149mm高强度钻杆

２４． ８１ ｍ测量深度） ３． ７ 、３９７ ｍ技术套管 （ ｍ 下在
４１８ ｍ井眼中至 ３１ｍ测量深度） ２８４ｍ ３． ｍ ８０ 、 ９． ｍ ５ 钻井衬管 （ 下在 ３１１ｍ １． ｍ井眼中至 ４４． ５ ９９６ ｍ测 量深度）和完钻至 ６３． １ ９ ２ ｍ测试深度的２９９ ６． ｍ ｍ 井眼组成。该井的垂直深度为５７．ｍ 最大井斜 ２６４ ， 为４０ 并且钻井程序中 ８， 包括两次侧钻作业。
应用。
由于实施该项目 时只采用一艘小型的四立柱钻 井作业平台完成了 这些延伸井的钻井作业， 所以这 项钻井工程是非常成功的。５口井完钻至总井深的 单井平均时间为６ｄ 平均有效钻井时间为３． ８， １ｄ ４／
３ ４ ｍｏ ０８
四、应用实例
１ ，延伸钻并应用实例 英国石油公司 （Ｐ Ｂ ）管辖的中国有限公司曾 经购买了一套由 １ ｍ ４ ｍ钻杆组成的钻柱， ９ 用于中 国南海区域油田 延伸钻井工程的实施。在一艘钻井 平台上完钻了５口 延伸钻井开发井， 其中３口 井的 ５８８ ｍ与４４５ ５． ｍ ４． ｍ ｍ井段采用海水泥浆和应用一 根 ７２ ｍ立管与转向器分批完钻。此后安装井口， ６ｍ 并对前 ３口油井进行了钻井与完井作业。另外 ２口 井采取从井口到井底的钻井作业方式，目的是满足 地层评价的技术要求。这 ２口 井的井筒水平位移达 到６９ｍ， ０６ 测试深度 （ Ｄ Ｍ ）达到 ７２ｍ ６０ 。应用了 一种高速钻具管材处理系统，提高钻井效率和确保 钻杆组装与拆卸作业的安全。 相对于 １ ． ９７ ３ ｍ ｍ钻杆而言，１９ ｍ钻杆经过 ４ｍ 改进完善的水力特性对于钻进 ３１１ｍ １． ｍ长井段至 ５ ６０． ４０８ ｍ测量深度是极其有益的。另外 １９ ｍ钻 ４ｍ 杆还可在 ４５５ ４． ｍ ｍ井段的钻井作业中提高钻井 效率。 通过采取控制钻井工艺、应用钻杆高转速技术 和高比 重除屑剂工艺以及因井眼条件而要求采取井 下划眼连接等综合工艺措施，实现了有效的井眼净 化。 １． ｍ井段的上部采用约 ４５ｍ／ ｉ ３１１ｍ ５ ．５ ＇ｍｎ的
２ ，深水钻井应用实例 英国石油公司用租赁的一套 １ ｍ ４ ｍ钻杆完钻 ９ 了 位于墨西哥湾的Ｇｅ Ｃｎｏ ７３ ｒ ｎ ｙ ４ 井，以此作为 ｅ ａ ｎ 该石油公司Ａｌ ｔ 工程研究项 目的一个子研究课 ｔｎｓ ａｉ 题。该井采用 Ｇｏａ ａｔ ｅ ｍ ｒ ｌｅ深水钻 ｌ ｌ ｎ Ｆ Ｇ ａＥｐ ｒ ｂ５ ａ ｌ ｏ ｘｏｒ 井作业船完钻， 钻井作业海域水深 ２０． ０８６ ｍ 。其井 身结构由 ９４４ ｍ导管 （ １． ｍ 采用射流方式下人） 、 ５８ ｍ 表 层 套 管 （ 在 ６０４ ｍ 井 眼 中 至 ０ｍ 下 ６． ｍ
效率。
二、钻杆
１ｍ ４ ｍ钻杆是一种中值尺寸钻杆，主要是为 ９ 延伸钻井作业、深水井钻井作业和超深井钻井作业
宫 ； 、 无 二 二 １ －－昌 １言 ．、 ：Ｊ 工二 ．、 １‘月 ｝； 、 ．－一 １１ 二
钻井 超深钻井
联顶管柱
一、引言
１ ｍ 值尺寸钻杆的成功研制与应用消除 ４ ｍ中 ９
泵排量钻进， 下部井段则采用３６ｍ／ ｉ泵排量 ． ３ ｎ ４ ｍ
钻进。在２５９ ｍ井段达到的较高环空流速致使 １． ｍ 井眼得到了良好的净化。在高速齿轮系统中， 顶驱 系统会保持 １ ｒ ｉ ７ ／ ｎ的旋转速度， ０ｍ 使得井眼得以 良 好地净化。当为了克服较高的井下扭转阻力而使 低速齿轮系统被啮合时，钻柱的旋转速度会降低到 １ ｒ ｉ， ２ ／ ｎ 此时井眼净化效果会明显地退化。通过 ０ｍ 始终保持流经钻头端面钻井液的高流速工艺措施， 辅之采用油基泥浆防止钻头泥包形成的工艺方法，
．１ １ 一１ 二 、 ： 习 １１ ： 、 吕 三 ； 、 １二 １１ 罗 、 ．‘ １ 一一 罗 、 －１ １甲 １ ．飞 １－ １－ １１ 思 、 … １１ 二 七 １． １ １１ １巴 、 １－ １ １１ 二 、 三 三 １
在深水钻井作业环境中，由于需将厚壁套管柱 下井， 故而对联顶管柱工艺技术的要求较高。针对 这方面的技术难题，有关技术人员提出了新的管材 设计理念，其中包括联顶管柱的厚壁滑移段、双口 径工具接头和高强度薄壁管体等设计方法。这些具 有现代工艺技术水平的联顶管柱降低了对钻机承重 重量 的要求，提高了套管柱下井与固井作业 的
厚壁钻杆，壁厚为 １． ｍ 这类钻杆的设计抗 ０５ｍ ， ４ 拉强度同 １ ｍ Ｓ １ 型钻杆 （１ ２岁 ）一 ６ ｍ 一３ ８ ５ ４． ｍ ２ｋ 样； 另外 １ ％的钻杆是壁厚为 １． ｍ的厚壁钻 ９０ｍ ５ 杆， 用作联顶管柱， 用于在深水钻井作业条件下将
重型套管柱下井。 用户对 １ ｍ ９ ４ ｍ钻杆的认识随着时间的推移而
了在以往延伸钻井 （ Ｒ ）和深水钻井工程 中对 ＥＤ
中为进行套管设计与钻头程序优选而优化设计的。 同 １９７ ｍ钻杆相比，使用 １９ ｍ钻杆井筒压力 ３． ｍ ４ｍ 会降低大约 ２％， ８ 而且不会像 １８ ｍ钻杆那样对 ６ｍ 钻柱 的起下作业和工艺处理有严格的要求。同 １８ ６ｍ ｍ钻杆不同的是，当２４ ｍ套管下井后，可 ４ｍ 以在２６ ｍ井段应用 １９ １ｍ ４ｍ ｍ钻杆进行钻井作业， 从而使钻机的钻杆库存中常见的 １８ ３．ｍ ６ ｘ ７ ｍ １ ９ （Ｄ Ｏ ）双层锥形钻杆减少 为单一外径的 １９ ４ｍ ｍ
Ｇ ｍｒ ｏ： ｌｅ深水钻井作业船最初配备的是 ｌ ａＥｐｒ ｏ ｘ
１９７ ｍ钻杆， Ｇｅ Ｃｎｏ ７３ ３． ｍ 在 ｒ ｎ ｙ ４ 井开钻之前， ｅ ａ ｎ 钻机已经采用类似的钻头程序在墨西哥湾深水海域 探区完钻了一些探井。Ｇｅ Ｃｎｏ ７３井采用 ｒ ｎ ｙ ４ ｅ ａ ｎ
１ ６
国外油田工程第２ 卷第９ （ ０．） ０ 期 ２ ４９ ０
１ｍ ４ ｍ高强度钻杆 ９
Ｒ． Ｃ ａ ｄｅ Ｂ． ｎ ｌ ｈ ｒ
翻译：甘 霞 （ 东实 然气公司 划 山 华天 规 技术部） 王小尚 （ 原石油勘探局绿能高科） 中 张 红 赵 炜 中 （ 原油田 分公司 采油工程技术研究院）
Ｂｒ ｇｎ 对Ｂ ｈ 油井的 ｕｉｔ 公司 ｉｏ ｌ ｏ ｎ ｇｒ ｎ 套管与 钻头配 套规
格程序进行了修改设计，旨 在明显地缩短钻井的耗 时和降低总投资费用。研究结果证明， 对原钻井设 计的修改是非常成功的。由于修改后的套管与钻头 配套规格程序要求在延伸井段上方完钻大直径的井 眼， 所以钻柱的良 好水力特性对于有效的钻井作业 是至关重要的。Ｂｒ ｇ ｎ ｕｉ ｔ 公司在该地区完钻的第 ｌ ｏ ｎ
５８ 一 井和８ ３ 井的设计参数除了 一５ 一项重要的参 数有差别之外， 其它的 设计参数几乎都是相同的。
万方数据
１ ８
国外油田工程第 ２ 卷第９ （０４９ ０ 期 ２０． ）
（） ｈｎ ５ ６井的钻井作业在 ４４５ ｒ 一 １ Ｂ ｏ ｉ ｇ ４． ｍ ｍ 井段应用 １８ ｍ钻杆， ３１１ｍ ６ｍ 在 １． ｍ和 ２１３ ５ ４． ｍ ｍ 井段应用 １７ ２ｍ ｍ钻杆 ， 而在 １５１ ６． ｍ ｍ井段则应用 １７ ８９ ｍ组合钻杆。 ２ ｘ ｍ ８． （） ｈｎ ８ ３ 井的钻井作业在 ４４５ ｒ 一 ５ ２ Ｂ ｏ ｉ ｇ ４． ｘ ４６４ ｍ ３１１ｍ 和 ２１３ 井 段 应 用 ０．ｍ ， ．５ ｍ １ ４． ｍ ｍ １ ｍ Ｚ １ 钻杆 （９４ｇｍ 在 １５１ ４ ｍ 一４ ９ ０ ３． ） ｋ／ ， ６． ｍ ｍ井 段则应用 １９ ０ｍ ４ ｘ ｍ组合钻杆。 １８ 在Ｂ ｈ ８ ５ ３ 井的４４５ ６４ ｉｏ 一 ｇｒ ｎ ４． ０． ｘ ｍ ４ ｍ井段应 用１ ｍ ４ ｍ钻杆虽然使得钻井作业的理想水力条件 ９ 稍嫌不足， 但是同Ｂ ｈ ５ 井相比 其机械 ｉｏ ６ ｇ ｒ － ｎ 较， 钻速并未降低。在 Ｂ ｈｒ 一 ５ ｉ ｏ ８ ３ 井的钻井作业中， ｇｎ 由于在完钻４４５ ６４ ｍ井段之后不再要求起 ４． ｘ ． ４ ｍ ０ 下钻柱，因而钻井作业效率明显地提高。１９ ｍ ４ｍ 钻杆的应用还省去了与原先租赁 １８３ ｍ钻杆柱 ６． ｍ
钻井作业保持了良好的机械转速。
１ 油井， ｉｏ ５ 井证实了这种设计的有 口 即Ｂ ｈ ６ ｇ ｒ － ｎ 效性。同 Ｂ ｈ 井原先最快的钻井时间相比， ｉｏ ｇｒ ｎ Ｂ ｈｒ５ ６ 钻井时间缩短了１ ｄ 钻井耗时 ｉｏ 井的 ｇｎ 一 ５ ， ５
降 低了３％， 井耗资 ４ 钻 减少了￥０ ＇ Ｂｈ １ｘ ｉｏ １ ． ｒ ０ ｇｎ
１ ４２ Ｐ， ０ ． ａ 另外还具备优良的抗破裂韧性。 ３ Ｍ 这些
高强度等级钻杆可使钻具抵达更深的延伸钻进深 度，同时使钻台上具有足够的立根盒容量。
逐步加深。在这类钻杆最初投人使用阶段， 投人市
本文是发表 Ｐ ７８ 上Ｐ ｎｎ － ｉｎ ｌ － ｂａ Ｔｈ ｌｉ一文的 在ＳＥ ７ ９ ２ ｅ ｔｃＤｖ ＤｌHale Waihona Puke Baidu ｕ ｌ ｅｏｏｅ 响ｒ ｅ ｒ ｒｉ Ｔ ｕｒ ｎｇｓ ａ ｅ ｉｎ ｃ 概要， 兴趣的 可据此 感 读者 进一步 查阅。
校对 ：任洪智 （ 大庆油田有限责任公司设计院）
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钻柱。
钻杆应用的制约因素。１ ９ ９ 年以来，已经制造出 ９ 了４ 余套由１ ｍ ０ ４ ｍ钻杆组成的系列钻柱， ９ 并且投 入现场应用。这类钻杆已在中国南海、墨西哥湾、 黑海、怀俄明、哥伦比亚和特立尼达海域的延伸钻 井、深水钻井和超深高压／ 高温 （ ＰＨ ）油井钻 Ｈ／ Ｔ 井作业中成功地应用。１９ ｍ钻杆的应用提高了 ４ｍ 钻井作业的机械钻速 （ Ｏ ） Ｒ Ｐ ，并且明显地缩小了 水平钻井的造斜斜率。 金属金相学与新型钻杆制造工艺的技术进步促 使高强度等级钻杆的问世，其抗拉强度可以达到
１９ ｍ钻杆的机械钻速要 比采用 １９７ ｍ钻杆钻 ４ｍ ３． ｍ 前 ３口 井的钻速高出 １％ 一 ３％。机械钻速的提 ４ １７
高是在较低钻压条件下实现的， 减少了对泥浆泵的 磨损与伤害。 ３ ，高压／ 高温 （ ＰＨ ）超深井应用实例 Ｈ ／ Ｔ Ｂ ｈｒ 一 ５ ３ 井是在 Ｗｎ Ｒ ｅ 盆地 Ｗ ｏ ｉ ｉｏ ８ ｇｎ ｉ ｉｒ ｄ ｖ ｙ ｎ ｍｇ Ｍｄｅ Ｄｅ 开发单元完钻的第 ８口 ａｄ ｅ ｎ ｐ 超深油井， 也 是该地区由Ｂｒ ｇｎ ｕｉ ｔ 资源公司完钻的第４口 ｌ ｏ ｎ 油井。
三、现场应用工况特性
自 １９ 从 ９９年 １ 以来，超过 ２４０ｍ 的 ０月 ５５８ １ｍ ４ ｍ钻杆已经问世并且投人现场应用。在出厂 ９ 的１ ｍ ４ ｍ钻杆中， ３ ９ ７％的钻杆为标准 ３． ｍ ４８ｋ ２岁
钻杆， 壁厚为９１ ｍ ２％的钻杆为３． ｍ ． ； ４ ｍ ６ ９１ 岁 ４ ｋ
万方数据
甘霞：１ ｍ ４ ｍ高强度钻杆 ９
１ ７
场销售的钻杆产品主要被工具租赁公司购买，用于 墨西哥湾油区的钻井作业。在用户对 １９ ｍ钻杆 ４ｍ 的工况特性优点有所认识之后， 大量的油田 经营者 开始直接要求服务公司使用这种钻杆产品并间接地 购买这类钻杆产品，主要作为国际合作工程的特种 钻杆。最近用户对这种新型钻杆的应用又有了新的 认识，即直接从钻井承包商手中购买 １９ ｍ钻杆， ４ｍ 而并非从油田 经营者手中购买，目的是确保采购的 钻杆具有 良好的工况特性和适用于现有钻机的配套
摘要 １ ｍ ９ ｍ 高强度钻杆是一种规格 ４ 尺寸介于 １９７ ｍ与 １３ ３． ｍ ６ｍ ｍ钻杆之间的中 等尺寸钻杆。这种钻杆是 专 门为延伸钻 井 （Ｒ ） Ｅ Ｄ 、深水钻井和超深井钻井而设计制 造的。自 上世纪以来，随着金属金相学与制 造工艺技术的不断完善与进步，已经有 ４ ０ 余套高强度钻杆在世界各不同油田 投入矿场 应用，取得 了良好的效果。本文系统地介绍 了１９ ｍ高强度钻杆的现场应 用工况特性 ４ｍ 和在大位移延伸井、深水油井和超深井钻井 作业中的应用实例及其物理性能。由于新型 高强度钻杆具有高达 １３． ａ ０４２ Ｐ 的抗拉强 Ｍ 度和优 良的杭断裂韧性 ，这种钻杆将是今后 实施大位移延伸钻井、深水海域钻井和超深 油气井钻井的首选钻杆。 主题词 高强度钻杆 延伸钻井 深水