崔江涛
西部钻探吐哈钻井公司 新疆鄯善 838202
摘要：自激振荡式冲击钻井工具综合了冲击振动钻井技术、脉冲钻井技术的优势，在油田钻井中的运用表现良好。首先，对自激振荡式冲击钻井工具的工作原理及性能参数进行了分析。接着，对自激振荡式旋转冲击钻井工具在油田钻井中的运用进行了研究。在这个过程中，选取了吐哈油田A井、B井以及C井为研究对象。结果表明，自激振荡式旋转冲击钻井工具在地层适应性、钻井深度、钻进速度以及安全性等方面具有显著优势。
关键词：自激振荡式冲击钻井工具；钻井深度；钻井速度
随着油井开发的不断深入，油井深度地层坚硬度越来越高，这就对钻井工具提出了较高的要求。为了提高深层的钻井速度，在实践中发展出了超高压喷射钻井技术、脉冲空化射流钻井技术以及冲击钻井技术等钻井技术。这些技术尤其一定的适用性，然而仍存在投资大、需要配备高压钻井泵等缺陷和限制。因此，自激振荡式冲击钻井工具营运而生，它在集合冲击振动钻井与脉冲钻井这两类工具优势的基础上，可以有效控制深层岩石的受力，从而保证钻井速度。胜利油田在设备更新的过程中采用了自激振荡式冲击钻井工具，力求有效改善钻进的深度和深度。
1.自激振荡式冲击钻井工具的工作原理及性能参数
1.1 工作原理
如图1所示，自激振荡式冲击钻井工具的基本结构包括钻头、冲击传递杆、自激振荡器以及钻柱连接部位。其基本原理是在旋转钻井上增设旋冲短节，使得其在工作的过程中产生高频冲击，从而可以对深层岩石产生周期冲击，将岩石破开。旋冲短节包括冲击传递杆与自激振荡器这两个核心结构。它产生的冲击力分为机械冲击和水利脉冲这两类，前者主要是实现破岩，后者则可以有效改善井底清洗，从而合力改善岩石受力，提升钻井的深度和深度。
图1 旋冲短节工作原理示意图
1.2 性能参数
如表1所示，自激振荡式冲击钻井工具在耐温、使用时间、长度、外径以及闭合钻压等方面的性能参数需要符合一定的标准。以排量为例，在使用该工具进行钻井作业的过程中，ZJXC-178的脉冲短节排量需达到32L/s以上，ZJXC-230的脉冲短节排量则需达到50L/s以上.其他性能参数在不同旋冲短节上也有相应的要求。
2.自激振荡式旋转冲击钻井工具在油田钻井中的运用
本研究选取吐哈油田A井、B井以及C井这三种不同地质条件的油井为研究对象，对自激振荡式旋转冲击钻井工具在这些油井钻井作业中的运用进行分析。
2.1 自激振荡式旋转冲击钻井工具在A井中的运用
在A井的2332井段至2456井段中使用了自激振荡式旋转冲击钻井工具，该作业中钻具采用了直径为215.9mm的H517钻头，3根直径为177.8mm的钻挺，稳定器的直径为215mm。在钻井的过程中，泵压被控制在18兆帕斯卡，钻压被控制为160KN，钻速被控制为80r/min，排量被设置为排量为30L/s.在进行78.8小时的钻井作业后，对出井工具进行结构检修，以免过度损伤。在完成作业以后，测量发现钻头深入了188米，其钻井的速度为2.38m/h。该速度比以往提升了30%。
2.2 自激振荡式旋转冲击钻井工具在B井中的运用
在B井所处的地层为沙河街组泥岩，共使用了自激振荡式旋转冲击钻井工具3次，使用时间为260小时（其中钻井作业时间为208小时）。钻具的性能参数为：钻头直径215.9mm、2根钻挺的直径为177.8mm、稳定器的直径为214mm、7根钻挺的直径为177.8mm，并备用6根直径为165mm的钻挺。在钻井作业中，钻压被控制位120KN，速度被控制为70r/min，实际排量为31L/s，而立管的压力为15兆帕斯卡。在钻井出井以后，需要对其进行检查，防止过度磨损。经过比较，钻井速度提升了约45%。
2.3 自激振荡式旋转冲击钻井工具在C井中的运用
在C井所在地层包括泥质砂岩、泥岩、砂质泥岩以及砂岩。钻井中所运用的自激振荡式旋转冲击钻井工具的性能参数为：PDC钻头直径为215.9mm，16根钻挺的直径为177.8mm，并配备常用钻杆。在钻井作业的过程中，其钻压被控制为50KN，钻压被控制为90r/min，实际泵压为15兆帕斯卡，最终钻井液密度是1.3g/m?。工具使用时间为80h，其中纯钻井时间为60h。出井以后需要对工具的结构进行检查，防止过度磨损以及损伤。使用该工具将钻井速度提升了115%。
表1 旋冲短节性能参数表
3.结论
通过自激振荡式旋转冲击钻井工具在油田钻井作业中的性能进行研究，可以得出以下基本结论：
（1）该工具的使用不仅可以有效控制磨损，而且还可以显著提升能量效率。
（2）该工具在油田钻井方面具有振幅小、稳定性高的有点，其钻头在地层适用性方面的性能表现良好。
（3）该工具可有效提升钻进的深度和速速。另外，它在安全性高、耐磨性、便利性以及井底积水处理等方面也有优良的表现，因而可以在多地层以及多区块中使用。
参考文献：
[1]刘景涛，李斐，孙振.自激振荡式旋转冲击钻井工具在深井钻井中的应用[J].石化技术，2015，01：25-26.
[2]董樱花，张伟文.自激振荡式旋转冲击钻井工具在油田的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2014，05：64.
论文作者:崔江涛
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/15
标签：工具论文; 作业论文; 直径论文; 油田论文; 地层论文; 钻头论文; 速度论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;