地熱鉆井

強致斜地層井斜控制技術(shù)中側(cè)鉆糾斜鉆進情況

  主孔鉆進到2982. 12m時,井斜角由2760m井深處的8.29°(方位角294°)增加到2935m井深處的16. 35°(方位角308°),井斜快速發(fā)展,糾斜勢在必行。糾斜作業(yè)有取心鉆進井底糾斜、全面鉆進井底糾斜和回填側(cè)鉆糾斜等三種方案
 
  (1)采用金剛石取心鉆頭、短巖心管和螺桿馬達直接在井底進行取心鉆進的糾斜施工,具有不丟失巖心且?guī)r心連續(xù)的優(yōu)點。但存在糾斜能力弱,經(jīng)驗不成熟,在如此強的地層造斜趨勢下,很難奏效;并且取心鉆具上配彎外管(彎接頭)螺桿馬達后,鉆頭軸心線偏移過大,鉆具下鉆困難;同時不能解決已有井眼的井身質(zhì)量問題。
 
  (2)采用金剛石全面鉆頭或牙輪鉆頭直接在井底進行糾斜施工,具有較好的經(jīng)濟性。但要丟失一部分巖心,并且不能解決已有井眼的井身質(zhì)量問題。
 
  (3)采用回填側(cè)鉆糾斜施工,具有較高的可靠性、不丟失巖心、解決已有井眼的井身質(zhì)量問題的等優(yōu)點。但要造成部分工作量的重復,經(jīng)濟性較差。
 
  經(jīng)綜合考慮,采用回填側(cè)鉆進行糾斜施工。
 
  1.側(cè)鉆點的選擇。
 
  2500~2750m井段井斜角基本穩(wěn)定在8°~9°之間,方位角緩慢增加,井徑基本穩(wěn)定。
 
  在2740~2760m井段鉆孔自然降斜,在該段中下部2753—2756m井眼超徑、最大達319mm。而2760m井深以下鉆孔自然增斜。在2749m井深附近的巖石為含石榴二云斜長片麻巖,MH120 (2742. 43-2751. 62m)、MH121  (2751. 62~2761. 13m)兩個螺桿馬達液動錘提鉆取心鉆進回次的平均機械鉆速分別為1. 72m/h和1.96m/h,巖心采取率分別為100. 0%和99. 7%,巖石基本完整。因此,側(cè)鉆點選擇在2749m井深處。
 
  2.人工井底建立。
 
  采用光鉆鋌鉆具注水泥漿,候凝后用牙輪鉆頭掃至2748. OOm,再用取心鉆具取水泥塞樣,檢查側(cè)鉆點水泥塞質(zhì)量。
 
  3.側(cè)鉆糾斜施工情況。
 
  1) 2749. 00~2758. 00m同徑側(cè)鉆鉆進。
 
  首先采用Φ157mm天然金剛石表鑲鉆頭進行同徑側(cè)鉆。開始鉆進時為了能夠在井底偏出新的井眼,采用了較低的鉆壓(5kN);后期鉆壓達40kN,但機械鉆速很低,幾乎不進尺,起鈷?;卮芜M尺3. 05m,機械鉆速0. 45m/h,鉆頭的側(cè)刃和邊刃嚴重磨損,而鉆頭的底刃幾乎沒有磨損(圖11-13b)。
 
  換Φ158. 8mm牙輪鉆頭,在鉆具組合中去掉穩(wěn)定器,并選用1°單彎螺桿馬達。鉆進中,雖然鉆壓較低,但進尺較快,鉆進4. 29m后起鉆。
 
  再換回Φ157mm表鑲鉆頭(孕鑲鉆頭未到貨),并去掉鉆具組合中的鉆鋌,鉆進一回次。
 
  前三個回次的側(cè)鉆鉆進,井口上返泥漿內(nèi)的固體顆粒基本為水泥,沒有側(cè)出新孔。采用Φ158mm孕鑲金剛石鉆頭側(cè)鉆鉆具組合下鉆,三次下鉆都是遇阻,遇阻點分別為2187m、2218m和2358m。
 
  2) 2758. 00~2771. 35m小徑側(cè)鉆鉆進。
 
  采用Φ140mm孕鑲金剛石鉆頭進行小徑側(cè)鉆。鉆進初期,嚴格控制鉆壓,而且鉆壓給進穩(wěn)定,鉆壓基本保持在okN左右。鉆進6.7m(井深2764. 70m,純鉆時間25小時50分)后,增加鉆壓到20kN,機械鉆速沒有快速上升,表明鉆頭已經(jīng)大部分進入巖層中。鉆進后期井口返漿內(nèi)的固相顆?;旧鲜菐r屑。鉆進至井深2769. 59m.加大鉆壓已無進尺,將鉆具提離井底一定距離,下放不到原位提鉆。鉆頭中心死點擴大,磨出一個約Φ20mm×20mm的盲孔外側(cè)刃金剛石層基本磨平。進尺11. 59m,機械鉆速0. 28m/h。
 
  采用隨鉆測斜儀測斜,井斜角由開始側(cè)鉆時的8.2°降到6.2°,方位角穩(wěn)定在291°~294。之間(老井眼該段方位角為292°~296°),在2769. 59m井深處薪老眼的軸線相距約253. 4mm,新老井眼之間的巖石楔厚約lOlmm(此處老井眼井徑164. 7mm);在2767m井深處新老井眼的軸線相距約157. 5mm,新老井眼基本脫離(157.5 -164. 5/2 -140/2—5.25mm)。
 
  采用帶導向的Φ107mm孕鑲鉆頭擴孔鉆進,從2758. OOm擴至2769. 19rn,平均機械鉆速1.24m/h。
 
  采用Φ157mm孕鑲鉆頭取心鉆進,從2769. 19m取心鉆進至2771. 35m,進尺2.16m,機械鉆速0. 48m/h,巖心采取率81. 0%。
 
  3) 2771. 35~2942. llm牙輪鉆頭降斜鉆進。
 
  2771. 35-- 2797. Olm采用Φ158. 8mm牙輪鉆頭+0.5°單彎螺桿馬達降斜鉆進,進尺25. 66m,機械鉆速0.94m,/h。隨鉆測斜儀測斜顯示:井斜角沒有大的變化,方位角降了近15°。
 
  2797. 01~2812. 03m采用Φ158. 8mm牙輪鉆頭+0. 75°單彎螺桿馬達降斜鉆進,進尺10. 02m,機械鉆速1.09m/h。隨鉆測斜儀測斜顯示:井斜甬降了2。,方位角降了近5°。
 
  2850. 01~2866. 40m采用Φ158. 8mm牙輪鉆頭+0. 75°單彎螺桿馬達(加焊11mm厚的墊塊)雙回轉(zhuǎn)鉆進(螺桿馬達121r/min+轉(zhuǎn)盤20r/min),進尺16. 39m,機械鉆速1.04m/h。2866. 40--2888. 79m采用Φ158. 8mm牙輪鉆頭+0. 75。單彎螺桿馬達(加焊llmm厚的墊塊)降斜鉆進(鉆具組合如表11-8),進尺22. 39m,機械鉆速1.10m/h??傔M尺38. 78m,平均機械鉆速1.07m/h。隨鉆測斜儀測斜顯示:井斜角開始基本穩(wěn)定、后期逐漸增加到4.8°,方位角開始也基本穩(wěn)定、后期逐漸增加到280°。
 
  2888. 79~2907. 70m、  2907. 70~2922. 23m兩個井段均采用Φ158. 8mm牙輪鉆頭+0. 75°單彎螺桿馬達(加焊llrnm厚的墊塊)降斜鉆進,分別進尺18. 9lm和14. 53m,機械鉆速分別為0.76m/h和0.85m/h.隨鉆測斜儀測斜顯示:井斜角不降反增,方位角增加(圖11-22)。
 
  2922. 23~2942. 11m采用Φ158. 8mm牙輪鉆頭+1°單彎螺桿馬達(加焊17mm厚的墊塊)降斜鉆進,進尺l9.88m,機械鉆速o.93m/h。隨鉆測斜儀測斜顯示:井斜角稍有降低,方位角基本穩(wěn)定。
 
  4) 2942.11~2974. 59m孕鑲金剛石鉆頭降斜鉆進。
 
  采用Φ158mm孕鑲鉆頭+0. 75。單彎螺桿馬達(加焊17mm厚的墊塊)下鉆,至2350m井深遇阻,劃眼擴孔過程中頻繁憋泵蹩鉆,劃眼擴孔至2364. 55m起鉆。
 
  采用Φ158. 6mm修孔器鉆具組合修孔鉆進,從2374. 22m井深處修劃眼至2942m。
 
  2942. 11~2952. 96m采用Φ158mm孕鑲鉆頭+0. 75。單彎螺桿馬達(加焊17mm厚的墊塊)降斜鉆進,在井深2952. 96m處調(diào)整工具面、活動鉆具時上提遇卡。
 
  上提90t(鉆具懸重60t)、下壓6t,未解卡。多次上提lOOt、放空懸重未解卡,轉(zhuǎn)動鉆具,循環(huán)正常。上提102t、瞬時下壓8t,恢復原懸重,鉆頭解卡。進尺10. 85rn,機械鉆速0.41m/ho隨鉆測斜儀測斜顯示:井斜角不降反增,方位角增加10°。
 
  采用+158mm孕鑲鉆頭+1。單彎螺桿馬達+Φ156mm上穩(wěn)定器下鉆下鉆離井底2m開姍【力增大,泵壓正常。下壓4~8t,上提4~17t反復活動鉆具至井底Im難以再下入,起鉆。
 
  2952. 96~2956. 9lm采用Φ158mm孕鑲鉆頭+1。單彎螺桿馬達(加焊17mm厚的墊塊)降斜鉆進(鉆具組合如表11-9,鉆具組合去掉上穩(wěn)定器),鉆進到2956. 9lm,活動鉆具遇卡、憋泵,起鉆。隨鉆頭取上了小巖心,進尺3.95m,機械鉆速10.34m/h_2956. 91~2961. 9lm采用Φ140mm孕鑲鉆頭+l°單彎螺桿馬達降斜鉆進(鉆具組合如表11-9),鉆進到2961. 9lm,活動鉆具遇卡、憋泵,起鉆。鉆頭的一半胎體掉人井內(nèi),進尺5.OOm,機械鉆速0.48m/h。
 
  采用帶導向的Φ157mm孕鑲鉆頭擴孔鉆進,從2956. 91m擴至2761. 03m.平均機械鉆速1.0:3m/h。
 
  采用Φ158. Smm修孔器鉆具組合修孔鉆進,從2495m井深處修劃眼至2961. 38m。
 
  采用Φ157mm孕鑲?cè)⌒你@頭下鉆,距井底6m劃眼,劃眼至距井底0.37m憋泵、卡鉆。反復劃眼至2961. 85m,起鉆。鉆頭10塊胎體脫落井內(nèi)。
 
  采用帶撈杯的≠156mm磨鞋磨井底,自2961. 68~2961. 91,循環(huán)、靜止打撈各4次。從2961. 9lm磨進到2961. 95m,起鉆。磨鞋外徑155. 5mm,撈出小碎塊約1.5kg。
 
  2961. 91~2970. 54m采用Φ157mm孕鑲?cè)⌒你@頭取心鉆進兩回次,分別進尺5. OOm和3.59m,機械鉆速分別為2.02m/h和1.08m/h,巖心采取率分別為52. 0%和45. 1%。
 
  采用Φ140mm孕鑲鉆頭+1。單彎螺桿馬達下鉆,距離井底om開泵,立壓迅速上升至8.5MPa,活動鉆具不回壓,起鉆。定向接頭以下,被沉砂堵住。
 
  2970. 54~2974. 59m采用Φ140mm孕鑲鉆頭+1。單彎螺桿馬達降斜鉆進降斜鉆進,鉆進至2974. 59m,因雷雨斷電,測斜儀發(fā)生故障,起鉆。進尺4.05m,機械鉆速0. 30m/h。
 
  4.側(cè)鉆糾斜鉆進效果。
 
  側(cè)鉆糾斜鉆進15個回次(另下鉆遇阻等6次),總進尺215. 20m,平均機械鉆速0.69m/h。使用了0.5°、0. 75°、1°三種角度的單彎5L2120×7螺桿馬達,在傳動軸上沒有安裝下穩(wěn)定器,部分螺桿馬達焊接了厚度不等(6mm、llmm、16. 5mm、17mm)的墊塊,上穩(wěn)定器使用較少。15個鉆進回次中有8種單彎SL2120X7螺桿馬達結(jié)構(gòu)形式。
 
  鉆頭使用了Φ157mm天然金剛石表鑲鉆頭、Φ158. 8mm牙輪鉆頭和孕鑲金剛石鉆頭,其中孕鑲鉆頭有Φ158mm和Φ140mm三種直徑規(guī)格。孕鑲金剛石鉆頭在底唇中心部位采用了壓碎面和中心孔兩種結(jié)構(gòu)克服中心“死點”,在底唇和側(cè)刃采用了小圓弧(近直角)和大圓弧過渡兩種  側(cè)鉆成功的鉆具組合是Φ140mm孕鑲金剛石鉆頭+1。單彎SL2120×7螺桿馬達(加焊6mm厚的墊塊)+Φ120mm定向接頭+Φ104mm無磁鉆鋌+姐56mm螺旋穩(wěn)定器+Φ89mm鉆桿(井段2758. 00~2769. 59m)。
 
  降斜成功的鉆具組合是Φ158. 8mm牙輪鉆頭+0. 75。單彎SL2120X7螺桿馬達(加焊16. omm厚的墊塊)+Φ120nm定向接頭十Φ104mm無磁鉆鋌+Φ120mm鉆鋌×7根+Φ89mm鉆桿(井段2797. 01~2812. 03m)。
 
  從在硬巖和+157mm口徑中側(cè)鉆(糾斜)鉆進施工情況來看:①應(yīng)采用小徑孕鑲金剛石鉆頭側(cè)鉆新井眼;②單彎螺桿馬達的結(jié)構(gòu)彎角在滿足下鉆的情況不宜小,在下穩(wěn)定器安裝方式上采用加焊墊塊的結(jié)構(gòu)較合理(滿足下鉆的要求);③降斜到小井斜角情況下不宜再繼續(xù)降斜,而應(yīng)采取穩(wěn)斜技術(shù)措施;④在硬巖強制斜地層不宜長井段糾斜。