莱1区块PDC钻头使用技术分析

朴文博 祁亚男

摘 要： 莱1区块油藏为半开启层状整装构造低饱和稀油砂岩油藏，地层薄而无缺失，馆陶组及以上地层成岩性差，泥岩性较软且易水化膨胀，导致坍塌剥落，下部有大段的泥岩段。本文根据工作实际，详细论述了该区块使用PDC钻头的情况，以期节省起下钻时间，缩短建井周期，节省钻头，节省成本。

关键词：钻头选型；施工分析；PDC钻头

1 背景介绍

（1）地质特征：莱1区块是一个由北、东、南三面被三条三级断层切割遮挡，构造形态南低北高，地层走向近似东西向，该油藏为半开启层状整装构造低饱和稀油砂岩油藏，地层薄而无缺失，馆陶组及以上地层成岩性差，泥岩性较软且易水化膨胀，导致坍塌剥落，下部有大段的泥岩段，本断块主要目的层为莱1断块沙四11层-沙四23层。

（2）施工情况：在广利油田莱1区块共施工三口井，2口为注水井，1口为生产井。概况是：莱1-斜110井， 斜深2892m， 垂深2733m， 最大井斜24.96°， 造斜点2339m， 水平位移131.76m， 完钻层位：沙四上。 莱1-斜更12 井， 斜深2945m， 垂深2850m， 最大井斜28.3°， 造斜点1004m， 水平位移481.48m， 完钻层位：沙四上。莱1-斜183井， 斜深3055m， 垂深2927m， 最大井斜29.22°， 造斜点1582m， 水平位移597.02m， 完鉆层位：沙四上。

2 施工钻头选型主要内容

对比莱1区块邻井井史及钻头使用经验，结合三口井井位实际情况确定钻头选型，以莱1斜110井为例：

（1）该井直井段长329-2339m，根据本区块地层特点，二开施工中直接采用PDC钻头配合18m扶正器及双偏接头，钻压控制在20-80KN范围内，出表层用一档车吊打40-50m，之后转至三档车，适当加压，大钻压钻五根小钻压吊一根，防斜打直；钻井液采用KCl-粘弹性聚合物钻井液体系；适当调节钻井液的粘度和失水；同时早开泵晚停泵，充分清洗钻头，防止钻头泥包；进入东营组改小循环，调节钻井液性能，低固相不分散保证机械钻速，控制排量在30L/S。

（2）斜井段仍使用PDC钻头，钻具结构：￠215.9mmPDC钻头+￠172mm1.50°单弯螺杆+MWD+￠159mm无磁1根+￠127mm无磁承压钻杆1根+￠127mm加重钻杆钻杆14根+￠127mm钻杆15根+￠214mm修壁器+￠127mm钻杆，定向同时向泥浆中混入7t原油。在操作上做到勤送少送，切菜式加压，避免在单弯螺杆+PDC钻头定向造斜时的随钻仪器工具面控制困难问题；PDC钻头反扭角根据地层软硬程度、钻时及泵压变化情况而定；使用单弯螺杆+PDC钻头定向造斜时， 反扭角在80-180°范围内， 每钻进200米搞短起下钻一次，保证井眼畅通，防止粘卡；钻进后期调整好钻井液性能，适当提高粘度，悬浮较大岩屑，降低失水，保证泥饼厚度，下套管前及时封井，防止井壁不稳定产生掉块。

综上所述：莱1-斜110井、莱1-斜更12井及莱1-斜183井同在一个断块，采取同样技术措施及钻头选型，三口井施工共使用PDC钻头、HAT127三牙轮钻头各2只（绕障使用）。

3 钻头选型施工分析

在莱1区块施工的三口井使用的钻头结果：莱1-斜110井，型号PDC，外径215.9 mm，钻进井段329-2982m，纯钻进时间156：05（h：min），机械钻速16.42 m/h。莱1-斜更12井，型号PDC，外径215.9 mm，钻进井段1421-2945m，纯钻进时间112：15（h：min），机械钻速13.6m/h。莱1-斜183井，型号PDC，外径215.9mm，钻进井段1508-2637m，纯钻进时间48：45（h：min），机械钻速22.92m/h。莱1-斜183井，型号PDC，外径215.9mm，钻进井段2637-3055m，纯钻进时间52：25（h：min），机械钻速7.93m/h。其中莱1-斜110、莱1-斜更12及莱1-斜183井的第一个PDC钻头为同一只钻头，莱1-斜183使用第二个PDC钻头磨损较轻，仍能继续使用。

与本区块其他井使用PDC钻头相比：莱17-斜2井，钻头类型PDC，井段2248-2858m，钻压20-40 KN，泵压15 Mpa，纯钻时间57.42h，平均机械钻速10.6m/h。莱1-斜更195井，钻头类型PDC，井段2202-3020m，钻压20-50KN，泵压15Mpa，纯钻时间70.15h，平均机械钻速11.6m/h。莱113-斜6井，钻头类型PDC，井段2153-2962m，钻压20-40KN，泵压14Mpa，纯钻时间60.83h，平均机械钻速13.3m/h。莱1-斜110井，钻头类型PDC，井段329-2982m，钻压20-80KN，泵压15Mpa，纯钻时间156：05h，平均机械钻速16.42m/h。莱1-斜更12井，钻头类型PDC，井段1421-2945m，钻压20-80 KN，泵压16Mpa，纯钻时间112：15h，平均机械钻速13.6m/h。莱1-斜183井，钻头类型PDC，井段1508-2637m，钻压20-80KN，泵压15Mpa，纯钻时间48：45h，平均机械钻速22.92m/h。由此可见，在此区块所打井机械钻速高，钻时快，使用钻头少，节约成本，莱1区块钻井施工使用PDC钻头效果好。

4 结论与认识

（1）结合莱1区块地层特点，PDC钻头使用效果佳，低钻压高，钻时快，节省起下钻时间，缩短建井周期，钻头磨损小，节省成本。

（2）莱1区块上部地层，井壁不稳定，易坍塌，对于PDC钻头容易造成泥包，因此要严格控制钻压在20-80KN之间，而且要调整好钻井液性能，充分清洗钻头，防止PDC钻头泥包。

（3）定向时泥浆中及时混入原油或聚合物润滑剂，操作上送钻勤送少送，切菜式加压，避免PDC钻头定向造斜时工具面控制困难问题，防止粘卡。

（4）PDC钻头反扭角根据地层软硬程度、钻时及泵压变化情况而定， 地层软、钻时快反扭角小，加压钻进后泵压升高1.5MPa合适，使用PDC钻头定向时， 反扭角在80-180°范围内。

（5）莱1区块井壁不稳定的地层特点，要求钻井后期调整好钻井液性能，适当提高粘度，降低失水，下套管前及时封井，防止井壁不稳定产生掉块等。

（6）莱1区块钻头选型要根据井眼尺寸、井型或井斜角大小、邻井防碰、地质特性等而定。钻头选型事先要充分了解所钻井的概况，制定合适的技术措施。