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提高PDC定向钻进时机械钻速 工序简介 定向钻进（包括在定向过程中穿插的复合钻进）时开窗侧钻井施工中不可或缺的一个工序，是小井眼开窗侧钻井完成既定的侧钻目标的必要工序。其主要任务是根据钻井设计，通过一定的钻具组合，采用定向井的施工工艺来使井眼达到预定轨迹直至最终中靶。 选题理由 井下测试公司侧钻102队是负责江汉油田老井开窗侧钻的队伍之一。由于是在老井的基础上进行侧钻，在钻进施工的过程中，就要求该侧钻井所在的油区与该井处于同层位的生产井停采，而该油区内的注水井得停注。所以在施工时，最直接的影响就是导致油田的日产量的减少，因此提高定向钻进的机械钻速就可以缩短钻进施工工期，见影响的时间降低减少。另一方面，为了响应公司“增产增效”的号召，提高定向钻进的机械钻速，就可以缩短侧钻施工的工期，提高生产的效率。 活动目标 2010年侧钻井使用PDC定向钻进时机械钻速平均值为1.17m/s，平均钻时为51.2min/m。应上级要求，再根据侧钻井定向钻进施工需要，我们将目标定为1.40m/s，平均钻时为42min/m。 图1 提高PDC定向钻进时机械钻速计划图 表1 2010年PDC定向钻进基本情况反馈表 井号 PDC定向进尺m 单井总进尺m 定向总钻时min 平均钻时min 机械 钻速m/h 备注 钟新8-23CZ 65.58 833.00 3343 51.0 1.18 挤堵 马7-14CZ 105.34 344.11 4488 42.6 1.41 王76斜-5CZ 28.48 620.58 605 21.2 2.83 0.75°螺杆 严5-9CZ 75.76 250.39 5452 72.0 0.83 黄16-8CZ 124.43 574.45 5109 41.1 1.46 高42CZ 106.53 537.93 4457 41.8 1.44 沙27斜-7CZ 68.47 422.82 4571 66.8 0.90 周30斜-13CZ 103.08 787.63 5523 53.6 1.12 张斜39CZ 121.39 395.97 6540 53.9 1.11 原因分析 小组成员在多次活动讨论中，使用头脑风暴法，获得了导致PDC定向钻进机械钻速低的17个原因。根据其中的因果关系，绘制了因果分析图，从地质、设备、井眼状态、钻井参数、工艺技术及泥浆性能6个方面进行分析概括，找到了12个末端因素。 表2 导致PDC定向钻进机械钻速低的原因分析 末端因素 施工要求 要因确定 地质 地层可钻性差 侧钻井段含有砾岩、玄武岩等难钻地层 地层主要是砂岩、泥岩、盐岩、膏岩等可钻性强的地层 非要因 设备 设备老化 钻头及螺杆等失效 钻头、螺杆都处于最佳工作状态 非要因 螺杆弯度大 螺杆弯度大 螺杆弯度适中，能够完成侧钻施工要求 非要因 钻井参数 钻压不稳 司钻操作水平低 钻压不能稳定在一定范围（20-40KN）之内，能够稳住工具面并使螺杆处于最佳工作状态 非要因 工艺技术 工具面摆放不科学 工具面摆放不科学 工具面位于增井斜扭方位的最佳位置，同时能够保证工具面易稳定 非要因 井眼状态 狗腿度过大 连续定向钻进时间过长 狗腿度小于0.8 非要因 井眼不规则 缺少划眼、短起下 井眼扩大率小于等于30% 要 因 泥浆性能 润滑性差 摩擦系数高 定向井摩擦系数小于0.1 要 因 流变性能差 含沙量高 设计要求含沙量小于等于0.5 非要因 动塑比低 小井眼定向井要求高于0.3 要 因 密度高 密度过高 能够实现一级井控，同时还能变化不能太大。 非要因 确定要因 确认一：司钻操作水平低 司钻是控制刹把最至关重要的人员，司钻操作水平的高低直接关系到整个钻进的送钻水平。由于定向钻进过程涉及到工具面的稳定，要求钻压稳定性高，所以对司钻的要求更高。 表3 侧钻102队司钻取证登记表 姓名 单位 岗位 取得时间 操作证号 张大俊 CZ102队 司钻 2010.06.24 JHDESC-SZ 柳建坡 CZ102队 司钻 2010.06.24 JHDESC-SZ 任 铃 CZ102队 司钻 2010.06.24 JHDESC-SZ 刘 蔺 CZ102队 司钻 2010.06.24 JHDESC-SZ 表4 2010年各井定向钻进钻压泵压统计表 井号 钻进类型 钻压 KN 泵压 L/min 井号 钻进类型 钻压KN 泵压L/min 钟新8-23CZ PDC定向 30 450 高42CZ PDC定向 30 450 马7-14CZ PDC定向 30 450 沙27斜-7CZ PDC定向 30 450 王7