復(fù)合鉆井技術(shù)在天然氣井應(yīng)用附效果分析

1、沈雙平馬喜 張秉毅概述： 長(zhǎng)慶氣田自開(kāi)發(fā)以來(lái)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)慶鉆井人十幾年的不懈努力，已經(jīng)形成了一套適合鉆探鄂爾多斯盆地天然氣井的特色技術(shù)，氣井機(jī)械鉆速?gòu)目碧匠跗诘?M/ 小時(shí)已提高到6M/ 小時(shí)，但是，鉆具失效表現(xiàn)的越來(lái)越突出，嚴(yán)重制約著鉆井生產(chǎn)的順利完成，并且機(jī)械鉆速提高的幅度越來(lái)越小，為了很好地解決鉆具失效問(wèn)題和提高機(jī)械鉆速，加快鉆井速度，依目前的應(yīng)用技術(shù)，難度很大，如何提高鉆井速度，降低鉆井成本，是擺在我們技術(shù)人員面前的一項(xiàng)技術(shù)難題。 2001 年以來(lái)我們采用復(fù)合鉆井技術(shù)，達(dá)到了以下目的：1、加快了鉆頭破巖效率，提高了機(jī)械鉆速；2、改善鉆具受應(yīng)力的狀況，減少鉆具失效；3、縮短鉆井周期， 節(jié)約鉆

2、井成本。2003 年共投入新螺桿47 根，修復(fù)螺桿23 根，在23 個(gè)鉆井隊(duì)77 口井上進(jìn)行了復(fù)合鉆井技術(shù)實(shí)驗(yàn)與推廣，下面就2003 年復(fù)合鉆井技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析：一、 2003 年復(fù)合鉆井的應(yīng)用情況1、常規(guī)與復(fù)合鉆井對(duì)比，見(jiàn)表一常規(guī)與復(fù)合鉆井對(duì)比表表一鉆井方式鉆井口數(shù)鉆井進(jìn)尺平均機(jī)械鉆速平均鉆井周期復(fù)合段進(jìn)尺復(fù)合段鉆速(M)(M/ 小時(shí) )（天）（ M）(M/ 小時(shí) )復(fù)合鉆井75256872.56.1836.21117912.3410.44常規(guī)鉆井642037925.6634.9376420.186.14 （ 36口）對(duì)比0.521.283.30注：此表不包括蘇里格和榆林區(qū)塊氣探工程組

3、的井，統(tǒng)計(jì)到2003年 11 月 30 日完成井上交資料2、分區(qū)塊復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表二分區(qū)塊復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表表二區(qū)鉆井鉆井鉆井進(jìn)尺平均平 均平均相近井段相近井段年份機(jī)械鉆速鉆井塊 方式口數(shù)（M）井 深進(jìn)尺鉆速（ M/小時(shí)）周期200332109046.56.483407.7031.8348213.5410.12 （ 32復(fù)合口）中200210341666.893416.6031.1312635.3710.84北2003321023216.083305.0034.8535486.886.73 （16部常規(guī)口）2002321071696.653349.0334.2

4、57.85對(duì)比0.403.023.39200324910396.163793.2944.3649039.3110.63 （ 26復(fù)合口）南20027268525.943836.0043.1311696.7810.34部常規(guī)2003137755.353775.0044.338733.486.58 （4 口）20024189084.673781.6056.386.42對(duì)比0.660.034.05復(fù)合200319567875.712988.7933.2920659.4910.81 （ 19榆口）林200324708075.042950.0035.1632199.845.50 （16二常規(guī)口）廠200

5、223671444.84291840.26對(duì)比0.671.875.31注：此表不含中北部烏字號(hào)井，不含榆林區(qū)塊氣探工程組的井位從表二中可以看出,復(fù)合鉆井在各區(qū)塊比常規(guī)鉆井機(jī)械鉆速高，縮短鉆井周期。中北部區(qū)塊機(jī)械鉆速比上年有所下降，其原因是2003 年與 2002 年相比，該區(qū)域的井位大量向東向南移動(dòng)，地層的可鉆性變差，從而導(dǎo)致機(jī)械鉆速下降；南部區(qū)塊復(fù)合鉆井的鉆井周期比常規(guī)鉆井略長(zhǎng)，其原因是唯一的一口常規(guī)鉆井實(shí)驗(yàn)了液力推力器，既保護(hù)了鉆具，又延長(zhǎng)了鉆頭的使用時(shí)間。3、單井分井段復(fù)合鉆井鉆頭使用情況，見(jiàn)附表一二、復(fù)合鉆井鉆頭使用分析鉆頭分析1、復(fù)合鉆井對(duì)鉆頭的影響復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井分井段鉆頭統(tǒng)計(jì)，

6、見(jiàn)表三復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井部分井分井段鉆頭統(tǒng)計(jì)表表三鉆井鉆井井段統(tǒng)計(jì)井口數(shù)所用鉆平均單只平均單只鉆平均/ 鉆頭尺寸頭數(shù)量鉆頭進(jìn)尺頭純鉆時(shí)間機(jī)械鉆速區(qū)塊（ M）方式（ mm）( 只 )（ M）（小時(shí)）（ M/小時(shí)）復(fù)合500-180016/24120952.3057.9616.431800-240017/24118487.4465.507.44鉆井2400 以上6/2416392.2065.485.99中北部500-180016/24122867.1579.0510.82常規(guī)1800-240023/24129464.2087.635.30鉆井2400 以上34/24142356.4498.103.

7、63復(fù)合500-180018/24123947.9954.9617.251800-240018/24119583.5264.859.00鉆井2400 以上11/24116337.9759.085.72南部500-18004/2415836.6977.7810.75常規(guī)1800-24004/2414596.88105.385.66鉆井2400 以上10/24117318.0885.933.70500-16004/ 24141010.5055.8518.091600-21004/2414541.2681.656.63復(fù)合2100 以上3/2414335.3763.935.25鉆井500-16009

8、/21610764.2757.4713.30榆林1600-21004/2164364.5256.826.412100 以上常規(guī)500-160016/21620870.3293.219.341600-210019/21620483.61113.624.26鉆井2100 以上19/21623343.26106.953.21從表三和附表一中可以看出，復(fù)合鉆井 241mm 鉆頭鉆井進(jìn)尺比常規(guī)鉆井高。通過(guò)統(tǒng)計(jì)對(duì)比，在中北部區(qū)塊復(fù)合鉆井 241mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆井高 174.98M，復(fù)合鉆井中 241mmHA537 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆進(jìn)多 21.33M, 在南部區(qū)塊復(fù)合鉆井

9、 241mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆井高200.39M，復(fù)合鉆井中 241mmHA537 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆進(jìn)多 48.08M。復(fù)合鉆井 216mm 鉆頭鉆井進(jìn)尺比常規(guī)鉆井低，在榆林區(qū)塊復(fù)合鉆井 241mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆井 216mmHA517 類(lèi)鉆頭多 163.29M，復(fù)合鉆井中 241mmHA537 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆進(jìn) 216mmHA537 類(lèi)鉆頭少 7.99M，復(fù)合 鉆井 216mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆井 少106.05M，復(fù)合鉆井216mmHA537 類(lèi)鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆進(jìn)多 117.47M。復(fù)合鉆井241

10、mm 鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆井短 ,復(fù)合鉆井216mm 鉆頭平均純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆井純鉆時(shí)間短 , 在中北部區(qū)塊復(fù)合鉆井241mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆井短20.13 小時(shí)，復(fù)合鉆井241mmHA537 類(lèi)鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆進(jìn)短27.54 小時(shí) , 在南部區(qū)塊復(fù)合鉆井241mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆井短21.05M，復(fù)合鉆井 241mmHA537 類(lèi)鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆進(jìn)短 27.85 小時(shí)。在榆林區(qū)塊復(fù)合鉆井 216mmHA517 類(lèi)鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆井短36.37 小時(shí)，復(fù)合鉆井216mmHA5

11、37 類(lèi)鉆頭平均單只鉆頭純鉆時(shí)間比常規(guī)鉆進(jìn)短 32.44 小時(shí)。在復(fù)合鉆井中 ,64.8%的牙輪鉆頭因曠動(dòng)起出 ,發(fā)生了兩起鉆頭牙輪落井事故，這兩起牙輪事故都是井隊(duì)在泵壓升高的情況下不及時(shí)起鉆強(qiáng)行硬鉆造成的。螺桿裝配時(shí)的不同心度對(duì)牙輪鉆頭的破壞極大 ,2003 年使用的螺桿發(fā)現(xiàn)一根。復(fù)合鉆井中鉆頭使用時(shí)間的縮短其原因是：由于螺桿的高轉(zhuǎn)數(shù)造成了鉆頭的先期損壞 ,特別是 HA537 類(lèi)鉆頭廠家推薦轉(zhuǎn)數(shù)低 ,使得該型鉆頭的在復(fù)合鉆井中鉆頭的壽命大幅度的縮短；從常規(guī)鉆井和復(fù)合鉆井對(duì)應(yīng)看HA 系列鉆頭還存在質(zhì)量不穩(wěn)定因素。復(fù)合鉆井中實(shí)驗(yàn)使用了1 只史密斯 241mmFi28V 鉆頭，其進(jìn)尺為 1432.

12、5M，純鉆時(shí)間為116 小時(shí)，平均機(jī)械鉆速12.35M/小時(shí)，單只進(jìn)尺和純鉆時(shí)間均高于國(guó)產(chǎn)鉆頭，但機(jī)械鉆速偏低，綜合成本偏高。復(fù)合鉆井中實(shí)驗(yàn)使用了1 只江西 241mm GY437F 鉆頭，其進(jìn)尺為320.52M，純鉆時(shí)間為8.90 小時(shí)，平均機(jī)械鉆速36.01M/小時(shí)，單只進(jìn)尺和純鉆時(shí)間均低于HA437 鉆頭，但綜合成本偏高。2、不同地層對(duì)鉆頭壽命的影響劉家溝以上地層使用復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭平均單只進(jìn)尺比常規(guī)鉆進(jìn)高 ,但劉家溝以下的地層較硬 ,加之螺桿的高轉(zhuǎn)數(shù) ,使鉆頭上產(chǎn)生的震動(dòng)增加 ,加速了對(duì)鉆頭的損壞 ,這也是 HA537 類(lèi)鉆頭壽命縮短的又一原因 .3、鉆井參數(shù)對(duì)鉆頭的影響在復(fù)合鉆井中

13、,排量的大小決定了螺桿轉(zhuǎn)數(shù)的高低,排量越大轉(zhuǎn)數(shù)越高 ,對(duì)鉆頭的損壞越大。為了取得較理想的鉆速 ,考慮鉆頭的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)和凈化井眼的能力 ,使用 203mm 螺桿時(shí) ,排量一般控制在 28-31L/S,使用 197mm 螺桿 ,排量控制在26-30L/S,新螺桿取下限 ,修復(fù)螺桿取上限，以便鉆頭取得較高的進(jìn)尺。排量再增大,將導(dǎo)致鉆頭提前失效，排量再減小，鉆井液攜砂困難。泵壓的高低決定了井底的凈化效果，泵壓越高凈化效果越好,但螺桿傳動(dòng)軸處密封的承壓能力只有7MPa,因此 ,在井口試螺桿時(shí) ,在合理排量范圍內(nèi)保證泵壓 6.5-7Mpa 方可入井 ,即使這樣 ,在井深 3000M 左右時(shí) ,泵壓偏低 ,井

14、底凈化效果變差 ,這是復(fù)合鉆井中深井段HA537 鉆頭使用壽命縮短的又一原因。復(fù)合鉆井中鉆壓控制在150-200KN 之間 ,鉆壓增大螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)降低,要想取得理想的鉆速,在上部井段使用150-180KN 的鉆壓 ,下部井段使用180-200KN 鉆壓 ,如果再增加鉆壓 ,將導(dǎo)致鉆頭提前失效。從使用的效果看，197mm 螺桿由于廠家設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)在一定排量下偏高，與鉆頭不相匹配，造成了使用197mm 螺桿時(shí)，鉆頭的使用時(shí)間相對(duì)縮短。4、復(fù)合鉆井中最優(yōu)鉆頭指標(biāo)復(fù)合鉆井中單只鉆頭進(jìn)尺最高為:G17-12 井二開(kāi)第一只HA517 鉆頭，進(jìn)尺達(dá)1556.08M，其機(jī)械鉆速為12.62M/小時(shí)，也是天然氣

15、井所用鉆頭中進(jìn)尺最高的鉆頭。三、螺桿鉆具的使用情況1、不同型號(hào)螺桿使用時(shí)間比較不同型號(hào)已失效螺桿使用時(shí)間對(duì)比表表四螺桿大港立林濰坊德州大港甘泉修甘泉修甘泉修濰坊大港立林濰坊濰坊廠家大修大港濰坊立林大修大修螺桿203203203203203203203203203197197197197尺寸數(shù)量101086811452161平均純鉆 254.66186.24172.81160.13210.91252.5169.17135.8339.06192.883737217注：螺桿尺寸單位為mm,數(shù)量單位為根，平均純鉆為小時(shí)。從表四和附表二可以看出,大港 203mm 新螺桿比其它各廠家螺桿使用時(shí)間長(zhǎng)，德州新

16、螺桿使用時(shí)間最短。2003 年,螺桿最長(zhǎng)使用時(shí)間為濰坊 203mm 新螺桿，達(dá)到 462.97小時(shí)。2、損壞的形式及原因分析大港螺桿損壞的主要形式：在鉆進(jìn)過(guò)程中無(wú)進(jìn)尺 ,起出后井口實(shí)驗(yàn)不轉(zhuǎn) ,主要原因是萬(wàn)向軸斷。其次為傳動(dòng)軸處密封失效；螺桿錠子母扣扣根斷裂落井一次。立林螺桿損壞的主要形式：在鉆進(jìn)過(guò)程中加壓無(wú)進(jìn)尺 ,起出后井口實(shí)驗(yàn)不轉(zhuǎn) ,其次為傳動(dòng)軸處密封失效和泵壓增高。濰坊螺桿損壞的主要形式：在鉆進(jìn)過(guò)程中加壓無(wú)力量 ,起出井口實(shí)驗(yàn)個(gè)別不轉(zhuǎn) ,其他在增大排量的情況下能運(yùn)轉(zhuǎn) ,但力量不足 ,其原因在于濰坊螺桿中孔配置不合理 ,需要大排量使用；其傳動(dòng)軸斷裂落井一次。德州螺桿損壞的主要形式：在鉆進(jìn)過(guò)程

17、中無(wú)進(jìn)尺 , 起出后井口實(shí)驗(yàn)不轉(zhuǎn) ,主要原因是萬(wàn)向軸斷 ,和鉆進(jìn)過(guò)程中加壓無(wú)進(jìn)尺 ,起出后井口實(shí)驗(yàn)不轉(zhuǎn) ,其次為傳動(dòng)軸處密封失效。修復(fù)后的螺桿無(wú)力量，不具備使用價(jià)值，其原因是錠子橡膠件在第一次使用后已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞，錠子橡膠件的質(zhì)量不過(guò)關(guān)，濰坊螺桿表現(xiàn)得最突出。3、使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)長(zhǎng)慶鉆井所用的清水聚合物鉆井液體系為螺桿的使用提供了良好的工作環(huán)境 ,延長(zhǎng)了螺桿的使用時(shí)間,天然氣井上在深井段轉(zhuǎn)化鉆井液后，為了使用好螺桿,主要控制鉆井液的含砂量.鉆井參數(shù)：鉆壓： 150-200KN,轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)： 20-58 轉(zhuǎn)/分。排量 : 203mm 螺桿 28-31L/S, 197mm 螺桿 26-30L/S。泵

18、壓 :在合理排量范圍內(nèi) ,井口試運(yùn)轉(zhuǎn)泵壓控制在6.5-7MPa.操作中注意事項(xiàng) :a.下鉆平穩(wěn)，嚴(yán)格控制遇阻不超過(guò)100KN,防止突然遇阻損壞螺桿 .b.下到底后 ,采用低排量 (20-26)、低鉆壓 (20-40KN), 磨合鉆頭和螺桿 1 小時(shí) ,再提高排量至要求范圍內(nèi),逐步加壓至 150-200KN.c.送鉆平穩(wěn)，不頓不溜。d.每次接觸井底加壓要平穩(wěn)，且逐步加壓。e.起鉆嚴(yán)格控制遇阻噸位不超過(guò)100KN ，否則，采用循環(huán)倒劃眼起出，嚴(yán)禁強(qiáng)提硬拔。f. 使用螺桿倒劃眼時(shí)，使用外鉗控制鉆具的倒轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁在鉆具倒轉(zhuǎn)時(shí)，將泵一次停死，應(yīng)分多次停泵，直到泵壓為零或鉆具不倒轉(zhuǎn)為止，否則，其后果是將鉆頭

19、倒入井內(nèi)。h.下井前，必須檢查螺桿的彎曲狀況，發(fā)現(xiàn)有彎曲或傳動(dòng)軸有不正常現(xiàn)象不得入井。g.冬季不用螺桿時(shí)應(yīng)將其里面的液體放干凈，以防凍壞螺桿。h.嚴(yán)禁在鉆井液中有較大顆粒堵漏材料的情況下使用螺桿，如果井下發(fā)生漏失，應(yīng)起出螺桿后下入其它工具進(jìn)行堵漏。2003 年由于操作不當(dāng)造成螺桿損壞有3 根，一為凍壞，二為溜鉆，三為鋸木堵死，還造成了一起鉆頭落井事故，這是由于復(fù)合鉆井措施不完善造成的，事故發(fā)生后及時(shí)進(jìn)行了修改。四、復(fù)合鉆井應(yīng)用分析1、機(jī)械鉆速明顯高于常規(guī)鉆井（見(jiàn)表五）復(fù)合鉆井技術(shù)在天然氣井上經(jīng)過(guò)2001 年的實(shí)驗(yàn)和2002 年、2003 年的使用，證明能明顯提高鉆井速度，經(jīng)過(guò)77 口井的使用，

20、證明復(fù)合鉆井技術(shù)可以進(jìn)一步提高鉆頭的破巖效率，機(jī)械鉆速有了明顯提高。從表五中相近井段便可看出這一點(diǎn)。復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井部分井井段鉆速對(duì)比表五鉆井區(qū)塊方式復(fù)合鉆井中北部常規(guī)鉆井復(fù)合鉆井南部常規(guī)鉆井復(fù)合鉆井榆林常規(guī)鉆井鉆井井段統(tǒng)計(jì)井口數(shù)平均單口平均單口井平均機(jī)械鉆相近井/ 鉆頭尺寸井段進(jìn)尺段純鉆時(shí)間速段時(shí)間（ M）（ mm）（ M）（小時(shí)）（ M/ 小時(shí)）對(duì)比500-180016/2411190.3872.4716.43+25.231800-240017/241596.1880.137.44+30.362400 以上6/241420.2070.165.99+51.02500-180016/2411

21、192.3397.710.82-25.231800-240023/241585.30110.495.30-30.362400 以上34/241440.30121.183.63-51.02500-180018/2411211.3370.2217.25+27.011800-240018/241615.9468.469.00+36.822400 以上11/241491.5685.935.72+60.07500-18004/2411045.8697.2310.75-27.011800-24004/241596.88105.385.66-36.822400 以上10/241540.73146.003.7

22、0-60.07500-16004/2411010.5055.8518.09+60.661600-21004/241541.2681.656.63+37.952100 以上3/241447.1685.235.25+44.24500-16009/216849.1863.8613.30+52.651600-21004/216364.5256.826.41+62.782100 以上500-160016/2161087.9116.519.341600-210019/216509.07119.604.262100 以上19/216415.52129.473.212、鉆具受力狀況得到改善復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井鉆

23、具失效統(tǒng)計(jì)表表六鉆井方式鉆井口數(shù)復(fù)合鉆進(jìn)失效次數(shù)全井失效次數(shù)單井平均失效次數(shù)復(fù)合鉆井770250常規(guī)鉆井90961.07對(duì)比1.07注：不包括蘇里格區(qū)塊目前所用的鉆具國(guó)產(chǎn)的偏多，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)，平均每口井鉆具失效 2002 年為 1.28 次， 2003 年為 0.75 次，因鉆具的疲勞造成短路循環(huán)及頻頻起下鉆，這種情況在施工過(guò)程中容易發(fā)生井下復(fù)雜，有時(shí)不得不提前轉(zhuǎn)換泥漿體系，影響鉆井速度，造成成本消耗增大。使用復(fù)合鉆井因轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)低，鉆壓低，大部分的扭矩集中在螺桿上，使鉆具的受力狀況得到了改善，鉆具周期性側(cè)應(yīng)力的頻率降低及頻輻減小，鉆具的磨損也減少，鉆具失效減緩，鉆具使用周期延長(zhǎng)。 2003 年

24、 75 口復(fù)合鉆井在使用螺桿鉆進(jìn)過(guò)程中未發(fā)生鉆具失效，而 2003 年 90 口常規(guī)鉆井共發(fā)生鉆具失效 96 次（不含蘇里格區(qū)塊），平均單井發(fā)生 1.07 次。復(fù)合鉆井鉆具失效比常規(guī)鉆井降低了 1.07 次。如果能全井實(shí)現(xiàn)復(fù)合鉆井，鉆具失效將大為改觀。3、縮短了鉆井周期2003 年復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井鉆井周期統(tǒng)計(jì)表七區(qū)塊中北部（天）南部（天）榆林（天）復(fù)合鉆井平均鉆井周期31.8144.3633.29常規(guī)鉆井平均鉆井周期34.7644.3335.16對(duì)比+3.02-0.03+1.87從表七種可以看出，復(fù)合鉆井在中北部和榆林區(qū)塊比常規(guī)鉆井鉆井周期短，南部區(qū)塊復(fù)合鉆井的鉆井周期比常規(guī)鉆井略長(zhǎng)，其原因

25、是：首先唯一的一口常規(guī)鉆井實(shí)驗(yàn)了液力推力器，既保護(hù)了鉆具，又延長(zhǎng)了鉆頭的使用時(shí)間，其次2003 年南部區(qū)塊發(fā)生的漏失和事故井比去年增多。2002 年 22 口天然氣井復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井對(duì)比，蘇里個(gè)區(qū)塊可縮短鉆井周期6.75 天，中北部相對(duì)可縮短鉆井周期3.125天，南部區(qū)塊可縮短鉆井周期13.25 天。 2003 年75 口天然氣井復(fù)合鉆井與常規(guī)鉆井對(duì)比，中北部相對(duì)可縮短鉆井周期3.02 天，南部區(qū)塊略增加鉆井周期0.03 天，榆林區(qū)塊可縮短鉆井周期1.87 天。南部區(qū)塊未能直接縮短鉆井周期的主要原因是：首先唯一的一口常規(guī)鉆井實(shí)驗(yàn)了液力推力器，既保護(hù)了鉆具，又延長(zhǎng)了鉆頭的使用時(shí)間，其次2003

26、年南部區(qū)塊發(fā)生的漏失和事故井比去年增多，嚴(yán)重影響了鉆井速度。如果能全井實(shí)現(xiàn)復(fù)合鉆井，鉆井周期將大幅度縮短。4、復(fù)合鉆進(jìn)過(guò)程中節(jié)約了一臺(tái)柴油機(jī)組柴料消耗。五、經(jīng)濟(jì)效益及分析1、鉆機(jī)日作業(yè)費(fèi)計(jì)算方式節(jié)約費(fèi)用的計(jì)算應(yīng)包括以下部分：a總產(chǎn)出：復(fù)合鉆井段比常規(guī)鉆井段機(jī)械鉆速提高所節(jié)約的鉆井時(shí)間，及減少鉆具失效節(jié)約的鉆井時(shí)間所帶來(lái)的效益，從表五可以看出，復(fù)合鉆井在各井段均能節(jié)約鉆井時(shí)間，對(duì)各區(qū)塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并匯總，見(jiàn)表八。各區(qū)塊復(fù)合鉆井比常規(guī)鉆井所節(jié)約的鉆井時(shí)間表八區(qū)塊500-1800M 所節(jié)約時(shí)間1800-2400M 所節(jié)約時(shí)間2400M以上所節(jié)約時(shí)間中北部655.98小時(shí)（ 26 口）728.64小時(shí)（

27、24口）561.22 小時(shí)（ 11 口）南部621.23小時(shí)（ 23 口）883.68小時(shí)（ 24口）780.91 小時(shí)（ 13 口）榆林898.47小時(shí)（ 16 口）151.80小時(shí)（ 4口）132.72 小時(shí) (3 口 )復(fù)合鉆井節(jié)約的鉆井時(shí)間5413.93 小時(shí)，相當(dāng)于225.58 天，減少鉆具失效節(jié)約的鉆井時(shí)間為：77 口× 1.07次× 22 小時(shí) /口次 =1812.58小時(shí)，相當(dāng)于75.52 天，總共可節(jié)約鉆井時(shí)間為301.10 天。鉆機(jī)日作業(yè)費(fèi)按4 萬(wàn)元計(jì)算，可節(jié)約費(fèi)用1204.4萬(wàn)元。b.總投入：增加的螺桿費(fèi)用，按現(xiàn)用203mm螺桿12 萬(wàn)元/套， 197

28、mm 螺桿10.20 萬(wàn)元 /套，一套螺桿可修復(fù)2 次，修復(fù)費(fèi)用2.5 萬(wàn)元 /次。螺桿的總費(fèi)用為34 根× 12萬(wàn)元 /根+13 根× 10.2萬(wàn)元 /根+23 根× 2.5 萬(wàn)元 / 根=598.10 萬(wàn)元。c. 每口井復(fù)合鉆井所用鉆頭數(shù)量與常規(guī)鉆井相當(dāng)，未增加費(fèi)用?？傂б?=總產(chǎn)出 - 總投入=1204.40 萬(wàn)元 -598.10 萬(wàn)元 =606.30 萬(wàn)元產(chǎn)出投入比 =總產(chǎn)出 / 總投入 =1204.40 萬(wàn)元 /598.10 萬(wàn)元 =1.97效益增值率 =（總產(chǎn)出 - 總投入） / 總投入× 100%=（1204.40 萬(wàn)元-598.10 萬(wàn)元

29、） /598.10 萬(wàn)元× 100%=101.37%用此方式計(jì)算，平均每口井節(jié)約7.874 萬(wàn)元。通過(guò)計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益是明顯的，復(fù)合鉆井技術(shù)具有很好的推廣使用價(jià)值。同時(shí)，復(fù)合鉆井過(guò)程中節(jié)約了油料，減少設(shè)備磨損等，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)使用一臺(tái)柴油機(jī)作業(yè)，若按單車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)約油料估算，每天可節(jié)約油料1.5 噸，油料按0.22 萬(wàn)元 / 噸計(jì)算。其節(jié)約的柴油費(fèi)用為 1.5 噸× 0.22 萬(wàn)元 / 天噸× 643 天=212.19 萬(wàn)元。減緩了鉆具失效，延長(zhǎng)了鉆具的使用壽命，減緩了鉆具的磨損，降低了鉆具的修理次數(shù)以及與此相關(guān)的拉用費(fèi)用，這些是無(wú)法統(tǒng)計(jì)的，但能帶來(lái)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2、

30、區(qū)塊經(jīng)濟(jì)效益分析中北部區(qū)塊可節(jié)約鉆井成本：81.08 天× 4 萬(wàn)元 / 天+32 口× 4 萬(wàn)元/ 天× 1.07 次/ 口× 22/24/ 次-13 根× 12 萬(wàn)元 / 根-3 根× 10.2萬(wàn)元 / 根-11 根× 2.5 萬(wàn)元 / 根=235.767 萬(wàn)元平均每口井可節(jié)約7.368 萬(wàn)元成本。南部區(qū)塊可節(jié)約鉆井成本：95.24 天× 4 萬(wàn)元 / 天+26 口× 4 萬(wàn)元/ 天× 1.07 次× 22/24/ 次-18 根× 12 萬(wàn)元 / 根-10 根×

31、 2.5 萬(wàn)元=241.967 萬(wàn)元平均每口井可節(jié)約9.306 萬(wàn)元成本。榆林區(qū)塊可節(jié)約鉆井成本：49.26 ×4 萬(wàn)元 +19 口× 4 萬(wàn)元 / 天× 1.07 次× 22/24/ 次-3 根× 12 萬(wàn)元 / 根-10 根× 10.2 萬(wàn)元 -2 根× 2.5 萬(wàn)元 =128.583 萬(wàn)元平均每口井可節(jié)約6.768 萬(wàn)元成本。從區(qū)塊的成本節(jié)約可以看出，南部區(qū)塊取得的經(jīng)濟(jì)效益最明顯，其原因是該區(qū)塊復(fù)合鉆井大幅度提高了機(jī)械鉆速，榆林最低，其原因該區(qū)塊使用了6 根濰坊 197mm螺桿的平均使用時(shí)間只有72小時(shí)，達(dá)不到要求的使

32、用時(shí)間，造成了經(jīng)濟(jì)利益嚴(yán)重下降。3、井隊(duì)可控成本計(jì)算方式井隊(duì)可控成本包括以下部分人工費(fèi)用：每人每天 30 元，按 45 人計(jì)算，每天1350 元。柴油：每臺(tái) 12V190 柴油機(jī)每天消耗1.5 噸柴油，柴油按 0.22萬(wàn)元 / 噸計(jì)算，每臺(tái)柴油機(jī)每天消耗柴油費(fèi)用0.33 萬(wàn)元。機(jī)油：每 300 小時(shí)保養(yǎng)一次，用機(jī)油0.2 噸，機(jī)油按 0.4 萬(wàn)元 /噸計(jì)算，每臺(tái)每天消耗機(jī)油費(fèi)用 0.0064 萬(wàn)元。鉆井液材料：中北部區(qū)塊每天消耗鉆井液材料按0.75 萬(wàn)元計(jì)算，南部和榆林區(qū)塊每天消耗鉆井液材料按0.90 萬(wàn)元計(jì)算。其他材料：每天按 400 元計(jì)算。井隊(duì)每天綜合消耗費(fèi)用：中北部區(qū)塊施工為1.597

33、8 萬(wàn)元，南部和榆林區(qū)塊施工為 1.7478 萬(wàn)元。復(fù)合鉆井可節(jié)約鉆井成本：中北部 81.08天× 1.5978萬(wàn)元 / 天 +268天× 0.33 萬(wàn)元 / 天+268×0.0064萬(wàn)元/ 天+32口 ×1.5978萬(wàn)元/ 天×1.07 次× 22/24/ 次-13 根×12 萬(wàn)元 / 根-3 根× 10.2 萬(wàn)元 / 根-11 根× 2.5萬(wàn)元 / 根=55.754 萬(wàn)元平均每口井可節(jié)約費(fèi)用 1.742 萬(wàn)元，相當(dāng)于使用了 19 根新螺桿，每根新螺桿可創(chuàng)造價(jià)值 2.934 萬(wàn)元。南 部 95.24天

34、×1.7478萬(wàn)元/ 天+269 天×0.33 萬(wàn)元/ 天+279×0.0064萬(wàn)元 / 天+26口× 1.7478 萬(wàn)元/ 天× 1.07 次/ 口× 22/24/ 次-18 根× 12 萬(wàn)元 / 根-10 根× 2.5 萬(wàn)元 / 根=60.524 萬(wàn)元平均每口井可節(jié)約費(fèi)用 2.328 萬(wàn)元，相當(dāng)于使用了 20 根新螺桿，每根新螺桿可創(chuàng)造價(jià)值3.026 萬(wàn)元。榆 林 49.26天 ×1.7478 萬(wàn) 元 / 天 +106天 ×0.33萬(wàn)元/ 天+96×0.0064萬(wàn) 元 /天 +19

35、 口 ×1.7478萬(wàn)元/ 天×1.07 次× 22/24/ 次-3 根× 12 萬(wàn)元 / 根-10 根× 10.2 萬(wàn)元 / 根-2 根×2.5萬(wàn)元 / 根= 11.328 萬(wàn)元平均每口井可節(jié)約費(fèi)用0.596 萬(wàn)元，相當(dāng)于使用了14 根新螺桿，每根新螺桿可創(chuàng)造價(jià)值0.809 萬(wàn)元。使用井隊(duì)可控成本計(jì)算，榆林區(qū)塊效益最低，其原因該區(qū)塊使用了 6 根濰坊 197mm螺桿的平均使用時(shí)間只有72 小時(shí)，達(dá)不到要求的使用時(shí)間，造成了經(jīng)濟(jì)利益嚴(yán)重下降。六、天然氣井螺桿復(fù)合鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)考慮的問(wèn)題1、螺桿鉆具優(yōu)選螺桿質(zhì)量的好壞直接影響著復(fù)合鉆井的總

36、體效益。在鉆井參數(shù)相同的條件下，應(yīng)優(yōu)選低轉(zhuǎn)數(shù)（螺桿轉(zhuǎn)數(shù)控制在80-90轉(zhuǎn)/分），大扭矩、壽命長(zhǎng)的螺桿鉆具，保證螺桿的一次性使用壽命在150 小時(shí)以上。2、鉆頭型號(hào)優(yōu)選從使用中可以看出，螺桿實(shí)驗(yàn)使用的9.1/2HA537 牙輪鉆頭，鉆頭與轉(zhuǎn)數(shù)不能完全匹配，造成該型鉆頭軸承先期損壞，鉆頭總進(jìn)尺下降。在復(fù)合鉆井中，應(yīng)采用高轉(zhuǎn)數(shù)牙輪鉆頭與螺桿匹配使用，可將泵排量增大為32 升 /秒左右，細(xì)化、量化鉆井參數(shù)，機(jī)械鉆速有望進(jìn)一步提高。3、鉆進(jìn)參數(shù)與鉆具結(jié)構(gòu)優(yōu)化由于 241mm 鉆頭的最優(yōu)鉆壓大于使用螺桿應(yīng)有的承壓能力，使 241mm 鉆頭的破巖能力不會(huì)完全發(fā)揮出來(lái)，故應(yīng)在井身結(jié)構(gòu)和鉆具結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步優(yōu)化，使

37、鉆頭上的鉆壓達(dá)到最優(yōu)值。七、認(rèn)識(shí)與建議復(fù)合鉆井技術(shù)通過(guò)三年來(lái)的實(shí)驗(yàn)和推廣使用，在長(zhǎng)慶油田天然氣井鉆探區(qū)域內(nèi)，復(fù)合鉆井在各個(gè)區(qū)塊機(jī)械鉆速提高明顯。從地層層位分析，越靠上部地層機(jī)械鉆速提高越明顯。復(fù)合鉆井技術(shù)在天然氣井使用與推廣，明顯提高了機(jī)械鉆速，縮短了鉆井周期，鉆具受力工況也得到改善，同時(shí)在鉆井作業(yè)中地面設(shè)備負(fù)荷輕，減少了動(dòng)力設(shè)備的磨損，全井段使用一臺(tái)柴油機(jī)作業(yè)，降低了作業(yè)費(fèi)用，取得了經(jīng)濟(jì)效益。說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)提高天然氣井鉆井速度的高效鉆井技術(shù)，具有很好的推廣應(yīng)用前景。建議 2004 年繼續(xù)使用。建議復(fù)合鉆井使用井段只限于清水聚合物鉆井液體系鉆井階段，便于保護(hù)螺桿，延長(zhǎng)螺桿的使用壽命。建議對(duì)

38、于螺桿外徑磨損 6mm 以上的再不要修復(fù)。從修復(fù)完后的使用效果看，濰坊螺桿根本就沒(méi)有修復(fù)價(jià)值。建議在 241mm 井眼中使用螺桿時(shí)，再其上面加上 203mm 鉆鋌以便保護(hù)螺桿外徑。復(fù)合鉆井鉆頭使用情況統(tǒng)計(jì)表附表一序井號(hào)隊(duì)號(hào)鉆頭型號(hào)鉆轉(zhuǎn)數(shù)排泵壓號(hào)壓量1G31-550577HA51718056+L30102HA53719055+L30113HA53720055+L30114G33-1350577HA51718055+L2995HA51718055+L3013.86HA53719055+L3011.57G38-1050577HA51718058+L2998HA51718058+L29109HA517

39、18058+L3010.510G40-750577HA517G18058+L301011HA517G18058+L301112G50-450578HA51718056+L291413HA51718056+L291114HA51718056+L291115HA53718056+L291216G35-1150578HA51718056+L291117HA51718056+L291118HA51718056+L291119HA51718056+L291120陜 22750578GY437F18056+L29821HA517G20056+L29922HA517G20056+L29923HA517G20

40、056+L291124HA517G20056+L2911螺桿使用井段604.07-1422.242050.46-2401.082808.70-3021.70507-1737.751737.75-2387.572743.68-3008.49603.70-1966.591966.59-2337.702337.70-2605.02603.08-1724.091724.09-2287.63611.50-1764.401764.40-2452.522452.52-2647.512647.51-3175.22600.58-1236.681236.68-2015.932015.93-2579.362579.

41、36-3018.99504-824.52824.52-1918.581918.58-24302430-2921.662921.66-3002.57進(jìn)尺純鉆機(jī)械地層鉆速818.1732.425.3安定 -延長(zhǎng)350.72576.15延長(zhǎng) -紙坊21347.24.5劉家溝 -石千峰1230.7570.517.46直羅 -延長(zhǎng)649.8291.57.1延安 -和尚溝264.8150.55.24石千峰 -石盒子1362.8981.516.72安定 -延長(zhǎng)371.1155.56.69延長(zhǎng) -紙坊267.3245.175.92紙坊 -和尚溝1201.0175.1714.91安定 -延長(zhǎng)563.54787.

42、22延長(zhǎng)1152.961.518.76志丹 -延長(zhǎng)688.12719.69延長(zhǎng)194.9931.56.28延長(zhǎng) -紙坊527.71955.55紙坊 -劉家溝636.12723.56直羅 -延安779.2568.3311.40延安 -延長(zhǎng)563.4385.336.60紙坊439.6372.436.07和尚溝 -劉家溝320.528.936.01延安1094.0678.613.92延長(zhǎng)511.4273.46.97和尚溝 -劉家溝491.661104.47劉家溝 -石千峰80.91253.24石千峰 -石盒子25262728293031323334353637383940414243444546474849505152G31-1250578HA437HA517HA517HA517陜 22850578HA517HA517HA517G46-460144AHA517HA517HA517G45-460144