组合式磨铣工具研制应用论文

组合式磨铣工具的研制与应用

摘要：本文通过现场分析研制了组合式磨铣工具，该工具结构简单，把铣锥、铣鞋、扶正器有机地组合在一起，包括磨鞋、磨铣、导向三大部分，完井过程中一趟钻即可完成三趟施工作业要求，该工具在桩西和孤岛地区桩205-平5及南38-平201井水平井施工中推广使用，结果表明大大缩短了建井周期，取得了很好的经济效益，具有良好的推广前景。

abstract： the paper develops the combined milling tool through field analysis. the composition of tool is simply，and the mill shoe， cutter head and centering device are combined. one tripping process can complete three tripping work， including wear shoes， milling， guide. this tool is used in horizontal well of zhuangxi and gudao block， and the results show that the sinking cycle is reduced greatly， and it has achieved very good economic benefits， so this tool has good promotion prospects.

关键词：水平井；完井；组合式磨铣工具

key words： horizontal well；well completion；combined milling tools

中图分类号：th11 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）34-0024-02

0 引言

胜利油田地质构造复杂，经过多年的勘探开发，目前已进入中后期，大部分主力区块的产层都为稠油油藏、低渗透油藏以及深层油气藏，含油饱和度低，油水关系复杂，分布也极为复杂。应用常规的斜直井开发单井产量低、经济效益差，已不能适应目前油田的开发形势。目前应用常规的钻井工艺已经无法满足勘探开发需要，因此要依靠水平井等钻井新技术进行开发。水平井技术是一项先进的开发、挖潜、提高采收率的技术，二十世纪80年代末90年代初胜利油田开始引进水平井技术，目前水平井开发技术在实践中不断完善，已从单纯老油田挖潜转向新区产能建设和老区调整共同发展。由于采油工艺的要求，水平井筛管完井下部带盲板等组合结构越来越多，完井必须由磨盲板、铣残余盲板、通径三趟施工作业完成，这样就延长了建井周期，增加了成本。实践证明水平井的开发和应用，降低了油气井综合开采成本，大幅度提高油气采收率，取得了显著的经济效益和社会效益[1]。

水平井筛管完井因其油气渗流面积大、相对成本低，在水平井完井施工中得到了推广应用。渤海钻井一公司近几年水平井筛管完井也越来越多，2009年完钻82口水平井，占全年完钻井的27%；2010年完钻69口水平井，占全年完钻井的24%；2011年完钻72口水平井，占全年完钻井的25%。由此可见，水平井占一定的比例，研制水平井开发过程中配套的工具势在必行。

1 组合式磨铣工具设计思路及方案

常规的水平井筛管完井工具是独立的，下完套管后，下一步作业就是铣掉固井过程中使用的盲板，一般的工序是先下磨鞋，磨穿盲板和胶塞，再下铣锥铣掉套管内盲板残留的不规则的部分，最后下通径规通井[2]。目前使用的工具是铣锥、铣鞋和通径规，整个过程中需要下三次钻，才能完成这项工作，一趟钻最少也得12个小时，这样就延长了建井周期，增加了成本。针对这种情况，着手研制了该组合式磨铣工具，把铣锥、铣鞋、扶正器有机地组合在一起，将磨盲板、铣残余盲板、通径三趟施工作业通过一趟钻即可完成，解决制约钻井生产的这一项难题。

所研制的组合式磨铣工具需满足以下条件：

①钻穿盲板；

②修整边缘，满足后期作业需要；

③保护套管不受损害；

④通径作业。

2 组合式磨铣工具结构及原理

2.1 工具结构及技术参数钻井组合式磨铣工具，包括磨鞋、磨铣、导向等三部分。该工具整体是一圆柱体结构，柱体内部是组合式磨鞋的水眼。组合式磨鞋的下部是磨鞋部分，底部镶焊有硬质合金，中心镶焊均布的四个喷嘴，在铣鞋的圆周处铣有四个出水槽；组合式磨鞋的中部是磨铣部分，磨铣部分是四个均布的圆锥凸起，凸起的上部与磨鞋的最大外径相等，下部略小于上部，凸起上镶焊有硬质合金，圆锥凸起中间有四个均布的出水槽；组合式磨鞋的上

部导向保径部分，是在柱体上部外圆上镶焊了8块均布的硬质合金，外径与磨鞋的最大外径相等，硬质合金间也有均布的出水槽；组合式磨鞋的顶部为一管螺纹结构，可以与其他钻具连接。

2.2 工作原理现场使用时，将该钻井组合式磨铣工具连接到下井钻具的下部，下钻至盲板处，开始进行磨铣作业，磨穿固井盲板后，铣锥部分多次上下活动铣掉套管内不规则的部分至无刮卡显示后继续下钻，导向部分既起到扶正作用，又保证磨鞋和磨铣部分不磨到油层套管，这样下一趟钻就能完成整个施工过程。

3 现场应用实例

2011年对φ118mm、φ156mm组合式磨铣工具分别在桩205区块和南28区块进行了现场应用（表1、表2）。

桩205-平6使用的外径118mm的组合式工具，南28-平203井使用的外径156mm的组合式工具，现场应用时将该工具连接到钻具的底部，磨鞋以2-4t钻压，转盘转速40-75rpm，排量11l/s，每钻进5cm应上提活动一次，活动时不停泵，并保持钻具转动，以便清除钻头周围的橡胶和金属屑。

通过现场应用可知，在桩205区块φ118mm组合式磨铣工具平均缩短完井时间和建井周期2.3天，在南28区块φ156组合式磨铣工具平均缩短完井时间和建井周期1.7天，组合式磨铣工具能够一趟钻完成以前三趟钻完成的工作，大大节省了时间，缩短了完井时间和建井周期。

4 结论及建议