河南省濮阳市中原油田份公司采油气工程服务中心作业五大队 河南省濮阳市 457001
摘要：通南巴区域受施工环境和修井机载荷限制，大多采用螺杆钻钻水泥塞，该区域普遍是直径φ193.7mm（壁厚12.7mm）的生产套管，且采用多段水泥塞连续封堵的封井方式。为了实现节约成本，提高钻塞效率，研究应用合适的螺杆钻，合理的配套工艺，科学的施工参数，是解决目前大套管长井段钻水泥塞施工难度大，钻塞效率低的重要途径。
关键词：螺杆钻 钻水泥塞 PDC钻头 钻铤 施工参数
前言：通南巴区块是中原油田正在开发的新区块，位于四川省巴中市，处于四川盆地川北坳陷通南巴构造带。针对原区块封井的井需要重新进行试气作业。
该地区现有气井多为预探井，普遍采用直径φ193.7mm（壁厚12.7mm）的生产套管。封井方式：采用多段水泥塞连续封堵，水泥塞上部为原压井泥浆，泥浆密度2.0g/cm3左右。面对大套管长井段钻水泥塞施工存在困难：一是水泥塞厚度大，钻塞施工周期长，循环出的水泥灰屑容易混入泥浆中，造成泥浆性能下降，泥浆中的固相颗粒会分离沉淀，易造成卡钻、憋钻风险。二是大套管水泥碎屑上返速度慢，返排时间长，泵排量的不稳定和司钻操作失误，都会造成卡钻风险。
针对上述难点，通过优选钻塞施工方案，细化具体施工等措施，可有效的提高钻塞施工效率，减少施工风险。
1 工具选用
1.1钻头选用
PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称。适用于软到中硬地层。具有以下特点：
①钻井速度快，可以提高机械钻速，降低钻井成本。
②使用寿命长，减少起下钻次数，降低工人劳动强度，辅助时间少。
③PDC钻头所钻的岩屑细小，便于泥浆携带，保持井底干净。
④适应地层广。
1.2动力钻具选用
通南巴区域大套管长井段这种特殊井况，决定采用φ127mm螺杆钻钻水泥塞，现场施工中如何高效的使用螺杆钻是提高钻塞效率的关键。
1.3钻铤
钻铤的使用主要起到以下几方面的作用：一是给钻头施加钻压，特别是浅井段钻塞，直接影响钻进的效率。二是保证压缩条件下的必要强度。三是减轻钻头的振动、摆动、和跳动等，使钻头工作平稳。
2 钻水泥塞施工要点
2.1影响钻塞因素
采用螺杆钻钻水泥塞，螺杆钻在工作中是否达到最佳状态，直接影响了钻磨效率。调整到最佳状态的目的是保证施工进度的同时最大程度延长螺杆钻使用寿命。那么就要知道除了管柱组合外影响螺杆钻钻磨效率还有几个因素。
（1）压井液性能的影响：现场施工中发现由于井筒内液体太脏，含有一些大颗粒的机械杂质，液体中的杂质就会在螺杆中沉淀，造成螺杆钻堵塞或者缩短使用寿命。
随着钻塞施工的时间延长，压井液性能下降，也会造成施工风险增加。例如泥浆性能下降，泥浆里的固相颗粒脱离沉淀，岩屑携带性下降，都会造成卡钻、螺杆钻堵塞等风险。
（2）施工参数的影响：①钻压：一定程度上大钻压可提高钻磨效率但也可能造成螺杆钻的损坏，同时大钻压下，被钻磨的水泥塞不是被磨掉而是被撕掉，由此产生大量大块水泥屑，这些大块泥屑无法正常循环出井筒，在一定位置聚集后，可能出现憋钻、卡钻现象。②排量：螺杆钻钻速和排量成正比，排量较小，钻塞时，不仅降低了机械钻速，同时降低了循环液携带碎屑的能力，在接单根时，由于油套不平衡悬浮的固体颗粒迅速下沉，从定子或旁通阀进入钻具造成螺杆钻堵。③工作压差：工作压差反应螺杆钻的工作状态，施工过程中应根据工作压差调整钻压，钻压过大，可能造成螺杆钻失速，造成管柱反转脱扣等风险。
2.2钻水泥塞施工操作要点
（1）压井液：选择合适的压井液，调整压井液性能达到设计要求。压井液循环系统是否满足性能维护要求。
（2）泵入设备：泵入设备是否满足施工需要，计算不同泵冲下的实际排量和摩阻。
（3）调整施工参数：施工时，司钻根据螺杆钻基本参数调试优化施工参数，确认在不同排量下调整钻压（不能超过螺杆钻允许的最大钻压），记录钻时（min/m）、钻速（m/h）、泵压的的变化，不断的进行对比分析。选出最合适的施工参数。
（4）钻塞中要做到“勤下放，少加压”，避免出现反钻、憋钻、跳钻现象。
（5）更换单根时间不易过长，每钻塞一根单根，多上提下放管柱，刮掉套管壁多余水泥，避免卡钻。
3 典型井例分析
3.1马深1井钻水泥塞施工
马深1井油层套管193.7mm（内径168.3mm）。因地质需要，需要对该井雷口坡组（3455-3475m）进行试气。通过设计优选，细化施工，采用螺杆钻钻水泥塞，单趟管柱一次完成，累计进尺786.72m，施工时长300h。
管柱组合（自下而上）：φ162mmPDC钻头+φ127mm螺杆钻+φ127mm安全接头+φ122钻铤+φ88.9mm油管
压井液：根据原试气层压力系数，确认泥浆密度1.53g/cm3，粘度80S，PH=12。泥浆携带性强，避免了卡钻、重复钻磨的现象。
循环设备：采用泥浆泵及泥浆循环系统，实现排量控制，泥浆过滤和性能维护。振动筛、除砂器、除泥器的使用保证了压井液干净，避免了螺杆钻堵塞等风险。
优化施工参数：通过录取参数对比发现该井施工最佳排量0.7m³/min，钻压5-10KN，泵压9-11MPa。
其它措施：钻塞过程中，每钻塞1根，边循环边旋转下放或上提钻柱，反复划眼，修整井壁，清除附在井壁上的杂物，使井眼畅通无阻。划眼后，循环洗井1周，带出大量水泥屑，洗至进出口液性一致，组织人员迅速接单根，开泵循环钻塞，钻完水泥塞后循环洗井2周，将井内碎屑泥沙全部洗出，结束钻塞。
施工中发现的问题及处理：
（1）整个钻塞施工中发现，司钻对于“勤下放，少加压”掌握不够。加压过多，管柱反转，管柱易脱扣，损坏螺杆钻；加压过少，进尺小或无进尺。这时需要技术人员或井口坐岗人员对司钻的提醒，记录正常钻进时每分钟司钻下放管柱次数及加压，提醒司钻操作。
（2）井内情况复杂，钻塞中发现返出物存在碎胶皮，对于返出物的监测尤为重要，发现金属丝等异常物体，应及时停止钻塞，查明原因，避免损坏钻头，造成返工。
（3）钻塞中，通过调整排量，确认大碎块能否返出。随着钻进深度的增加，排量也要进行适量调整，避免形成“桥”，造成卡钻、憋钻。
4 认识与结论
（1）以往针对大套管长井段钻水泥塞，主要采取钻杆与转盘的方式进行钻进，但由于钻杆自重问题，对修井机载荷要求增加，通南巴地区多山，道路狭窄，运输钻杆困难。通过研究实践，使用∮127mm螺杆钻并配套科学合理的工艺措施，完全能满足钻塞要求，既节约了成本，又减轻了设备负担。在通南巴区块两口井的钻水泥塞施工中，同一螺杆钻连续工作最高时长300h，累计使用时长544h，单趟管柱完成钻水泥塞施工成功率100%。
（2）影响螺杆钻钻磨效率的三个主要因素为：压井液性能、施工参数、管柱组合。
（3）螺杆钻在钻塞过程中有它的优点，也有缺点，施工过程中稍微不注意，就会造成钻磨无进尺，只要现场认真按照螺杆钻使用应该注意的问题去认真扎实开展工作，就能提高螺杆钻钻塞的成功率，能较好地节约成本，避免工程事故的发生，减少占井周期，获得可观的经济效益。
（5）通过大套管长井段钻水泥塞实地应用，增加了我们对螺杆钻使用新的认识，采取的优秀做法是可以分散到其它施工当中的。
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[J].油气田地面工程，2013，32（10）：17-18.
[2]邹先雄，卢秀德，刘洪彬.连续油管钻磨复合桥塞效率影响因素分析及提效措施研究[J].钻采工艺，2018，41（2）：110-112.
[3]张正道.涪陵页岩气田暂闭井连续油管钻塞工艺[J].石化技术，2019，26（6）：112-114.