水力振蕩器助推涪陵頁巖氣田鉆井提速提效

“我們?cè)诮鬼?2—1HF井使用水力振蕩器后，該井與同平臺(tái)焦頁42-1HF井常規(guī)鉆組具合相比，進(jìn)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(xiàng)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(xiàng)目部選定的第一口試驗(yàn)井，該井鉆進(jìn)中，采用常規(guī)鉆具組合，鉆進(jìn)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(fù)雜的地質(zhì)情況，出現(xiàn)了嚴(yán)重的托壓現(xiàn)象。施工人員必須反復(fù)上提下放改變鉆進(jìn)方向，才能艱難鉆進(jìn)。因定向效果較差，鉆進(jìn)路線很難達(dá)到軌跡設(shè)計(jì)要求。該公司使用水力振蕩器后，此舉提速明顯，鉆時(shí)縮減到12～20分鐘/米，足足減少了一半的時(shí)間，改變鉆進(jìn)方向的時(shí)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(qū)塊的長(zhǎng)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(fù)雜，極有挑戰(zhàn)性。”當(dāng)談到頁巖氣開發(fā)鉆井施工時(shí)，陳林這樣感慨。

大三維水平井，鉆進(jìn)軌跡往往十分復(fù)雜，宛如一條地龍?jiān)诘貙幼笥遗?dòng)，螺旋狀前行，導(dǎo)致定向困難，鉆速低，嚴(yán)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(xiàng)目部技術(shù)人員在鉆井施工中發(fā)現(xiàn)，鉆進(jìn)過程中的摩阻大小，是影響鉆速的重要因素。在焦石壩區(qū)塊，因其獨(dú)特的地貌，大斜度井、水平井、長(zhǎng)水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井越來越多，鉆進(jìn)過程中的摩阻也越來越大，導(dǎo)致鉆具機(jī)械鉆速低、鉆頭鉆進(jìn)方向控制困難、單趟鉆進(jìn)尺很少、異常嚴(yán)重的鉆柱和鉆頭磨損等情況也日益增多。因此，實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)、提升質(zhì)量效益，成了鉆井亟待解決的難題。

鉆井工程項(xiàng)目部成立攻關(guān)小組，深入施工現(xiàn)場(chǎng)，反復(fù)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(guó)內(nèi)外開始研制，具有保障井壁穩(wěn)定、有效提高鉆速的作用，但在頁巖氣開發(fā)上還屬新生事物。其工作原理是通過振蕩短接產(chǎn)生高頻振動(dòng)，從而帶動(dòng)工具沿管柱軸向產(chǎn)生周期性蠕動(dòng)，使其與井壁的靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)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(jìn)尺26300多米，平均單井節(jié)約時(shí)間為5.36天，共計(jì)節(jié)約鉆井工期費(fèi)用900多萬元。