“我們在焦頁42—1HF井使用水力振蕩器后,該井與同平臺焦頁42-1HF井常規鉆組具合相比,進尺和平均鉆速都大幅提高。”3月25日,江漢油田涪陵頁巖氣公司鉆井工程項目部陳林開心地說。
焦頁42-2HF井是涪陵頁巖氣公司鉆井工程項目部選定的第一口試驗井,該井鉆進中,采用常規鉆具組合,鉆進愈深,鉆具與井壁摩擦力越大,鉆壓施加越困難,施加的壓力遇上了復雜的地質情況,出現了嚴重的托壓現象。施工人員必須反復上提下放改變鉆進方向,才能艱難鉆進。因定向效果較差,鉆進路線很難達到軌跡設計要求。該公司使用水力振蕩器后,此舉提速明顯,鉆時縮減到12~20分鐘/米,足足減少了一半的時間,改變鉆進方向的時間也直接縮短到5~10分鐘,且定向過程中,鉆壓施加容易。
“上天容易入地難,尤其是鉆井穿行致密度高、孔隙小、滲透率低的頁巖層。難上加難的,是焦石壩區塊的長水平段大三維水平井,這樣的井定向工作量大,井眼軌跡非常復雜,極有挑戰性。”當談到頁巖氣開發鉆井施工時,陳林這樣感慨。
大三維水平井,鉆進軌跡往往十分復雜,宛如一條地龍在地層左右扭動,螺旋狀前行,導致定向困難,鉆速低,嚴重影響施工周期,成為鉆井施工中的攔路虎。
該公司鉆井工程項目部技術人員在鉆井施工中發現,鉆進過程中的摩阻大小,是影響鉆速的重要因素。在焦石壩區塊,因其獨特的地貌,大斜度井、水平井、長水平井等復雜結構井越來越多,鉆進過程中的摩阻也越來越大,導致鉆具機械鉆速低、鉆頭鉆進方向控制困難、單趟鉆進尺很少、異常嚴重的鉆柱和鉆頭磨損等情況也日益增多。因此,實現快速鉆進、提升質量效益,成了鉆井亟待解決的難題。
鉆井工程項目部成立攻關小組,深入施工現場,反復研究摸索,決定采用水力振蕩器破解難題。水力振蕩器,2000年起在國內外開始研制,具有保障井壁穩定、有效提高鉆速的作用,但在頁巖氣開發上還屬新生事物。其工作原理是通過振蕩短接產生高頻振動,從而帶動工具沿管柱軸向產生周期性蠕動,使其與井壁的靜摩擦轉變為動摩擦,以降低鉆具與井壁之間的摩擦力,提高鉆速。
截至目前,涪陵頁巖氣田共有50口井使用了水力振蕩器,總進尺26300多米,平均單井節約時間為5.36天,共計節約鉆井工期費用900多萬元。
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