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摘 要：由于水平井井身结构特殊，水平面内方位角起伏变化，摩阻较大，常规直井钻磨技术难以满足水平井钻磨要求，导致水平井钻磨效率低。该文从水平井钻磨工艺技术的特点入手，对水平井钻磨技术进行了研究说明，对于提高水平井修井技术水平具有重要的指导意义。
关键词：水平井钻磨；改进；应用
引言
曙光油田以稠油开发为主，针对稠油水平井出水问题，研发了化学分段堵水技术，能够有效解决水平井开发后期堵水难题，但是封堵后堵剂会在水平段形成一定长度的堵塞段。该堵塞段成分复杂，软硬分布不均，粘稠易堵塞钻磨工具，返排困难，硬度高类似于水泥塞，常规冲砂无法有效实施，需要实施水平井钻磨施工后才能注汽。由于水平井井身结构特殊，水平面内方位角起伏变化，摩阻较大，常规直井钻磨技术难以满足水平井钻磨要求，导致水平井钻磨效率低。因此采取措施，提高水平井钻磨效率，是目前的当务之急。
1 存在问题分析
（1）采用直井钻磨管柱结构：由于钻头寿命较短，起管更换钻头多达5次；由于Φ100mm螺杆钻提供的最大扭矩仅为1.6KN？m，效率低并且易堵塞；由于扶正块效果不理想，存在钻压施加困难，并且损伤工具及套管等问题。
（2）采用常规钻磨循环方式：作业现场采用一台水泥车进行打压循环。由于排量不足，循环不彻底，不能尽快将碎屑上返至地面，共下入冲砂管柱冲砂4次；由于环空容积大，碎屑上返速度小，接单根停泵后易造成卡钻。
（3）采用常规钻磨施工参数：由于水平井钻磨工艺在油田处于实验摸索阶段，作业现场只能采用常规钻磨参数，致使施工效率低、施工周期长。
2 主要研究内容
2.1钻磨工具-四项研制
2.1.1研制大扭矩螺杆钻具
螺杆钻具由传动轴总成、万向轴总成、马达总成和旁通阀总成四大部分组成。螺杆马达是钻具的主要部件，螺杆马达的性能参数是螺杆钻具的主要性能参数。根据理论公式得出：螺杆钻具扭矩与马达压降成正比，螺杆钻具转速与马达流量成正比，所以提高马达压降就能增大扭矩，提高马达流量就能提高转速。根据这一工作原理，把Φ100mm螺杆钻改为Φ120mm螺杆钻，把马达级数由3级增大到5级，扭矩由1.6KN·m增大到4.7KN·m，扭矩增大两倍。
2.1.2 研制专用高效磨铣工具
针对特殊磨铣对象，一是引进质量较好的合金材料，提高工具耐磨性和使用寿命；二是改善工具结构，合理布局磨铣齿、水眼、合金位置，通过多次室内和现场试验，将三刮刀或平底磨鞋改为六棱钻头，进一步提高钻进速率。该钻头侧面是圆柱体六棱，钻头底面半球形，铺焊碳化钨并带有相应利刃，中间三个15mm水眼，缸体最大外径150mm。它具有保护套管、便于排砂、进尺快、强度高、便于加压的优点。
2.1.3 研制液力加压推进器
液力推进器是一种能将螺杆钻具中的马达压降转化为钻压的新型井下工具，液力推力器一般由上接头、活塞、缸体和心轴组成。该工具类似于一个液体弹簧，随着磨铣进程，始终给磨铣工具施加恒定的钻压，提高磨铣作业效率。它有利于克服摩阻，可以施加恒定钻压，起到减震的作用，从而提高钻具的使用寿命。
2.1.4研制专用扶正器
将扶正块改为水平井专用Φ146mm扶正器，保证能够通过大井斜段及水平段；有利于钻压的施加，控制钻头居中。它有沟槽，便于排砂；螺旋设计，减少摩阻，不改变液流方向。
2.2地面设施-四项配套
2.2.1配套了连续冲砂装置
该装置利用连续冲砂换向阀、特制自封井口装置及地面三通阀相互协作，实现接单根冲砂管柱时，不停泵连续作业。施工作业每接一根油管，需连接一根连续冲砂换向阀，可实现油管内外液流方向转换；特制自封井口可实现油管与套管的密封，与冲砂换向阀配合，实现油套管与地面之间液流换向；地面三通阀可控制地面液流方向的转换。
2.2.2配套了大排量车组
针对大套管上返慢、排量不足的问题，我们采用了一台700型或两台500型水泥车并联循环，排量大，循环彻底干净，一次钻磨到底
2.2.3配套了电磁压力表、电磁流量计
配套了电磁压力表、电磁流量計，可将入井流体泵压、排量直接显示在远程控制器上，可及时判断井下钻磨工具工作状态。
2.2.4配套了过滤器
配套了过滤器，可将入井流体杂质、脏物清除，降低转子和定子的磨损，保证钻具正常运转，防堵塞。
2.3施工工艺
（1）下水平井钻磨管柱。
（2）缓慢下探塞面，开泵循环正常后，下放钻具至塞面。
（3）控制钻压20KN左右，泵压2-10MPa，采用连续冲砂方式钻磨至设计深度。
（4）钻磨完毕后，彻底循环干净后起出管柱，按相关方案要求进行下步施工。
3 现场应用情况
截至目前，稠油水平井钻磨技术在曙光油田共实施9井次，成功率100%，累计钻磨进尺2738米，平均钻速由24米/天提升至45米/天，钻磨效率提高88%。
现场实施9井次，阶段增油5300吨，日产油45吨，预计周期结束可增油1.1万吨，小修施工的同类井施工成本约80万元，若转大修水平井作业成本更高，而采用稠油水平井钻磨技术平均单井成本约15万元，单井节约成本65万元，共节约作业成本585万元。
4 结论及认识
（1）稠油水平井钻磨技术通过对钻磨管柱优化、地面配套设施完善，施工参数优选，使钻磨效率提升显著，实现了整体工艺创新。
（2）现场应用表明，该技术可一趟钻磨管柱完成长距离堵塞段钻磨作业，具有缩短施工周期、节约作业成本、降低劳动强度等技术优势。
（3）该技术不仅解决化堵措施后水平井段灰塞钻磨难题，而且标志着辽河油田水平井修井技术的阶段性进步，促进修井作业提质提速提效发展。
参考文献：
[1]刘永鹏，陈银，段宏刚，王杠，杨灵恒.水平井钻塞施工周期延长的因素及对策.油气田地面工程，2013（10）：17-18.
[2]曹燕林.水平井打水泥塞、钻水泥塞技术探讨.中国西部科技，2012（08）：38-39.
关键词：水平井钻磨；改进；应用
引言
曙光油田以稠油开发为主，针对稠油水平井出水问题，研发了化学分段堵水技术，能够有效解决水平井开发后期堵水难题，但是封堵后堵剂会在水平段形成一定长度的堵塞段。该堵塞段成分复杂，软硬分布不均，粘稠易堵塞钻磨工具，返排困难，硬度高类似于水泥塞，常规冲砂无法有效实施，需要实施水平井钻磨施工后才能注汽。由于水平井井身结构特殊，水平面内方位角起伏变化，摩阻较大，常规直井钻磨技术难以满足水平井钻磨要求，导致水平井钻磨效率低。因此采取措施，提高水平井钻磨效率，是目前的当务之急。
1 存在问题分析
（1）采用直井钻磨管柱结构：由于钻头寿命较短，起管更换钻头多达5次；由于Φ100mm螺杆钻提供的最大扭矩仅为1.6KN？m，效率低并且易堵塞；由于扶正块效果不理想，存在钻压施加困难，并且损伤工具及套管等问题。
（2）采用常规钻磨循环方式：作业现场采用一台水泥车进行打压循环。由于排量不足，循环不彻底，不能尽快将碎屑上返至地面，共下入冲砂管柱冲砂4次；由于环空容积大，碎屑上返速度小，接单根停泵后易造成卡钻。
（3）采用常规钻磨施工参数：由于水平井钻磨工艺在油田处于实验摸索阶段，作业现场只能采用常规钻磨参数，致使施工效率低、施工周期长。
2 主要研究内容
2.1钻磨工具-四项研制
2.1.1研制大扭矩螺杆钻具
螺杆钻具由传动轴总成、万向轴总成、马达总成和旁通阀总成四大部分组成。螺杆马达是钻具的主要部件，螺杆马达的性能参数是螺杆钻具的主要性能参数。根据理论公式得出：螺杆钻具扭矩与马达压降成正比，螺杆钻具转速与马达流量成正比，所以提高马达压降就能增大扭矩，提高马达流量就能提高转速。根据这一工作原理，把Φ100mm螺杆钻改为Φ120mm螺杆钻，把马达级数由3级增大到5级，扭矩由1.6KN·m增大到4.7KN·m，扭矩增大两倍。
2.1.2 研制专用高效磨铣工具
针对特殊磨铣对象，一是引进质量较好的合金材料，提高工具耐磨性和使用寿命；二是改善工具结构，合理布局磨铣齿、水眼、合金位置，通过多次室内和现场试验，将三刮刀或平底磨鞋改为六棱钻头，进一步提高钻进速率。该钻头侧面是圆柱体六棱，钻头底面半球形，铺焊碳化钨并带有相应利刃，中间三个15mm水眼，缸体最大外径150mm。它具有保护套管、便于排砂、进尺快、强度高、便于加压的优点。
2.1.3 研制液力加压推进器
液力推进器是一种能将螺杆钻具中的马达压降转化为钻压的新型井下工具，液力推力器一般由上接头、活塞、缸体和心轴组成。该工具类似于一个液体弹簧，随着磨铣进程，始终给磨铣工具施加恒定的钻压，提高磨铣作业效率。它有利于克服摩阻，可以施加恒定钻压，起到减震的作用，从而提高钻具的使用寿命。
2.1.4研制专用扶正器
将扶正块改为水平井专用Φ146mm扶正器，保证能够通过大井斜段及水平段；有利于钻压的施加，控制钻头居中。它有沟槽，便于排砂；螺旋设计，减少摩阻，不改变液流方向。
2.2地面设施-四项配套
2.2.1配套了连续冲砂装置
该装置利用连续冲砂换向阀、特制自封井口装置及地面三通阀相互协作，实现接单根冲砂管柱时，不停泵连续作业。施工作业每接一根油管，需连接一根连续冲砂换向阀，可实现油管内外液流方向转换；特制自封井口可实现油管与套管的密封，与冲砂换向阀配合，实现油套管与地面之间液流换向；地面三通阀可控制地面液流方向的转换。
2.2.2配套了大排量车组
针对大套管上返慢、排量不足的问题，我们采用了一台700型或两台500型水泥车并联循环，排量大，循环彻底干净，一次钻磨到底
2.2.3配套了电磁压力表、电磁流量计
配套了电磁压力表、电磁流量計，可将入井流体泵压、排量直接显示在远程控制器上，可及时判断井下钻磨工具工作状态。
2.2.4配套了过滤器
配套了过滤器，可将入井流体杂质、脏物清除，降低转子和定子的磨损，保证钻具正常运转，防堵塞。
2.3施工工艺
（1）下水平井钻磨管柱。
（2）缓慢下探塞面，开泵循环正常后，下放钻具至塞面。
（3）控制钻压20KN左右，泵压2-10MPa，采用连续冲砂方式钻磨至设计深度。
（4）钻磨完毕后，彻底循环干净后起出管柱，按相关方案要求进行下步施工。
3 现场应用情况
截至目前，稠油水平井钻磨技术在曙光油田共实施9井次，成功率100%，累计钻磨进尺2738米，平均钻速由24米/天提升至45米/天，钻磨效率提高88%。
现场实施9井次，阶段增油5300吨，日产油45吨，预计周期结束可增油1.1万吨，小修施工的同类井施工成本约80万元，若转大修水平井作业成本更高，而采用稠油水平井钻磨技术平均单井成本约15万元，单井节约成本65万元，共节约作业成本585万元。
4 结论及认识
（1）稠油水平井钻磨技术通过对钻磨管柱优化、地面配套设施完善，施工参数优选，使钻磨效率提升显著，实现了整体工艺创新。
（2）现场应用表明，该技术可一趟钻磨管柱完成长距离堵塞段钻磨作业，具有缩短施工周期、节约作业成本、降低劳动强度等技术优势。
（3）该技术不仅解决化堵措施后水平井段灰塞钻磨难题，而且标志着辽河油田水平井修井技术的阶段性进步，促进修井作业提质提速提效发展。
参考文献：
[1]刘永鹏，陈银，段宏刚，王杠，杨灵恒.水平井钻塞施工周期延长的因素及对策.油气田地面工程，2013（10）：17-18.
[2]曹燕林.水平井打水泥塞、钻水泥塞技术探讨.中国西部科技，2012（08）：38-39.