开钻新工艺介绍与优越性分析

开钻新工艺介绍及其优越性分析符新涛 张秦川 陆明（中国石油化工集团 上海海洋石油勘探开发公司，上海 200120）摘 要：文章主要介绍勘探二号（自升式钻井平台）在BZ34-1W-1D 井作业中采用的

开钻新工艺介绍及其优越性分析

符新涛 张秦川 陆明

（中国石油化工集团 上海海洋石油勘探开发公司，上海 200120）

摘 要：文章主要介绍勘探二号（自升式钻井平台）在BZ34-1W-1D 井作业中采用的一二开合并钻进的开钻新工艺，并对新工艺与传统工艺对比分析，找出新工艺存在的优越性，以及使用新工艺的必要条件和技术要点，以便达到推广的目的。

关键词：开钻新工艺；传统工艺；优越性；推广

一 引言

BZ34-1W-1D 井是勘探二号在渤海“渤中34-1”油田为中海油天津分公司钻探的一口油气滚动评价斜井。该井的钻探，是为了落实位于渤海南部海域黄河口凹陷的“渤中34-1”油田中的BZ34-1-1井区的储量规模。在该井的钻探过程中，采用了将传统一、二开合并钻进的开钻新工艺，即采用444.5mm 钻头将传统的一开和二开井眼一次钻成，而后下部下入339.7mm 套管，上部由变径套管短节变径后，完成508.0mm 表层套管 的下入。该井于2010年4月6日16：00开钻，4月7日07:45一开完钻。4月7日22:00一开固井作业顺利完成宣告了这种新工艺的成功。称之为新工艺不仅在于本井一二开合并钻进，更在于使用444.5mm 钻头钻出的井眼下入508.0mm 表层套管这种值得称道的大胆尝试。

为了推广新工艺的使用，和为了大家更好地借鉴新工艺在BZ34-1W-1D 井取得成功的经验，本文将该井一开完成的全过程和具体作业内容呈现给大家并分析总结新工艺在诸多方面存在的优越性。

二 新工艺的具体实施过程

一开的钻具组合：444.5mm PDC BIT 228.6mm浮阀 2根 228.6mm DC 731×630配合接头 444.5mm扶正器 7根203.2mmDC 203.2mm

（F/J JAR）（挠性接头和震击器） 631×410配合接头 14根127.0mmHWDP 127.0mm DP。

钻具下探泥面46.60m 后，吊测单点，测斜数据0.4°@44m。

在钻进到井深87米前的上部井段时，钻压控制在0.5～1 t，泥浆泵排量控制在4200～4400L/min之间，泵压显示为4～6MPa 之间，顶驱转速控制在100～120r/min之间，扭矩基本在1～4kN.m 之间。每柱要求划眼3～4遍，每柱扫稠浆6m 3。

钻进87米到506.5米井段时，钻压控制在1～3 t，泥浆泵排量仍然控制在4200～4400L/min之间，泵压显示为6～11MPa 之间，顶驱转速控制在60～100r/min之间，扭矩基本在3～6kN.m 之间。每钻进一柱划眼一次，根据划眼时参数的变化确定是否增加划眼次数，每钻进两柱扫稠浆6m 3。

根据井深设计和套管的具体丈量长度，该井一开钻深到506.5米完钻，循环40分钟，然后替入20m 3稠浆携砂。随后短起至泥面以下10米，下钻，探到12米沉砂，开泵划眼到井底。在循环40分钟，替入20m3稠浆携砂，井内垫稠浆100m 3。

投测单点。起钻至井口，回收单点测斜仪，测斜数据：0.5°@504m。 下入套管组合： 36根339.7mm 套管 一根变径短节 ＋ 6根508.0mm 套管。下入深度：504.4m 。下套管顺利，用时3.5小时。

固井作业：首先注先行水3.18m 3；而后注密度为1.58g/cm3，附加量为200的领浆66.07m 3 ；再注密度为1.90g/cm3，附加量为100的尾浆22.05m 3；最后

固井泵顶替稠膨润土浆8m 3、海水36.13m 3，将水泥浆顶替至469.91m 。放压，无回流，固井结束。

三 新工艺的优越性分析

新工艺的优越性是针对传统工艺来说的，因此我们首先对两种工艺的详细施工工序罗列出来，然后再通过对比来发现新工艺的优越性。

传统工艺施工工序：

1. 组合一开钻具，通常为660.4mm 引领钻头 762.0mm 扩眼器 3根203.2mmDC 203.2mm (F/J JAR) （挠性接头 震击器） 配合接头 5根127.0mmHWDP 。

2. 一开钻进，使用海水作为钻井液。

3. 处理井眼，起钻。

4. 下609.6mm 套管前准备工作。

5. 下609.6mm 套管。

6. 下固井内管柱，安装循环头、固井管线，对固井管线试压。

7. 一开固井。

8. 套管座底后拆固井管线、循环头，起出固井内管柱。

9. 在船井区固定609.6mm 套管，割、甩609.6mm 导管，制作泥浆返出口及灌浆口。

10. 组合二开钻具，通常为：444.5mmPDC 钻头 配合接头 2根203.2mmDC 444.5mm扶正器 浮阀短节 4根203.2mm DC

203.2mm （F/J JAR）（挠性接头和震击器） 配合接头 14根

127.0mmHWDP 。

11. 钻水泥塞及套管附件。

12. 二开钻进，使用泥浆做钻井液。

13. 处理井眼，起钻。

14. 拆泥浆返出口，割、甩609.6mm 导管。

15. 下339.7mm 套管前准备工作。

16. 下339.7mm 套管。

17. 连接水泥头及固井管线，小排量打通后循环，对固井管线试压。

18. 二开固井。

19. 拆固井管线、水泥头。

20. 在609.6mm 套管和339.7mm 套管之间下47.6mm 小油管，冲洗该环空内的返出过高的水泥浆（目的是防止两层套管之间在泥面以下10米左右的以上部分被水泥固牢而不利于将来的井口回收）。冲洗完毕后，起出小油管。

21. 割、甩339.7mm 套管。

22. 精割、打磨339.7mm 套管；安装346.1mm 套管头，挤入密封脂，对套管头试压；焊接套管头支撑肋板。

23. 安装防喷器组和泥浆回流管，连接压井、节流管线及防喷器和节流压井阀的控制管线。

BZ34-1W-1D 井采用的新工艺工序

1. 组合一开钻具（钻具组合在上文中已列出）。

2. 一开钻进，使用海水作为钻井液。

3. 处理井眼，起钻。

4. 下套管前准备工作。

5. 下套管（套管组合在上文中已列出）。

6. 连接循环头及固井管线，小排量打通后，对固井管线试压。

7. 一开固井。

8. 拆固井管线及水泥头。

9. 候凝，在船井区固定套管头。

10. 用顶驱倒开位于船井区的508.0mm 套管循环头，安装539.8mm 套管头和346.1mm 套管头。

11. 安装防喷器组和泥浆回流管，连接压井、节流管线及防喷器和节流压井阀的控制管线。

通过对两种施工工序的对比，列举出新工艺相对于传统工艺在工序上存在的7个优越性：

a 、少组合一次钻具。在传统工艺的工序中可以看到传统的一开、二开钻具组合还是有很大的差别，并不只是更换一个钻头那么简单。

b 、少一次井眼处理。有的井在处理井眼上还是相当复杂和耗费时间的。 c 、少一次下套管工序。

d 、少一次固井。

e 、少一次割、甩套管。

f 、少制作一次井口。传统工艺二开采用泥浆循环，需要在表层套管上制作泥浆返出口及灌浆口，而井口制作前都要把长出来的套管割除后吊下钻台，吊到工作船上，运回基地。而新工艺是一二开合并钻进，采用海水循

环，省去此类麻烦。

g 、省去在表层套管和339.7mm 套管之间下47.6mm 小油管来冲洗两套管间的水泥浆这道工序。

h 、还节省一次套管回收程序。前面只罗列到安装防喷器之前的工序，其实在一口探井结束后井口基本都要回收，因为传统工艺多下了一层套管，那么回收时自然又多了一次。

每少一套程序不仅仅意味着时间的节省、工人劳动强度的降低及对工序密切关注着的人们精力消耗的减少，同时还伴随着材料的节约，譬如：少一次井眼处理就少用大量泥浆材料；少下一次套管就少用几十米套管；少一次固井就节约大量固井材料；少一次割、甩套管和制作井口就少损耗一根套管。另外在每道工序前后的过渡和连接也同样存在着耗时、耗材、耗费精力等各种各样的消耗。当然也不能不考虑到每多一个环节，就多一个环节的风险。

如果单用文字来描述在说服力上显得苍白，那么就用表1中的数据说话。该表是勘探二号近年来在渤海海域为中海油天津分公司钻探的几口井，为了增加可比性，在该表中列出从开钻到开始安装防喷器作业用时。

从《BZ34-1W-1D 井与其它井的用时比较表》中不难看出： BZ35-2-3井和QHD35-4-3井二开完钻井深虽然与采用新工艺只用一开完钻的BZ34-1W-1D 井的井深基本相同，但在作业时间上却分别多出21.25小时和12.25小时，多出时间分别达63、36。对于真正意义上的“时间就是金钱”的海洋石油钻井来说，多用的十几个小时甚至三十几个小时就意味着以百万计的资金的损失。

BZ34-1W-1D 井与其它井的用时比较表 Tab. Time between BZ34-1W-1D and other wells

为了更直观地看出BZ34-1W-1D 井所采用工艺的优越性，请下图。

BZ34-1W-1D井与其它井的用时比较图

Chart Time between BZ34-1W-1D and other wells

90

从开钻到开始安装防喷器的实际用时（h ）

80706050403020100

BZ34-1W-1D

BZ29-4S-1

SZ36-1S-1

BZ35-2-3

QHD35-4-3

QHD29-2-3

QHD29-2-4

CFD18-2N-1

井名

四 在自升式钻井平台使用新工艺的必要条件和技术要点

通过前面的详细对比分析，新工艺的优越性跃然纸上，然而并非在任何条件下都是可以采用新工艺的。如果条件不满足而一味追求新工艺不免会适得其反。下面就将使用新工艺的必要条件列举出来供大家分享。

必要条件一、一开初期钻进的几十米地层必须是软质地层。要在444.5mm 钻头打出的井眼内下入508.0mm 套管，那么地层一定是能够用高速射流和钻头的摔摆就能破坏的才行。BZ34-1W-1D 井位位于黄河冲积区域，满足该条件。

必要条件二、如果井位处的海水较深时，钻台下有能够产生足够张力的装置。我们注意到，新工艺使用508.0mm 表层套管代替传统工艺的609.6mm 套管（以前使用762.0mm 套管），在套管变细的同时，管壁也相应变薄，那么套管的支撑能力和抗击海流的能力都会大幅下降，这时候需要一个张紧力，不但要平衡和该套管头连接的防喷器重量，还要分担套管上部的重量，防止套管在海流和自重的双重作用力下发生变形。勘探二号虽然没有张紧装置，但防喷器行吊能够代替张紧装置，起到这种作用。

必要条件三、如果井位的海水较深时，不能保留井口。保留井口时，只是表层套管独自直立在海水中，这时对套管的刚性要求比较高。

前面论述了新工艺相对于传统工艺存在很多优越性，也给出了三条使用新工艺的三个必要条件，但是如果在钻井过程中没有很好的控制钻井参数，就会出现套管下入失败的问题，如果这样就事倍功半，得不偿失。下面把使用新工艺钻进准备下入508.0mm 表层套管的井段时的技术要点和大家分享。

技术要点一、钻进该井段时，顶驱转速要比传统工艺高。高转速可以增加钻头的摔摆力，利用钻头的摔摆实现扩孔的目的。

技术要点二、钻进该井段时，泥浆泵排量要尽可能大一点，利用射流的冲刷同样可以达到扩孔的目的。

技术要点三、钻进该井段时，要控制钻压，要采用通常所说的“吊打”。虽然传统工艺基本上也是采用“吊打”，但新工艺要求钻压更小，要控制在传统工艺的一半为佳。这样做既能保证井眼的垂直，又能让钻头跟上部井段接触更多的时间，扩孔效果更好。

技术要点四、钻进该井段时，要增加划眼次数。划眼既可以再次扩眼，又能使井眼规则和通常。

五 结束语

本文所述的新工艺是在海洋自升式钻井平台—勘探二号上实施完成的，因此后面的描述及优越性分析、必要条件等都不可避免的包含着自升式平台钻井的要素及痕迹，但是新工艺的优越性是共性的，只要剔除这些因素，根据各自实际的作业情况，进行吸收和优化，也可以将新工艺推广到半潜式钻井平台和陆地。

Introduction of new spud-in technology and analysis of its advantage

Fu xin-tao Zhang qin-chuan Lu ming

(Shanghai Offshore Petroleum Exploration & Development corp.，SINOPEC ，Shanghai 200120，China ) Abstract ：The paper introduce the new spud-in technology at BZ34-1W-1D well

drilled by KANTAN Ⅱ（Jack up ），and search for the advantage in the new technology by means of contrasting between the new and the conventional technology. For the purpose to popularize the new technology, the article gives the requirement and the key to use the new technology.

Key words：new spud-in technology ；conventional technology ；advantage ；to popularize

作者简介：符新涛（1969—），男，高级工程师，1994年毕业于石油大学（华东）机械设计与制造工程专业，现从事钻井平台管理工作。