水力脉冲式钻井提高钻速.pdf

维普资讯 国 外 石 油 机 械 35 ④ 水力脉冲式钻井提高钻速 弓 1 堂—莹 三整 译 高圣平 审枝 (江苏石油勘探局斟报处) (j京石油勘探开发研究院) 摘 要 钻井买践表明，戈l平衡钻井是提高钻速的一种有效方法。但在欠平衡钻 井中．由于整个裸眼段处于低压状态，因而降低了井眼的稳定性，增加了气涌的可能。 本文介身一种理想的钻井装置～永力脉冲式钻井装置，只在有限的井底段产生一个 低压 区，在钻头眦上保持常规钻井或过平衡钻井奈件 ，以控制地层流体 。该装置使周 一 小型循环 闷，可以产生强烈的循环嗳入压力脉冲 ，克服井眼压力的影响，提高钻速 。 主题词 墨±堡!矬 兰丝盔--循环阀 永 力学．、井控 ， 7) ) 强吸入压力脉冲装置(水力脉冲钻井装置)使用一小型循环阀，在曼柯斯页岩和卡尔顿砂 岩的岩样试验 中提高了钻速 由于井底压力一般保持在一个等于或略大于地层流体孔隙压力值，因而井眼内泥浆柱产 生的围压导致常规的旋转钻井装置钻速下降。泥浆的围压增加了岩石的强度和塑性 ，降低了切 入和剪切切削效率。因而 ．围压在页岩中产生的影响最大 ，而油气钻井中所遇的岩石大部分都 是页岩 应 用 原 理 钻井实践表明，负压钻井通过减少钻井液中加重材料的用量 ，或使用低密度钻井液 ，如气 体或泡沫，可以显著提高钻速 。但负压钻井存在的问题是整个裸眼段受到低压，降低了井眼的 稳定性 ，增加了气涌的可能。 理想的钻井装置应用是只在有限的井底段产生一 个低压区，在钻头以上保持常规钻井或过平衡钻井条 件，以控制地层流体 水力脉冲式钻井装置(正在申请专利)就可以达到 这种状况。它可以产生强烈的循环吸入压力脉冲，克服 井眼压力的影响，提高深层钻井钻速 (见图 1)。 该装置使用时可 以安装在常规的钻柱上，用泥浆水 马力驱动，或与井底马达一起使用 这种吸入脉冲式钻 井装置可用于提高牙轮钻头 、PDC钻头或金刚石钻头的 钻速 。 在许多情况下，如在水平钻进 中，很难对钻头施加 一 个较高的机械推力。吸入压力脉冲产生的水力推力使 田1木力脉冲式钻井碧置 维普资讯 36 国 外 打 油 机 械 第 10卷 第 6期 钻井可以在最小的机械推力下进行。 技 术 方 法 钻井渣通常流经钻头 ．从井底去除钻屑 ．并将 - Cff]携带到地面。泥浆直接进入高速流道 时，具有 较大的动能．只要用一个阀门使流动瞬时中断 ，就 町将这 个动能转换成吸入压力脉冲(见图 2)。 这就在流动中断的下旃产生了一+个吸