今年以來,為了加快順北油田鉆井提速提效,西北油田依托科研項目,先后配套研發了大尺寸等壁厚螺桿、混合鉆頭和尖圓齒PDC鉆頭,新工藝現場應用提速效果顯著。
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據悉,順北油氣田埋藏超深(>7400m),其可鉆性差于塔河油田,尤其是古生界地層古老,壓實程度高,巖石堅硬(>100MPa)且塑性強,導致機械鉆速慢,成為鉆井提速的“攔路虎”。
為此,西北油田科研人員緊盯世界前沿鉆井技術,按照“顛覆性思維、革命性技術、規模性應用”的研發理念,運用“深切削、抗沖擊、高扭矩”的設計方法,通過改變破巖方式和加強破巖扭矩,研發高效破巖鉆頭和高效螺桿。
大尺寸等壁厚螺桿輸出扭矩較常規螺桿提高26%。通過詳細設計、精細加工螺桿定子和改進橡膠配方與硫化工藝,實現了螺桿等壁厚且應力分布均勻,容積效率較常規螺桿提高25%,輸出扭矩達(15.74KN/m)較常規螺桿提高26%。
二疊系“混合鉆頭+等壁厚螺桿”提速28%以上。針對二疊系配套研發了沖擊破碎與剪切破碎相結合的高效破巖工藝,首次在順北評1H井二疊系開展“混合鉆頭+等壁厚螺桿”提速試驗,進尺407米,機械鉆速4.03米/小時,較鄰井提高28.34%,鉆井周期11.85天,較鄰井縮短32.56%。
古生界深部地層“尖圓齒PDC鉆頭+等壁厚螺桿”提速40%以上。針對古生界深部地層配套研發了尖齒與圓齒相結合的高效破巖工藝,首次在順北評1井開展“尖圓齒PDC鉆頭+高效螺桿”提速試驗,進尺848米,鉆頭出井新度85%,機械鉆速5.31米/時,較鄰井提高51.7%,鉆井周期9.12天,較鄰井縮短率41.7%。
據專家介紹,混合鉆頭和尖圓齒PDC鉆頭改進了傳統PDC鉆頭剪切破碎巖石的方式,提高了破巖效率,兩種鉆頭配合大尺寸等壁厚螺桿可大幅提高鉆井速度。