使用旋转导向马达进行套管定向钻井

大陆菲利普斯公司从1997年开始在得克萨斯州南部的Loba走向带进行油田开发。在Loba走向带7500～13000ft深的Wilocox层共打了900口井。在打了600口井后，大陆菲利普斯公司开始承担了一项研究课题即用几年的时间寻找一种能有效降低钻井成本的方法以扩大油田的开发远景。第一阶段选择了5口井进行套管钻井的领先试验。第二阶段证实了套管钻井能克服因地层引起的钻机占用时间过长的问题。

1.可回收式套管钻井工艺

在数种套管钻井工艺中，套管可以作为全部或部分钻柱。套管钻井系统即可以是可回收的也可以是不可回收的。可回收套管钻井系统允许在不起下套管的情况下更换钻头和井底钻具组合。在定向钻井时，因要回收定向钻具和导向工具，所以要选择可回收式套管钻井系统。可回收套管钻井系由井下和井口两部分设备组成，使用标准的套管作为钻柱，同时使用钢丝绳回收系统。

2．用导向马达进行定向钻进

Loba 83 号井的7in技术套管井段，是用套管钻井系统打的。要求采用定向方式来避开地面障碍。该井通过造斜和增斜使井斜达到15o,在水平位移达到要求后，又降斜到接近竖直。钻这口井的技术套管井段需要18.2天。

垂直钻进到4434ft（真垂深）的造斜点后，回收直井井底钻井组合，改换由PDC钻头和导向马达组成的井底钻井组合。在套管鞋处对井底钻具组合扭方位，使扶正器以下的钻具顺利地进入裸眼井段。

3．两口井的试验

把旋转导向马达与套管钻井结合起来应能排除井底钻具组合结构的主要弱点。旋转导向马达是专门研制的一种新型马达。在较小的井眼中使用螺杆钻具进行定向作业其效果不佳。因而研制了旋转导向马达。困难的是把套管钻井技术和旋转导向马达结合起来。

计划在2口井中进行试验。首先用旋转导向马达在89号进行垂直钻进试验。95/8in套管下深588ft并固井。在标准的直井井底钻具组合上接43/4in旋转导向马达。用这种井底钻具组合从614ft钻到4821ft，耗时105hr。单点测斜仪的测量表明井眼接近于垂直。在钻进过程中，因井底钻具组合较长，振动比预期的要严重。停钻后更换下部扩眼器。继续钻进到7620ft。在3600ft，产生了2.25o的井斜。在3800ft，井斜降低到0.25o,井眼接近于垂直。

定向钻进是在91号井中进行的。钻井作业是从1278ft开始的，造斜点选择在2100ft。造斜后继续钻进到4067ft，回收井底钻具组合，发现旋转导向马达壳体上有冲蚀。更换由旋转导向马达组成的造斜钻具组合继续钻进。

第3次下井时，换用了第1次下井的马达。在钻进了200ft后起钻，更换下部扩眼器，继续钻进到5420ft套管被卡，处理事故浪费了59hr。继续钻进到6360ft，压力降说明井底钻具组合发生了冲蚀。地面探伤发现冲蚀发生在喷射总成与套管外扶正器接箍处。摘下喷射总成，继续钻进到6950ft的设计深度。

4．结论

（1）使用导向马达和套管钻井可以进行定向钻井，但在井眼小于81/2in时难以成功；

（2）使用旋转导向马达和套管钻井可以钻81/2in井眼；

（3）使用旋转导向马达和套管钻井，在选择喷嘴尺寸和井底钻具组合的结构时，压力和排量是需要考虑的问题；

（4）用套管钻井钻导向井时，套管柱的设计是较困难的，因导向钻进时套管的侧向力较大，容易发生卡钻。