【正文】 復(fù)合鉆進(jìn)?；瑒?dòng)鉆進(jìn)只用于特殊井段。在小井眼鉆井方式的選擇上，國(guó)內(nèi)外存在顯著差別，其根本原因就是小井眼井下工具和地面裝備的發(fā)展水平不同。就滑動(dòng)鉆進(jìn)方式而言，國(guó)外對(duì)小直徑馬達(dá)進(jìn)行了大量的研究，高速馬達(dá)、大功率馬達(dá)、鉸接馬達(dá)等配合高效PDC鉆頭，大幅度地提高小井眼的機(jī)械鉆速，綜合效益非常好；國(guó)內(nèi)小尺寸動(dòng)力鉆具在性能上與國(guó)外有較大的差距，常規(guī)小動(dòng)力鉆具配合PDC鉆頭或牙輪鉆頭沒有顯示出其優(yōu)越性，與此形成明顯對(duì)比的是，轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)由于可以施加較大的鉆壓，復(fù)合鉆進(jìn)由于能夠大幅度提高轉(zhuǎn)速、有效降低摩阻，機(jī)械鉆速相對(duì)較高。 中原油田小井眼鉆井方式分析 滑動(dòng)鉆井方式⑴ 鉆具組合中原油田常用的滑動(dòng)鉆進(jìn)鉆具組合有兩種：鉆具組合I：φ118mm鉆頭+φ95mm直螺桿+鉆鋌+φ73mmDP鉆具組合II：φ118mm鉆頭+φ95mm單彎螺桿+φ105mmNDC+φ105mmDC+φ73mmDP組合I主要用于套管開窗后脫離老眼，依靠斜面的支撐作用和螺桿鉆具的剛性，促使新老井眼盡快分離。組合II主要用于造斜段和扭方位段，代替動(dòng)力鉆具+彎接頭組合，利用單彎螺桿鉆具的高造斜能力，促使井斜和方位盡快達(dá)到理想狀態(tài),減少了轉(zhuǎn)盤增斜的不穩(wěn)定性,提高了造斜井段軌跡控制的精度,為下部井段優(yōu)質(zhì)快速鉆進(jìn)創(chuàng)造有利條件。⑵ 使用情況分析中原油田大部分側(cè)鉆小井眼井都在部分井段采用過滑動(dòng)鉆井方式，鉆井實(shí)踐表明:滑動(dòng)鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速往往不理想，平均機(jī)械鉆速度很低。如WC2572井，在2089m2103m井段采用組合I滑動(dòng)鉆進(jìn)，鉆頭為PDC。在PC2615井24562471m井段，采用組合II滑動(dòng)鉆進(jìn)，鉆頭為YA437。機(jī)械鉆速不理想極大地限制了滑動(dòng)鉆進(jìn)方式的應(yīng)用，目前只在開窗后脫離老眼、定向或扭方位等特殊井段使用?；瑒?dòng)鉆進(jìn)機(jī)械鉆速較慢的原因主要有兩個(gè)方面：① 螺桿鉆具方面。螺桿鉆具功率小、轉(zhuǎn)速低，允許施加的鉆壓小，機(jī)械破巖能量低。這是滑動(dòng)鉆進(jìn)機(jī)械鉆速較慢的主要原因。② 其它方面。如滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱不旋轉(zhuǎn)，其軸向摩阻比轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱時(shí)大得多，根據(jù)指重表和螺桿鉆具推薦鉆壓施加鉆壓鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭上的有效鉆壓??；滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱不旋轉(zhuǎn)，如泥漿性能不合適，泥餅疏松且厚，易發(fā)生鉆具粘附，影響鉆壓的有效傳遞。這些因素在一定程度上影響滑動(dòng)鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速。⑶ 改進(jìn)措施針對(duì)滑動(dòng)鉆進(jìn)存在的問題，推薦螺桿鉆具與液力加壓器配合使用，可供選擇的鉆具組合為：φ118mm鉆頭＋φ95mm螺桿＋液力推進(jìn)器＋鉆鋌＋鉆桿或 φ118mm鉆頭＋液力推進(jìn)器＋φ95mm螺桿＋鉆鋌＋鉆桿根據(jù)中原油田HC123井的試驗(yàn)，使用液力推進(jìn)器比不使用液力推進(jìn)器時(shí)，%。⑴ 鉆具組合鉆盤鉆進(jìn)方式采用的鉆具組合有：組合III：φ118mm鉆頭+鉆鋌+φ73mm鉆桿組合IV：φ118mm鉆頭+φ114mm穩(wěn)定器+鉆鋌+φ73mm鉆桿組合V：φ118mm鉆頭+φ114mm穩(wěn)定器+鉆鋌２根+φ114mm穩(wěn)定器+鉆鋌+φ73mDP。上述三種鉆具組合中，應(yīng)用最為廣泛的是組合III和組合IV，組合V以及帶有更多穩(wěn)定器的組合應(yīng)用相對(duì)較少，這種情況與中原油田小井眼鉆井中井壁穩(wěn)定性欠佳、井眼清潔不好、井下復(fù)雜情況較多有關(guān)。⑵ 使用情況分析轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)是中原油田側(cè)鉆小井眼鉆井的主要鉆井方式，與單牙輪鉆頭配合，即可以強(qiáng)化鉆壓，又可以適當(dāng)強(qiáng)化轉(zhuǎn)速，還能夠有效消除或減少鉆具粘附，機(jī)械鉆速遠(yuǎn)高于滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速。由于單牙輪鉆頭允許施加的鉆壓遠(yuǎn)大于PDC鉆頭，而PDC鉆頭要求的高鉆速受到現(xiàn)有設(shè)備的限制，提高轉(zhuǎn)速又受到現(xiàn)有設(shè)備的限制，因此轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)時(shí)，單牙輪鉆頭的機(jī)械鉆速一般高于PDC鉆頭的機(jī)械鉆速。但是，在小井眼鉆井中，由于鉆頭、鉆鋌、鉆桿以及其它井下工具的直徑明顯減小，其抗彎剛度和承載能力大幅度下降（）。 小井眼與常規(guī)井眼所用鉆具剛度對(duì)比井眼直徑(mm)鉆桿鉆鋌外徑(cm)內(nèi)徑(cm)慣性矩(cm4)剛 度(KNcm2)外徑(cm)內(nèi)徑(cm)慣性矩(cm4)剛 度(KNcm2)5931063056106118106558106296106：常規(guī)井眼所用鉆桿、鉆鋌的剛度，、。根據(jù)下部鉆柱彎曲理論，小井眼鉆具組合發(fā)生彎曲時(shí)的臨界鉆壓將大大降低，這樣在井眼軌跡要求嚴(yán)格的井或井段鉆進(jìn)時(shí)，所施加的最大鉆壓就受到嚴(yán)格限制，限制了機(jī)械鉆速的提高。這時(shí)就需要使用多穩(wěn)定器組合，以強(qiáng)化鉆井參數(shù)。⑶ 注意事項(xiàng)①在井眼軌跡許可或無(wú)嚴(yán)格要求時(shí)，盡量簡(jiǎn)化鉆具組合，如使用光鉆鋌組合，確保井下安全。轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)所使用的三種鉆具組合所表現(xiàn)出的特性與鉆井參數(shù)尤其是與鉆壓有很大的關(guān)系，但在上部井段為增斜段或有增斜趨勢(shì)時(shí)，一般表現(xiàn)出增斜或微增斜特性，這也是大多數(shù)側(cè)鉆井所需要的特性。②對(duì)于軌跡控制要求嚴(yán)格的井，如采用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)，可采取的方法有：。鉆具組合為φ118mm鉆頭＋液力推進(jìn)器＋相應(yīng)的組合＋φ73mmDP。由于小尺寸鉆柱的抗彎剛度低，在小井眼鉆井過程中存在著加壓與井斜的矛盾，即鉆壓稍一增大，井斜就不易控制，致使小井眼鉆井機(jī)械鉆速低。由于液力推進(jìn)器所產(chǎn)生的軸向壓力直接作用在鉆頭上，整個(gè)下部鉆具的彎曲變形對(duì)井眼軌跡影響不大。這時(shí)就需要根據(jù)井下需要，調(diào)整鉆井參數(shù)。 復(fù)合鉆進(jìn)方式⑴ 鉆具組合復(fù)合鉆進(jìn)方式一方面彌補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)動(dòng)力鉆具轉(zhuǎn)速較低的不足，滿足了PDC（或單牙輪鉆頭）對(duì)高轉(zhuǎn)速的要求，增加了機(jī)械破巖能量，有利于機(jī)械鉆速的提高；另一方面，采用雙驅(qū)方式鉆井時(shí)，在一定程度上消除了純滑動(dòng)鉆井時(shí)，鉆柱由于靜止而粘附在井壁上,致使不能有效給鉆頭施加鉆壓的情況，也有利于機(jī)械鉆速的提高?？蛇x擇帶液力推進(jìn)器的組合，如：φ118mm鉆頭＋液力推進(jìn)器＋φ95mm螺桿＋鉆鋌＋φ73mm鉆桿或 φ118mm鉆頭＋φ95mm螺桿＋液力推進(jìn)器＋鉆鋌＋φ73mm鉆桿也可以選擇不帶液力推進(jìn)器的組合，如：φ118mm鉆頭＋φ95mm螺桿＋鉆鋌＋φ73mm鉆桿即使在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，液力推進(jìn)器也同樣可以提高機(jī)械鉆速。對(duì)于井眼軌跡控制要求嚴(yán)格的井，復(fù)合鉆井方式具有明顯的優(yōu)越性。⑵復(fù)合鉆井時(shí)需注意的事項(xiàng)應(yīng)用雙驅(qū)鉆井方式時(shí)，考慮到鉆具強(qiáng)度和擴(kuò)眼量的限制，都要求彎螺桿的彎角不能太大，根據(jù)國(guó)內(nèi)外油田的使用經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速通常在60r/min以下；如果轉(zhuǎn)盤扭矩不正常，不要采用復(fù)合鉆進(jìn)。復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，如果所使用動(dòng)力鉆具的彎角太大，不但達(dá)不到提高機(jī)械鉆速的目的，而且還會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的后果，如：⑴ 大大縮短動(dòng)力鉆具的壽命，甚至導(dǎo)致動(dòng)力鉆具在井下?lián)p壞，造成鉆具落井事故；⑵ 由于鉆頭偏磨嚴(yán)重以及扭矩不穩(wěn)，因而鉆頭的壽命大大縮短；⑶ 達(dá)不到顯著提高機(jī)械鉆速的目的。有人曾對(duì)切削面積與機(jī)械鉆速的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。從圖中可以看出：在其它條件相同時(shí)，隨切削面積的增加，機(jī)械鉆速明顯下降。由此可見，當(dāng)螺桿鉆具的彎角太大時(shí)，不但對(duì)井下安全不利，而且有可能使復(fù)合鉆井的優(yōu)勢(shì)無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。小井眼鉆井與常規(guī)尺寸井眼鉆井的最大區(qū)別是環(huán)空間隙小，這就對(duì)小井眼鉆井液提出了更為嚴(yán)格的要求。1)小井眼鉆井液必須具有良好的抑制性，能有效維護(hù)井壁穩(wěn)定；2)小井眼鉆井液要具有良好的流變性，滿足攜帶巖屑的要求；3)小井眼鉆井液必須具有較好的潤(rùn)滑性，以防止卡鉆事故的發(fā)生；4)小井眼鉆井液必須是低固相的，因?yàn)楣滔嗪窟^高會(huì)增加鉆井液在環(huán)空中的流動(dòng)阻力，不利于水力能量的有效發(fā)揮，也由于泵壓太高，容易引起井漏及損壞地面設(shè)備等；5)小井眼鉆井液應(yīng)具有較低的失水，以防止塑性泥巖吸水膨脹產(chǎn)生縮頸，同時(shí)低失水對(duì)于保護(hù)油氣層也有利。 經(jīng)過幾年小井眼鉆井實(shí)踐，目前中原油田已充分認(rèn)識(shí)到小井眼對(duì)泥漿性能的特殊要求。在鉆井實(shí)踐中重點(diǎn)突出三個(gè)方面，即井壁穩(wěn)定性，潤(rùn)滑性和攜巖能力。目前通常采用兩種鉆井液體系：正電膠防塌潤(rùn)滑鉆井液和聚合物鉆井液體系。 聚合物鉆井液體系日常維護(hù)要點(diǎn)是： 采用稀膠液每天補(bǔ)充泥漿量，使鉆井液具有較低的失水和良好的攜砂性。定期補(bǔ)充潤(rùn)滑劑、玻璃小球，使鉆井液具有較好的潤(rùn)滑性；必要時(shí)可混入適量原油（一般510%），以增加鉆井液的潤(rùn)滑性。根據(jù)井壁穩(wěn)定情況，必要時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高鉆井液密度。 采用超細(xì)CaCO3，使鉆井液具有良好的暫堵性，有利于防漏和保護(hù)油氣層。正電膠鉆井液體系主要從滿足井壁穩(wěn)定、攜砂和潤(rùn)滑防卡等三個(gè)方面的需要入手調(diào)整鉆井液性能（表5）。表5 正電膠鉆井液性能維護(hù)性能要求處 理 方 法井壁穩(wěn)定；%低軟化點(diǎn)瀝青粉和2%渣油；%MMH。攜砂%； g/l。潤(rùn)滑防卡，同時(shí)混5%左右原油；2鉆井過程中，定期使用隨鉆小球；其他作業(yè)時(shí)，用較大尺寸玻璃小球打封閉。 CMC和SDX改善泥漿質(zhì)量。 1)井眼準(zhǔn)備鉆進(jìn)時(shí), 每鉆進(jìn)50100m短起下一次，整個(gè)裸眼段鉆完后，應(yīng)用帶穩(wěn)定器的鉆具組合進(jìn)行通井，確保下套管時(shí)井眼暢通無(wú)阻。 對(duì)送入鉆桿必須用與固井膠塞相同的膠塞通徑，確保鉆桿水眼清潔和固井膠塞順利通過。 在尾管懸掛器座封位置上下50m，多次提拉，將套管內(nèi)壁刮削干凈。 起鉆前應(yīng)充分循環(huán)鉆井液，起鉆時(shí)應(yīng)調(diào)整好泥漿，打好封閉。 油層套管使用專門加工的套管扶正器，保證套管居中，套管扶正器一般焊接在套管本體上。 2）目前。，由于鋼級(jí)太低，不適應(yīng)中原油田的實(shí)際情況；，但抗內(nèi)壓和扭矩達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，且質(zhì)量不穩(wěn)定，價(jià)格降不下來(lái)；1998年下半年，中原 ，套管質(zhì)量得到保證。 3)尾管懸掛器的選擇早期主要使用機(jī)械式尾管懸掛器，目前主要使用液壓式尾管懸掛器。 4)下尾管 下尾管時(shí)，使用套管扭矩儀緊扣，提高下套管質(zhì)量。 下尾管時(shí)，堅(jiān)持一根一灌漿，尾管下完后灌滿。 根據(jù)小眼井環(huán)空壓耗較高的特點(diǎn), 套管下完后, 應(yīng)充分循環(huán)洗井。同時(shí)適當(dāng)調(diào)整鉆井液的性能（主要是降低鉆井液的粘度），減小流動(dòng)阻力。 5)水泥漿的優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)選水泥外加劑，以取得固井水泥最佳配方，滿足小井眼小間隙固井要求。 配方1：水泥+降失水劑G301 %+%+%。水泥品牌：四川嘉華D級(jí)；試驗(yàn)條件：75℃，40MPa。 配方2：水泥+降失水劑G301 %+消泡劑1%+%+%+% 。水泥品牌：四川嘉華D級(jí)；試驗(yàn)條件：75℃，40MPa。 試驗(yàn)結(jié)果：稠化時(shí)間：186分，失水量86ml，抗壓強(qiáng)度：。 上述兩種水泥漿配方失水量低，流動(dòng)性好，強(qiáng)度滿足要求，稠化時(shí)間合適，經(jīng)過多口井的現(xiàn)場(chǎng)施工，效果良好。 6)注水泥、替漿 改變常規(guī)注灰方式，使用二次混拌，確保注入水泥漿密度均勻。由于小井眼小間隙條件的限制，固井注灰時(shí)往往施工壓力較高，不利于配漿均勻，在施工中，采用一車低壓配灰，另一車高壓注灰，保證注入水泥漿性能達(dá)到要求。 合理選擇施工排量。根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)排量，計(jì)算上返速度，確定固井時(shí)的注替最佳排量，避免固井排量過大，造成流動(dòng)阻力增加，泵壓增加，引起井漏、懸掛器中心管密封失效等復(fù)雜情況。隔離液一般使用清水加CMC和FCLS或DJKH型油基解卡劑，用量以占環(huán)空高度200m為宜。 替漿時(shí)，采用水泥車和泥漿灌雙重計(jì)量，防止膠塞失效時(shí)，替空套管。二、環(huán)空間隙小，鉆頭尺寸φ118mm。由于井身結(jié)構(gòu)限制，環(huán)空間隙小，當(dāng)井徑小于φ120mm時(shí)，套管與井眼的環(huán)空間隙小于10mm。環(huán)空間隙較小，導(dǎo)致固井時(shí)泵壓高、排量低、頂替效率低、易發(fā)生層間竄槽，水泥環(huán)薄，固井質(zhì)量差。有時(shí)泵壓過高，固井時(shí)出現(xiàn)井漏，造成固井質(zhì)量不合格，影響投產(chǎn)使用。例如Q11C7井，多處井段縮徑，環(huán)空間隙過小，油頂封固質(zhì)量差，主要生產(chǎn)目的層優(yōu)質(zhì)封固率低，%，層間3層未封隔，導(dǎo)致固井質(zhì)量不合格。套管不居中在造斜井段、大井斜井段及狗腿度較大的井段，套管很難居中，影響固井質(zhì)量。，由于上部套管內(nèi)徑限制，無(wú)法下入套管扶正器，即使在套管本體焊接特殊的鋼性扶正塊，由于扶正塊的數(shù)量和尺寸受限，也難以保證套管居中。實(shí)際上，套管始終偏向井眼低邊，導(dǎo)致井眼一邊水泥少或無(wú)水泥，甚至套管與井壁相切，形成竄槽，造成嚴(yán)重的固井質(zhì)量問題。井漏與地層出水由于多年開發(fā)，老區(qū)地下壓力系統(tǒng)紊亂，開窗側(cè)鉆井經(jīng)常發(fā)生井漏、出水現(xiàn)象。井漏可導(dǎo)致水泥返高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；出水可使主要目的層段發(fā)生水浸，替空。出現(xiàn)上述情況，雖然可以采取擠水泥進(jìn)行補(bǔ)救，但補(bǔ)救效果一般較差，嚴(yán)重的可使井報(bào)廢。如H7C134井固井時(shí)發(fā)生井漏，水泥返高不夠（差260m），油頂封固質(zhì)量差，主要目的層優(yōu)質(zhì)封固率低(%)，層間6層未封隔，固井質(zhì)量不合格。完井液性能差完井液性能差，固井循環(huán)阻力大，水泥漿頂替效率低，泵壓高，固井施工危險(xiǎn)，固井質(zhì)量也難以保證。完井液性能差主要表現(xiàn)在失水量大、粘度高、固相含量高、高溫高壓條件下稠化嚴(yán)重，而且與水泥漿的配伍性差，導(dǎo)致固井水泥環(huán)與地層的膠潔力不夠，影響聲幅變密度測(cè)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。水泥漿體系不完善目前中原油田小井眼固井所使用的水泥漿體系和配方與常規(guī)相差不大，難以滿足小井眼對(duì)水泥漿流變性好，析水為零及水泥環(huán)韌性高的要求。固井附件質(zhì)量差懸掛器、阻流環(huán)、膠塞等固井附件質(zhì)量存在問題，如懸掛器坐掛困難；復(fù)合膠塞質(zhì)量問題導(dǎo)致固井無(wú)法碰壓，甚至目的層段水泥被替空；阻流板不密封，井內(nèi)留有水泥塞等。三、提高固井質(zhì)量的方法與途徑㈠ 采取必要措施，提高固井頂替效率影響固井頂替效率的因素主要包括井徑擴(kuò)大率、完井液性能、頂替速度及排量、套管居中度及前置隔離液性能等幾個(gè)方面。井徑擴(kuò)大率如果井徑擴(kuò)大率局部過大，形成“大肚子”井段，在頂替過程中易造成局部鉆井液滯留現(xiàn)象。針對(duì)中原油田鹽層、鹽膏層井段地層融蝕的特點(diǎn)，鉆鹽層時(shí)推薦使用飽和水聚磺鉆井液體系，抑制鹽溶，防止井眼局部過大。完井液性能完井液性能不宜大幅度調(diào)整，要求做到低失水、低粘度、低切力、低含砂量、薄泥餅、密度適當(dāng)。水泥漿與完井液壓力梯度比在23之間。頂替速度在保證井下不漏的情況下，盡可