[发明专利]一种天然气水平井钻井机构

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气勘探开发领域，特别涉及苏里格区块的天然气水平井钻井工艺。

技术背景

水平井开发已成为苏里格气田大规模开发的主要方式。随着水平井数量、水平段长度的不断增加，施工过程中存在直井段井斜易超标，直井段携砂困难，下部地层可钻性差；斜井段PDC钻头复合增斜率较低，斜井段易托压；水平段调整井眼轨迹控制频繁，滑动钻进过程中摩阻扭矩较大等难题。

发明内容

为了解决上述现有钻井技术中直井段井斜易超标，直井段携砂困难，下部地层可钻性差，及抗压强度波动范围较大；斜井段PDC钻头复合增斜率较低，斜井段易托压，钻压施加在螺杆扶正器上，钻头上无法施加有效钻压；水平段调整井眼轨迹控制频繁，滑动钻进过程中摩阻扭矩较大等难题，本发明旨在提供一种天然气水平井钻井工艺，在钻井过程中针对不同井段所采用的钻井技术进行优化，同时对全井段钻具组合根据不同井段的不同需求进行改进，每个井段采用不同的钻具组合，使得钻井过程更加稳定、安全、高效。 

本发明通过如下技术方案实现：

一种天然气水平井钻井机构，井内各井段自下而上依次采用如下钻具组合：

（1）直井段采用的钻具组合为：Φ228.6mm631PDC钻头、0.75度7LZΦ185mm630×410螺杆、Φ224mm411×410刚性扶正器、Φ178mm 411×410MWD无线随钻定向接头、Φ178mm411×410无磁钻铤、2根Φ178mm 411×410钻铤、411×460转换接头、15根Φ165mm461×460钻铤、461×410转换接头、45根Φ127mm411×410加重钻杆和Φ127mm411×410钻杆，上述钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾相接；上述连接均为螺纹连接。 

（2）斜井段采用的钻具组合为：Ф215.9mm431PDC钻头、1.5度Ф172mm430×460螺杆、Ф165mm461×460回压凡尔、Ф165mm 461×460MWD无线随钻定向接头、Ф165mm461×460无磁钻铤、461×410转换接头、45根Ф127mm411×410加重钻杆和Ф127mm411×410钻杆，上述钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾相接；上述连接均为螺纹连接。

（3）水平段采用的钻具组合为：Ф152.4mm331PDC钻头、1 .25度Ф127mm330×310单弯螺杆、 Ф120mm311×310回压凡尔、Ф148mm311×310刚性扶正器、 Ф120mm311×310MWD无线随钻定向接头、Ф120mm311×310无磁钻铤、311×HLST39B转换接头、15根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B加重钻杆、60根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B钻杆、30根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B加重钻杆、Ф101.6mm HLST39P×HLST39B钻杆，上述钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾相接；上述连接均为螺纹连接。

进一步的，井外设有两个泥浆泵，泥浆泵通过地面高压管线经由阀门控制与直井段的钻杆端连接，每个泥浆泵的泵冲为65冲，泥浆泵内安装的缸套内径为170mm，直井段两个泵的总排量为48L/S以上。

本发明在直井段采用0.75度7LZΦ185mm630×410螺杆，能有效控制井斜，提高单只钻头的进尺及机械钻速；斜井段采用Ф215.9mm431PDC钻头和1.5度Ф172mm430×460螺杆定向，进行复合钻进和滑动钻进，提高斜井段施工效率；水平段采用Ф152.4mm331PDC钻头和1.25度Ф127mm330×310单弯螺杆，一方面通过滑动钻进调整井斜，纠正井斜突变现象，同时，降低滑动比例，减少轨迹调整次数，降低滑动钻进过程中摩阻扭矩，提高机械钻速。本发明能够增强直井段的携沙能力，提高机械钻速和单只钻头进尺，提高水平段PDC钻头复合增斜率，有效提高各井段施工效率，缩短钻井周期。

附图说明

图1为本发明直井段钻具组合连接状态结构示意图；

图2为本发明斜井段钻具组合连接状态结构示意图；

图3为本发明水平段钻具组合连接状态结构示意图。