冀中岔83-114x水力振荡器使用报告

岔83-114x 井水力振荡器使用情况报告

岔83-114x 井位于霸县凹陷岔河集构造带岔83断块，在该区块2315m-2833m 进行定向钻进施工中，造斜点2272m ，井斜由0°增至43°遇到定向滑动钻进时托压严重，钻压很难施加于井底，工具面不稳定，造成定向困难，严重影响钻井速度。为了钻井提速，我们在岔83-114x 井中应用了国民油井公司（National Oilwell Varco ）的水力震荡器（AGT ），通过其自身产生的纵向振动，减少钻具与井壁的摩阻，改善钻压传递的效果，提高对工具面的控制。从而提高钻井速度。

一、 基本情况介绍 1、井身结构：

图1 岔83-114井井身结构示意图

2、井眼轨道设计：

表1 岔83-114x 井定向井剖面设计表

3、岩性描述

表2 岔83-114x 井地质分层表

岔83断块东营组存在大套的泥岩，泥岩成岩性较差，造浆严重。

在复合钻进情况下，表现出良好的可钻性。但在滑动钻进中，往往在井斜并不大时，就出现严重的托压。特别是井眼狗腿度较大时，滑动钻进非常艰难，往往需要反复上下活动钻具才能压稳工具面。

二、水力振荡器简介

1、原理：通过脉冲震动，使静摩擦转化为动摩擦，从而降低摩阻、粘滑、托压、钻压不连续、工具面不稳定、卡钻等技术难点问题。

2、主要结构：

（1）振荡短节；产生震荡脉冲，脉冲频率在16-22Hz 之间。 （2）动力部分；提供动力，用于开关盘阀。

（3）开关阀：产生压力脉冲，脉冲频率在16-22Hz 之间。 通过自身产生的纵向振动，减少钻具与井壁的摩阻，改善钻压传递的效果，提高对工具面的控制。在各种钻进模式中，特别滑动钻进中改善钻压的传递，减轻钻具的粘滑振动和扭转振动。

图2脉冲发生器示意图

图3 震荡短接示意图

三、工艺风险评估

1、主要工艺风险：

（1）力振荡器外形尺寸（Ф172m ）较大，可能在起下钻过程中出现下钻困难，遇阻或遇卡。

（2）力振荡器使用过程中可能出现突然损坏，造成堵水眼、起钻。

（3）安放位置不同，可能起不到良好的防托压效果。

（4）安放位置不同，严重影响定向井信号传递，造成起钻。 2、操作规程

A 、水力振荡器组合及井口测试

(1)组合工具时，不许在工具中间的动力部分坐卡瓦，打大钳等； (2)在由单根连接而成的刚性钻具组合中，水力振荡器安放位置视具体情况而定；

(3)振荡短节必须直接接在振荡器之上；

(4)在地面进行功能测试，振荡短节振荡频率与流量成正比，在地面测试中，其产生的振动或许会使整个钻具发生强烈的振动，为安全起见，尽可能使用较低的排量，尽量降低其振荡频率。在地面测试中以能观察到振荡短节的蠕动即止，蠕动范围在3~10mm之间；

(5)如果工具之下的钻具组合相对较轻，必须达到一定的排量才能驱动工具工作；

(6)组合钻具时，按照技术人员安排按照程序组合工具及接头，应有HSE 安全副队长在现场监督，防止发生人身伤害。

(7)低温环境中的测试：如果环境温度低于-10 ℃, 就不能在地面进行功能测试，否则会对定子的橡胶造成永久的损害。超高温井下工具的测试：在高温环境中使用, 工具的橡胶中需添加特殊的材料，确保工具在超高温的环境中正常运行。

B 、钻进操作规程

（1）根据前期测试结果，水力振荡器安放在距钻头150-200m 左右的位置。

（2）过套管鞋时，测试摩阻情况，收集相关数据备用； （3）下钻至井底，测量悬重；上提下放测试摩阻；完成摩阻测试后，开泵循环泥浆，调整泥浆性能至最佳，小钻压逐步增加，钻进测试水力振荡器最优钻压参数，并以此参数作为定向钻进钻压参数，摆放工具面进行定向作业。

（4）施加钻压原则：

开始钻进时，不宜过大，应逐渐加压，找到一个机械钻速最快的最佳契合点（最优值），然后保持该钻压钻进。在滑动工况，第一次滑动，先将排量提起来，再逐渐加压；在复合工况，钻压不宜过大。如使用大钻压钻进，振动短节的弹簧将受到压缩，这样就会降低工具的使用效果。

最大限度的发挥工具的功效：水力振荡器的效果主要是由流经的排量来决定的，所以在钻进中，排量尽量与设定工具的排量一致，尽量采用最大排量，大排量产生较大的压降，产生较高的振荡频率，带来最好的工作效果。

如遇泵压异常升高时要立即停止钻进，找到原因后再进行下步施工。

如发生井漏，应上提工具，进行堵漏，当井内稳定后再进行作业。如漏失量大，应起出工具堵漏。

（5）溢流处理方法

作业时发生溢流，立即停止作业，按照《井控实施细则》对应的“钻进过程中发生溢流处理办法”进行处置；起下钻发生溢流，立即停止起下钻，按照《井控实施细则》对应的“起下钻发生溢流处理办法”进行处置。 四、现场应用情况

1、 岔83-114x 井应用情况

岔83-114x 井于2016年4月1日开始使用水力振荡器减阻工具。主要工作如下：

（1）设备安装调试：钻进至井深2833起钻，4月1日16:00进行水力振荡器的井口测试。水力振荡器达到钻进排量后井口压降4MPa ，能够感到明显高频震动。

（2）下井作业：4月1日16:00水力振荡器入井, 钻具组合：Ф215.9mmTH1954D+Φ172mm 1.25°螺杆+4A11*4A10浮阀+Ф

165mmNDC*1根+MWD+165mmNDC*1根+Ф127mmWDP*14根+Ф172mm 水力振荡器+Ф127mm 加重钻杆*8根+随钻震击器+Ф127mmWDP*5根+Ф127mm 钻杆，根据以往应用情况，将水力振荡器下调至距钻头155m 。4月5日钻至完钻井深起钻，4月5日4:00水力振荡器起出转盘面, 入井时间84h ，完成进尺601m （2833m-3434m ），应用井段井斜由43度增至54.82度，滑动钻进较为频繁。纯钻时间45.5h ，平均机械钻速13.2m/h。

（3）现场应用情况描述：钻进时排量36l/s,泵压18-20Mpa, 水力震荡器对MWD 信号没有干扰。滑动钻进时托压现象得到明显改善，钻头能一次放到井底，不需要反复提放，滑动钻进时钻压在4-6吨，通过指重表和MWB 终端屏幕的显示可以感觉到钻压能有效的传递到钻头，工具面基本稳定，滑动钻进明显顺畅。该工具对钻井参数和钻井液性能无特殊要求，工作寿命达到甚至超过螺杆寿命，操作简单方便，对司钻无需专门培训。

表4 水力振荡器实钻工作参数

（4）与本井上部井段的数据对比： 2315-2833米井段，该井段为定向增斜井段，所钻地层为东营组。

表5 岔83-114X 井机械钻速对比

由以上对比可知岔83-114x 井2833-3434m 井段比2315-2833m 井

段机械钻速提高

8.24m/h，增幅165.79％。

五、 结论及认识

水力振荡器在岔83-114x 井的成功应用，为霸县凹陷岔河集构造带岔83断块以及各区块大斜度定向井的提速开拓了一条新的道路。水力震荡器安装操作简便，对钻井及钻井液参数无特殊要求，现场机泵及技术条件完全能够满足需要。耐高温，可以应用于深井。其独特的纵向震动不仅可以较好的解决滑动钻进时托压的问题，而且能减少粘卡的风险，而且也不影响钻具、螺杆、MWD 及钻头的使用寿命。对于饱受托压问题困扰的定向井有很好的应用前景。