尾管鉆井技術

尾管鉆井技術是指在一個鉆井過程中同時完成鉆井與固井作業(yè)。在過去的五年里，已經(jīng)成為北海、東南亞鉆衰竭油藏油井的一項標準技術。應用尾管鉆井技術，可以鉆達標準井底鉆具組合（BHA）無法達到的僅距目標層深度幾米遠的地方。使用BHA鉆進可能出現(xiàn)漏失、井壁坍塌，甚至有可能發(fā)生BHA、鉆柱脫落及井段報廢等事故。在挪威和印度尼西亞，應用尾管鉆井技術解決了以上這些問題，每口井節(jié)約資金超過100萬美元。典型的尾管鉆井技術特別適用于衰竭油藏鉆井。常規(guī)鉆井技術需要使用中間套管或設置水泥塞，而尾管鉆井技術通常僅需幾個小時就可以將尾管鉆至目的層深度。尾管鉆井與套管鉆井是兩個不同的概念。使用套管鉆井系統(tǒng)，當套管鉆進時，作業(yè)時可以多次改變BHA。由于套管直達地面，所以BHA可以用鉆桿或鋼絲繩起出。管下擴眼器或擴孔鉆頭還可以擴眼，使套管下放。套管的設計必須能夠承受由井底到地面的全部鉆柱載荷。而尾管鉆井系統(tǒng)僅需足夠長的套管來封隔裸眼段，而無需上部的套管柱。因此，鉆井載荷主要由鉆桿柱承擔，特別是在旋轉鉆進時更是如此。一個尾管懸掛器連接上部鉆柱與尾管，由井底鉆具組合（BHA）驅動至日的層深度，完鉆后起出井底鉆具組合（BHA）。當BHA失效時，就需要起出全部上部鉆柱和尾管柱。因此，尾管鉆井井底鉆具組合（BHA）應確保在整個所要求的井段無需起下鉆。目前已經(jīng)有幾種尾管鉆井系統(tǒng)成功應用于油田作業(yè)。第一種是轉盤驅動系統(tǒng)，底部帶有一個特殊的鉆頭；第二種是馬達驅動系統(tǒng)，尾管底部帶有一個旋轉接頭和冠狀/取芯鉆頭；第三種是馬達驅動Amoco/Wenande系統(tǒng)，不帶旋轉接頭，但在尾管下帶有管下擴眼器。所有這三種系統(tǒng)都用尾管鉆進，并確保尾管到位以防井壁坍塌問題。第四種方案是在尾管下面使用一個一次性馬達。鉆井作業(yè)完成后，把它留在井內(nèi)。轉盤驅動系統(tǒng)包括一根頂部接在尾管懸掛器的標準尾管。該系統(tǒng)以接在底部的一個特殊設計的PDC鉆頭為特征。該鉆頭的特點是，在尾管下到預定位置后，它可以在以后的洗井作業(yè)時順利磨銑起出。鉆井參數(shù)，轉速和扭矩借助頂驅或轉盤從地面輸入。尾管鉆井是鉆柱的一部分，使用常規(guī)鉆頭。其局限性是需要轉動整個鉆柱，因此主要用于小斜度井和短尾管鉆井。馬達驅動系統(tǒng)以冠狀/取芯鉆頭和領眼鉆頭兩個鉆頭為特征。冠狀/取芯鉆頭屬于尾管，位于尾管底部的旋轉接頭組合下面。領眼鉆頭則可從管柱內(nèi)起出。井下馬達用相同的扭矩和速度驅動兩個鉆頭。尾管鉆井以滑動方式鉆進，如果最大扭矩和扭矩極限允許，也可從地面驅動旋轉。馬達安裝在尾管內(nèi)，借助標準鉆桿連接在尾管懸掛器上。標準尾管鉆井帶有一個包括:推進器、馬達和領眼鉆頭在內(nèi)的特殊BHA組合。Amoco/Menande馬達驅動系統(tǒng)類似于前一系統(tǒng)，只是尾管底部沒有旋轉接頭和冠狀鉆頭。外管柱僅包括一根標準尾管（無鉆頭），尾管底部為錐形以減小被卡風險。引導器接在管下擴眼器下，引導管柱進入已鉆井眼以消除側鉆風險。一次性馬達系統(tǒng)用于沒有額外要求（如生產(chǎn)尾管）的情況。由于使用低成本馬達，馬達借助轉換器旋接在尾管底部，既可用來把尾管下入井內(nèi)，也可延伸尾管的下入深度。使用中發(fā)現(xiàn)，用尾管/套管替代標準BHA鉆進時，將會增加壓差卡鉆或機械卡鉆的風險。因此套管和尾管鉆井技術不能完全代替標準鉆井技術，但可在解決一些復雜鉆井問題時具有特殊作用。市場分析表明，盡管尾管鉆井系統(tǒng)已經(jīng)被列入鉆井行業(yè)今后發(fā)展的頂級技術，但在節(jié)約成本和解決鉆井問題等方面仍存在一些不同看法，需要在今后的油田實踐中進一步得到證實。尾管鉆井用于通過孔隙壓力和壓裂梯度之差很窄小的上覆衰竭層的漏失層。應用尾管鉆井技術單井成本降低了30%。采用尾管鉆井的鉆井過程為：使用傳統(tǒng)技術鉆61/2in的井眼，鉆至10673ft，在遭遇裂縫性漏失層之前起鉆。然后下入2676ft、51/2in的尾管和61/2in的可鉆PDC套管鉆頭繼續(xù)鉆進。鉆至11350ft時最大泥漿比重15.8ppg，這滿足了當量循環(huán)密度（ECD）小于