扭力冲击器在渤海中深层的应用

doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.04.013

摘要/Abstract

摘要：

中深层油气田是渤海油田进一步勘探开发的重点，其中渤中X油气田是典型的中深层油气田，主要目的储层埋深均超过4 000 m，岩性致密、研磨性极强，前期钻探出现了较多复杂情况，严重制约了储层的勘探进程。为了解决中深层地层压力复杂、钻具憋跳严重及机械钻速慢等难题。基于渤中X油气田地层特征，开展了扭力冲击器配合忍者齿钻头提效技术的开发与应用，其破岩时以冲击破碎为主，并加以旋转剪切，在保证井身质量的同时提高机械钻速。扭力冲击器配合专用忍者齿钻头在BZ?E井进行了应用，能够较好地克服地层硬度高且致密的花岗岩地层，在提高机械钻速的同时，延长钻头的使用寿命，同时对提高渤海油田中深层钻进速度，节省钻井成本提供了新的方法。

关键词: 扭力冲击器, 忍者齿钻头, 中深层, 花岗片麻岩

Abstract:

Middle?deep strata of Bohai oilfield is the focus of further exploration and development, of which Bozhong X is a typical mid?deep oil and gas field. The main reservoir with dense lithology and strong abrasiveness is stored for more than 4 000 m depth, resulting in much more complex situations during the early drilling stage, which seriously restricted the reservoir exploration process. In order to solve the problems of complex pressure, serious tool choke and slow penetration rate in the deep?medium strata, this work figured out TorkBuster and Ninja teeth PDC bit efficiency improvement technology and its corresponding applications, using stratigraphic features of Bozhong X oil and gas field as a research sample. The rock breaking mainly involves combination of crushing and rotary shearing, which is mainly used to improve the drilling speed while ensuring the well quality. The TorkBuster with special Ninja teeth PDC bit in BZ?E well can properly overcome the high hardness and compact of granite gneiss, which can increase the drilling speed and prolong the service life of the bit at the same time. It provides a new method for improving the drilling speed in the deep?medium strata of Bohai oilfield and saving drilling cost.

Key words: TorkBuster, Ninja teeth PDC bit, Middle?deep strata, Granite gneiss

中图分类号:

TE242

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图/表 10

表1 BZ X油气田中深层平均抗压强度与平均内摩擦角对比

Table 1 Comparison table of average compressive strength and average internal friction angle of BZ X middle?deep strata

井号	井段/m	平均抗压强度/MPa	平均内摩擦角/（°）
BZ⁃A	3 566~3 811	100.66	40.6
BZ⁃A	3 811~4 044	155.82	42.8
BZ⁃C	3 810~4 055	86.18	39.5
BZ⁃C	4 055~4 249	120.66	41.3

图1 BZ?C井钻头磨损情况

Fig.1 Bit wear of well BZ?C

图2 扭力冲击器结构示意1过滤系统,2上部动力站,3非平衡重量,4下部动力站,5中间轴承,6下部轴承,7上部轴承

Fig.2 Structural diagram of torkbuster

图3 井下钻头及钻杆受力情况

Fig.3 Stress condition of downhole bit and drill pipe

图4 扭力冲击器的工作过程

Fig.4 The working process of TorkBuster

图5 忍者齿复合片

Fig.5 Ninja tooth of PDC compound

图6 BZ?E井忍者齿+扭力冲击器钻时曲线

Fig.6 Drilling time curve of Ninja teeth PDC bit + torque impacter in BZ?E well

图7 忍者齿钻头入井和出井对比

Fig.7 Comparison figure of Ninja teeth PDC bit in and out of the well

表2 各井钻进参数对比

Table 2 Comparison of drilling parameters of each well

井名	进尺/m	钻头	平均机械钻速/(m·h^-1)	钻头数/个	单只钻头进尺/m	钻井周期/d
BZ⁃A	136	PDC钻头	3.50	3	45.33	14.27
BZ⁃B	586	PDC钻头	2.10	6	97.67	35.66
BZ⁃C	183	PDC钻头	2.70	3	61.00	12.73
BZ⁃D	355	PDC钻头	1.90	4	88.75	15.96
BZ⁃E	188	忍者齿+扭力冲击器	5.34	1	188.00	5.85

表3 各井效率对比

Table 3 Comparison of operation efficiency of each well

井号	钻井周期/d	2 500 m当量钻井周期/d	钻井日效率/(m·d^-1)	平均机械钻速/(m·h^-1)
BZ⁃A	88.77	53.09	46.50	7.87
BZ⁃B	105.96	59.31	49.16	9.22
BZ⁃C	75.68	42.50	58.16	10.68
BZ⁃D	77.52	40.66	60.78	9.52
BZ⁃E	51.42	29.09	84.98	15.21

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