• 孤掌难鸣-------水平井中使用PDC的窍门


    序言:

    螺杆的大力使用,使机械钻速同比常规钻具打的井有了明显的提高。PDC与螺杆的结合犹如“如虎添翼”。然而现场常出现PDC定向工具面不好扶,造成了水平井的施工无法第二次提速。

    在某区块3口水平井的施工中,多次尝试PDC去定向,无论是否是特制的PDC,都在定向中出现工具面不好扶,影响了造斜率,致使后期要用大的造斜率去弥补之前PDC定向工作量。

    那么是否PDC就不能用于水平井的施工吗?其实不然,任何一种工具入井(打捞工具也好)都要遵循“灵活应用”这个前提。总结这三口水平的施工,发现了PDC定向的一个小窍门。

    正文:

    针对A井在井斜12度下入PDC定向的失败尝试,我们进行了分析总结得出,水平井是否能使用PDC并不是PDC本身的外形说了算,而是我们经常使用的“特殊工艺井轨道设计”这款软件说了算。

    在使用PDC定向时,我们常有增斜效果达到了,而方位跑了。那么在使用PDC时,虽然工具面在一定的范围内到处跑,只要它满足了增斜率,而对实钻方位影响小的条件下,下入PDC才能保证了定向工作量的完成。在实际施工中,不难发现水平井施工的初期对方位要求很高,因为前期方位控制不好,在大井斜下要费大力气调整。简单点说就是PDC下入只能在对方位干扰最小的情况下。

    下面我们就“特殊工艺井轨道设计”来推演来说明PDC使用的前提条件:

    1、当井斜为10度时,我们下入PDC,由于工具面不稳给我们的影响:

            图以井斜10度使用PDC定向工具面的变化

        从上图我们可以看出,当方位为设计方位,使用PDC时由于工具不稳,设想它总在30-60度之间跑,则钻进10米方位会有3-6度的变化,为了保证与设计方位一致,必须在小井斜的情况下调整方位,则下一根就须定向纠方位,如此轨迹先期形成左右摆动样式。

    2、当井斜为30度时,我们下入PDC,由于考虑到工具面不稳的影响:

                      图当井斜为30度时预想PDC效果

        如上图,如果我们在井斜30度下入PDC,那么扶钻时由于工具面不稳,在方位与设计方位一致的情况下,要求全力增斜时,工具面在30-60度活动,则定向10米,方位有1.6-2.7度的变化,如果一直像这样增斜,则方位累计跑的很多,且后期需要定向纠方位,在30度的井斜,全力纠方位10米方位也只有3度的变化。

    3、当井斜为60度时,下入PDC定向钻进考虑到工具面的变化的影响:

                     图当井斜60度时,下入PDC定向钻进

       当井斜为60度时,在方位是设计方位的情况下,下入PDC定向,考虑到工具在30-60度的活动,则定向钻进10米,方位在1-1.7度变化。此时若工具面稳的好,则方位变化在1度左右,可以通过修改数据来保证与设计方位一致,如果后期要纠方位,即使工具在稳在90度全力纠方位,定向10米也只会有2度的变化,可见前期若不把握好方位,后期很难调整。

         综合123项,细心的读者不难发现K井斜在工具0,30,60,90及时不同的井斜下,造斜率不变,它只与螺杆的本身的造斜率有关,上面的规律很明显:随着井斜增大,K方位的变化逐渐变小,而K井斜始终不变。

    我们只有使用好这条规律,满足了“特殊工艺井轨道设计”这款软件,PDC才算在水平井使用成功。

    有读者会说,我们下入PDC,在井斜30度时,方位与设计方位一致的情况下,在增斜的情况下如果方位增了,下一根在增斜的情况下带点减方位,这样也能从技术上让PDC定向成功。其实从现场PDC定向的情况上看,PDC很难像牙轮一样稳在10度范围内定向,这与它灵活的轮轴和较小的扭矩有关,而PDC钻头在井底工作的状态与牙轮完全不一样,定向时造成的扭矩也不一样,间接造成了盛有定向仪器的无磁钻铤在螺杆反扭矩的影响下,,使仪器测的工具面发生了变化。

        其次在过30度后,定向过程中有拖压现象,不管是不是螺杆的弯方的轴在钻压的情况下顶住井壁,还是因为钻铤、螺杆粘下井壁,只有采取上提钻具,重新下压工具面后继续定向,由于PDC钻速快,当你将工具压至定向工具面时,已近钻过大半米,间接造成了K井斜的欠缺,那么我们下入PDC时,为了保证K井斜够用,则会下入1.25的螺杆,要知道大度数螺杆对K方位也有很大的影响。

    最后,无论PDC如何选型,都很难消除拖压,PDC在井底工作时由钻头涡动,在有井斜的情况钻头切削不对称,地层倾角方向等都会影响其工具面,都是水平井下入PDC钻头定向,所需要考虑的。

    总结:

        在对比同位置的三口水平井的施工,个人认为,无磁承压钻杆能比使用无磁钻铤大量减少拖压、粘卡的现象。其次在水平施工中若要减少定向工作量建议使用微增钻具打至水平段,起钻调整钻具组合,使用稳斜钻具穿水平段。若想少起钻,那么就定向钻具组合一趟打完,这里并没有什么严格的限制,有的人认为用多起钻来破坏岩屑床,也有人认为要用最快的速度打完保安全。其实在安全的前提条件下,活用即可。

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