复合钻井技术在延长油田的应用分析

复合钻井技术在延长油田的应用分析

卜飞

中石化胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司山东东营257000

摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，油田开采的需求日益增加，而常规的钻井技术钻井的速度比较缓慢，建井周期比较长，对油田的经济效益有很大的影响，因此，复合钻井技术应运而生。复合钻井技术是螺杆钻具加驱动钻头的一种钻井方式，螺杆钻具一般有直螺杆和单弯螺杆，驱动钻头一般是PDC钻头。复合钻井在常规转盘钻进时，还会使用螺杆钻具配合在井下钻进，此时钻头转速就是转盘转速加上螺杆钻具转速，复合钻进的工具面角能够连续周期地变化，有效提高钻井的效率，因此被广泛应用于油田的开采中。基于此，本文主要阐述了复合钻井技术的特点与发展、地质特性对复合钻井技术的影响、复合钻井技术应用实例分析，以供参考。

关键词：复合钻井技术；延长油田；应用分析

一、复合钻井技术的特点与发展

复合钻井的技术特点主要有以下几点：第一，周期短。复合钻井可以提高单只钻头的进尺，提高钻速，起下钻所花费的时间少，从而减少钻井的成本，提高效益。第二，钻速快。复合钻井技术的钻头转速非常快，比钻机二档速还要快一半，是钻机一档的四倍。第三，井眼轨迹控制得当并且很平滑。采用导向螺杆进行钻进，钻一趟就完成多方位钻进，并且井眼的轨迹控制比较好，钻出来的井眼的轨迹平滑。第四，复合钻进的高转速适合于PDC钻头剪切地层的小钻压高转速切削特点。第五，钻具结构简单。复合钻进的钻具需要的钻压一般比较小，稍下钻挺一般就能达到钻进要求，所以粘卡机率比较小，并且还可以使用MWD来监测井眼的轨迹，效果更好。

复合钻井技术作为种新型的钻井技术，能够灵活调整轨迹，操作方便，已经被很多的技术人员使用，极大地推动了油田的发展。这种技术刚开始的钻具组合方式是三牙轮钻头加单弯螺杆，这种钻具在斜井段比较难增斜，作业过程中技术人员要经常调整轨迹，比较难控制，因而耗费的劳动力比较多。并且牙轮钻头的使用时间比较短，很多地区一般要三躺起下钻方能钻好一口井，影响施工的效率，不能适应钻井技术的发展要求。随着钻井速度的不断提高，“四合一”钻井技术成功试行，逐步成为提高钻井速度的重要钻具组合。“四合一”钻具是在原复合导向滑动钻具的基础上，用破碎岩石较好且寿命较长的PDC替代了牙轮钻头，并且后缀外径较小的刚性稳定器，用短钻挺的长度来调节与螺杆稳定器之间的间距，从而达到了微增斜和稳斜的效果。

二、地质特性对复合钻井技术的影响

使用复合钻井技术，要充分结合地质的特性，抓住时机争取一趟就能成功钻一口井。华池地层，180-220米厚，是棕红色砂质岩互层；洛河地层，290-330米厚，粉红色块状砂岩，夹杂泥质条带及粉砂；环河地层，400-440米厚，杂色、黄绿色砂质岩互层，这三个地层岩石软，比较容易钻进，适合定向和扭方位，适当加强钻压，钻速就比较快。安定地层，100-130米厚，由细砂岩和少量泥岩组成，相比华池等地层，可钻性比较差，所以钻速比较慢，钻与直罗的交界面处时更加困难，不能使用太大的钻压，否则会损坏钻头。

直罗地层，340-370米厚，上部由泥岩和砂岩组成，没有大段砂岩，而中部和底部都有大段砂岩，个别区块底部存在钙质胶结的泥岩及石英砂岩，这两种岩石很难钻进，容易损坏钻头。另外直罗地层泥岩很多，很难胶结，容易发生坍塌事故。直罗地层上部比较多泥岩，因此不适合井斜和方位的调整；中部150米处有大段砂岩，增斜能力非常强，可以在直罗地层中部调整井斜和方位，当然，必须和地质结合，提前探测砂岩和泥岩各自的深度，利用地层描绘图和垂斜差计算出确切的岩性深度，争取砂岩上滑动，这样钻进的速度就比较快，对钻头的伤害也比较小。需要注意的是，两个地层的交界部位井斜的变化比较明显，因此情况一般都很复杂。如果层段有大面积的粗砂岩则说明地层情况复杂，华池、洛河及直罗三个地层的底部都有大量粗砂岩，增斜能力比较强。而各地层的上部一般都有泥岩或细砂岩，呈现稳斜或者微降斜。对于粒度分选性不好或胶结情况不好的井段，应加强维护，防止发生坍塌等事故。

三、复合钻井技术应用实例分析

3.1长庆油田

复合钻井被广泛应用于长庆油田钻井作业中，长庆油田前期使用的钻具组合只要有PDC加塔式钟摆钻具组合、直螺杆加导向弯接头组合以及单弯螺杆加导向弯接头组合。在实际的作业过程中，遇到了困难：第一，使用塔式钟摆钻具，配合低钻压高转速的钻井参数，洛河层防斜的防斜工作仍然很难进行，影响了洛河易钻段的钻井速度；第二，由于直罗段的稳定性比较差，如果强行造斜或曾斜都有可能影响井壁的稳定，严重的话还可能导致坍塌；第三，在一千五百米以下，PDC导向很难把握好反扭角。常规钻具组合很难实现一趟钻的目标，因此，长庆油田采取了一种新型的钻具组合方式，即把单弯螺杆、短钻挺、PDC和稳定器四种工具合并运用到一种定向井钻具。这种钻具组合的优势在于，发挥了单弯螺杆的滑动调节能力和PDC快速钻进的能力；充分利用了双稳定器刚性结构的稳斜稳方位的性能。成功实现二开“一趟钻”完钻，加快长庆油田的发展。

3.2安塞油田

复合钻井技术在安塞油田得到了很好的应用，几年时间，安塞油田就钻井270多口，其中有有将近88%是利用复合钻井技术而得的。安塞油田采用的钻具组合主要有三种，分别是单弯复合导向结构、单弯稳斜钻具组合以及直螺杆加弯街头钻具组合。复合钻井技术在安塞油田的实际应用中，总结了一下经验：第一，在直井段，为了使钻头始终保持统一降斜合力，需要把井斜控制在2度之内；第二，为了充分发挥复合钻具的优越性，需要尽量减少复合导向钻具结构的滑动钻进井段，增加复合钻进井段；钻进时使用的钻头的性能越来，越能增加一趟完成一口井的成功率。复合钻井技术极大地提高了安塞油田的钻井速度。

四、结束语

综上所述，复合钻井技术有其自身的特点，在实际运用的过程中要充分考虑地质特性的影响。复合钻井技术极大地提高了机械钻井速度，缩短了建井周期，被很多大型的油田所使用，在这些油田实际作业的过程中，遇到的问题和总结出来的经验是值得学习和借鉴的。通过使用复合钻井技术的实际例子中可以看出，复合钻井技术的发明与发展，是钻井工艺技术的一次大的突破。随着科学技术的不断发展，复合钻井技术一定会不断的进步与完善。

参考文献：

[1]张创科.关于复合钻井技术在油田中应用的探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2012（16）

[2]时丕同.延长油田水平井地质导向技术及其应用[J].非常规油气，2014（03）

[3]唐洪林.长水平段水平井钻井技术在ZC1井的应用[J].石油机械，2017（01）