本期技術概覽-優快鉆井技術與裝備

如何提高機械鉆速、以更短的時間鉆出更優質的井眼一直是鉆井的熱點話題，石油圈本期介紹了國外先進擴眼工具以及水力振蕩器，帶您鑒賞國外優快鉆進的巧計良謀。

鉆井可以稱得上是一項為石油天然氣“增儲上產”而開辟油氣通道和采集地下信息的入地工程，具有高投入、高產出、高風險和高技術的特點。鉆井費用占整個石油天然氣勘探和開發投資總費用的50%以上，是影響石油天然氣勘探開發整體效益最敏感的因素。因此，優快鉆進對石油天然氣行業的發展有著舉足輕重的作用。

鉆井技術主要包括鉆井裝備和工具、井筒技術、測量和控制技術等，提高機械鉆速和鉆井質量的關鍵點有很多，本文主要選取了鉆井擴眼技術和當前應用越來越廣泛的水力振蕩器技術，對其國內外研究現狀進行了簡要概述。

鉆井擴眼技術石油圈原創www.h29736.cn

油氣鉆井工業的擴眼技術始于20世紀初，應用該技術的基本意圖是解決井眼縮頸、井壁坍塌等鉆進難題。近20～30年，油氣鉆井向著深井、超深井、高壓油氣井、海洋深水鉆井等領域逐漸轉移，鉆井工程所要面對的復雜狀況也越來越多。擴眼技術作為處理鉆井異常狀況的重要手段而不斷發展，逐漸成為一種能夠提高鉆井質量，應對塑性地層，優化套管程序，提高固井質量，降低鉆井成本的先進技術。

國外擴眼技術和工具歷經數十年發展，形式多樣，性能各異。目前處于主導地位的擴眼工具為雙心鉆頭和液壓臂式擴眼器，另外，擴眼技術研究機構經現場試驗和應用總結了大量規律，形成了系統的研發程序。而國內擴眼技術研究起步較晚，擴眼工具的設計基本為追蹤和模仿國外成熟產品，已初步實現系列化應用，但在基礎理論研究方面還較為薄弱。

鉆井用水力振蕩器

自20世紀80年代以來，井下動力鉆具由于具有提高機械鉆速、增加單只鉆頭進尺、實現井眼軌跡定向控制等諸多優點，在定向井中的應用越來越多。隨著各大油田開發的逐漸深入，大斜度井、水平井、多分支水平井等復雜結構井數量越來越多，如何實現快速鉆進和提高水平段長度成為關注的焦點。

然而，由于井斜角較大造成鉆柱和井壁之間的摩阻較大，鉆壓傳遞效率低，嚴重限制了鉆進速度。自2000年以來，國內外各大研究機構研制了各種樣式的水力振蕩器，并廣泛應用于國內外各大油田的定向井段和水平段鉆井施工中，并取得一定提速效果。

自20世紀90年代以來，國外多家石油公司都致力于水力振蕩器的研究，目前國外水力振蕩器提速技術已經比較成熟。其中，具有代表性并已經被商業化應用的是美國國民油井華高公司（NOV）研發生產的水力振蕩器，該公司的水力振蕩器最初被應用于連續管鉆井中，但由于降摩效果較好，其應用范圍逐漸擴大到大斜度井、水平井以及多分支水平井鉆井作業中。

與國外相比，國內水力振蕩器的研究起步相對較晚，但發展速度較快，自2006年以來，在短短10年內，國內已成功研制了十幾種水力振蕩器，且有部分產品已投入商業化應用，并取得了較好的應用效果。

根據以上所述優快鉆進技術熱點，石油圈在本期內容中為讀者帶來了三個頗具代表性的最新擴眼技術和水力振蕩器：威德福RipTide RFID Drilling Reamer擴眼技術、NOV公司Agitator系統以及CT Energy公司SRD-水力振蕩器，這三種技術究竟有何玄機，讓小編帶你一探究竟。

1.威德福RipTide RFID擴眼技術

最近，威德福公司將RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識別技術應用在了鉆井作業的擴眼作業上，研制出了一種更加高效的隨鉆擴眼裝置-The RipTide RFID Drilling Reamer。

該擴眼裝置為兩種擴眼器的底部鉆具組合，包括RipTide隨鉆擴眼工具以及RipTide鉆后擴眼工具。無線射頻識別可使得擴眼工具在下入時進行遠程自動開關，以便鉆井作業人員將隨鉆擴眼井段擴至設計深度、保證單趟作業中井眼清潔的前提下，降低縮徑的概率，降低鉆進作業中的事故風險。

2.NOV Agitator系統石油圈原創www.h29736.cn

NOV公司的Agitator系統一般由振動短節、動力短節、閥門和軸承系統組成，靠周期性變化的流體壓力，帶動活塞做軸向往復運動。

NOV公司的Agitator水力振蕩器結構簡單，可與鉆桿直接連接。該水力振蕩器系統可以顯著提高ROP，改善鉆壓傳遞，減小摩阻并降低粘滑現象的產生。而Agitator PLUS系統的壓降比標準Agitator系統更小，可應用范圍更廣。

在打撈應用中，水力振蕩器系統的高頻軸向振動可以幫助解卡，提高BHA中標準打撈工具的效率。Agitator打撈系統可提供軸向振動、減小摩阻來幫助回收落魚，可避免額外的固井及側鉆作業。

3.CT Energy SRD水力振蕩器

CT Energy的SRD-水力振蕩器是鉆進過程中用于降低靜摩擦和提高機械鉆速的一種井下機械裝置。它通過負脈沖產生的軸向振動來減小阻力，使鉆壓更加有效的傳遞至鉆頭，提高機械鉆速，為全球石油和天然氣市場提供了新穎的鉆井方案。

另外，該裝置優于其他水力振蕩器的是：SRD-水力振蕩器不會對隨鉆測量/隨鉆測井設備造成損害；常規的水力振蕩器會使泵壓升高，SRD-水力振蕩器設有全新的旁通，可以在提高鉆速的同時降低泵壓，并將振動頻率降低至原來的三分之一。

近年來，國內對國外新技術新理論積極引進，與各大油氣服務商也展開了廣泛的合作。在涉及水力振蕩器以及隨鉆擴眼技術等新工藝新工具方面的研究成果出現了百花齊放、百家爭鳴的局面。

就目前技術來說，“指哪打哪”已不再僅僅是口號，在此基礎上如何更好的實現優快鉆進才是不斷追尋的目標。小編同樣預感到，國內外技術差距已經越來越小，就讓小編陪各位讀者一起領略下本期的技術“干貨”吧。

來自/NOV等 ?編輯/魏亞蒙石油圈原創www.h29736.cn

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