小螺杆钻具输出扭矩低等题目，其平衡呆板钻速较旧例井慢10%以上。因而须要开展响应的技巧攻关实行小井眼钻井提速，特殊是急需开展小井眼PDC钻头特性化揣度技巧钻研，束缚钻头泥包、定向器械面不稳、保径磨损严峻、进攻性差等题目；开展小尺寸螺杆钻具特性化揣度技巧钻研，束缚小尺寸螺杆钻具输出扭矩低、造斜率低、防托压功效差等题目，孕育一套小尺寸螺杆钻具与PDC钻头优化摆设提速技巧，提高小井眼钻井动工呆板钻速。
二、特性化揣度及优化摆设提速技巧
1、小排量工况下防泥包揣度技巧
通太小井眼PDC水力优化技巧钻研，竖立PDC钻头井底三维模子，经过入口、出口和井底平面三个面的界线前提摆设，行使数值摹拟机能完结刀翼表面钻井液起伏情形、距井底不同间隔平面泥浆的速率云图摹拟揣度，终究将水眼数目由6个优化为5个，抬高钻头表面流速，在类似排量下，流道流速提高了36.5%，优化了水眼放射方位，消除了钻头中央部份低速区（图1）。
图1钻头鼎新水力摹拟图
在现场运用中灵验束缚了由于小井眼钻井动工环空空隙小，系统压力损失大，排屑艰难致使的钻头泥包题目，孕育了小尺寸钻头高流速防泥包揣度技巧。钻头鼎新先后相比功效如图2所示。
图2钻头鼎新先后
2、大位移井防托压揣度技巧
针对小井眼钻井排量小、极易孕育厚岩屑床，影响滑动钻进速率的情形，经过对小井眼大位移井岩屑降落规律钻研，鼎新了扶正器在钻具组合中的地位，使扶正器地位下移，亲近钻头，避让岩屑降落区，同时扶正器地位及扶正筋前角优化，孕育了小尺寸螺杆钻具防托压揣度技巧，现场运用将呆板钻速提高20%以上。
3、高进攻性揣度技巧
经过对地层可钻性剖析，获患有地层响应的抗压强度、压入硬度、内磨擦角、研磨性指数、塑性系数等数据，针对上部和下部地层研发了小井眼钻头和螺杆钻具实行了高进攻性揣度技巧。在小井眼钻头高进攻性揣度方面，采取短抛物线头型，15°~18°小后倾角揣度，加强钻头进攻性（图3）、抬高呆板钻速。
图3钻头目型、后倾角揣度鼎新
在小井眼螺杆钻具大扭矩揣度方面，针对中深部地层旧例马达后期输出功率降落、进尺变慢的题目，经过研发小尺寸多级及硬橡胶大扭矩马达、优化导程/直径比等技巧，使小井眼螺杆钻具输出扭矩和输出功率抬高30%以上（图4），保证了马达坚持足够的动力本能和优越的平静性。
图4马达导程与直径比优化鼎新
4、造斜率揣度技巧
通太小井眼PDC钻头定向器械面平静性技巧钻研，优化冠部头型组织，采取单圆弧头型取代抛物线头型增加冠部高度，如图5所示。采取斜锥保径揣度，使灵验保径长度增加了近50%，增加了侧切力，加强器械面的平静性。运使劲均衡揣度，将径向不均衡力与钻压的比由旧例钻头的5%之内，切确调换到到2%之内，提高了小井眼钻井PDC钻头滑动定向时器械面的平静性。
图5旧例钻头目型与定向钻头目型
通太小井眼螺杆钻具高造斜技巧钻研，鼎新弯点和扶正器地位，将弯点到传动轴下端面间隔增加8%，将扶正器中央距传动轴下端面间隔增加了26.6%，增加了小井眼定向滑动钻进占比。小井眼钻头和螺杆钻具高造斜率揣度技巧将30m平衡增斜率抬高15%，提高了小井眼定向段呆板钻速。
5、高抗研磨揣度
通太小井眼PDC钻头抗磨损及加强型保径技巧钻研，将径向布齿加改正系数由1添加到1.1，加大钻头肩部布齿密度，提高抗磨损技能。优化规径齿地位和角度，添加保径自动切削齿和倒划眼齿，保证井眼尺寸，束缚了高转速下钻头在研磨性地层中磨损猛烈，易缩径的题目。
经过对小尺寸螺杆钻具弯壳体、扶正器关键部件耐研磨技巧钻研，孕育了球形碳化钨堆焊工艺，抬高了弯壳体耐磨带与基体的联合强度及耐磨性，如图6所示。研发开辟三筋螺旋扶正器取代直筋扶正器，使扶正器灵验表面积提高50%，同时采取交织布齿优化合金齿柱散布，将耐磨合金镶嵌金数提高了一倍以上，灵验防止扶正器本质磨损。
图6三筋螺旋扶正器
三、现场运用功效与论断
“螺杆钻具+PDC钻头”优化摆设提速技巧，曾经在苏里格区块曾经成功完结余口小井眼钻井动工，缔造了20多项区块运用纪录，14口井完结了二开一趟钻的提速方针（表1），同时小井眼PDC钻头+大扭矩防托压螺杆钻具在苏南缔造了苏里格区块定向井最深、位移最大的“一趟钻”纪录。
表1苏里格区域小井眼钻头一趟钻数据统计
在小井眼钻井动工中，以小尺寸PDC钻头高进攻性、定向平静性、抗磨损和螺杆钻具耐磨损、高造斜、防托压组织等特性化揣度技巧钻研为根底上，孕育的小井眼PDC钻头+螺杆钻具优化摆设提速技巧，灵验束缚了小井眼钻井钻头泥包、定向器械面失稳、运用寿命低等题目，抬高了呆板钻速，增加了起下钻次数、增加了钻井周期、消沉了钻井成本。
本文做家：魏向辉，宋苏涵，张斌，辛常青，吴殿友，
讯息来自于油媒方
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