水力振荡器、MWD及精细控压系统在塔中82-H11井配合应用实践
摘 要：在水平井定向过程中，随着水平段长的增加，托压现象会越来越明显，给定向钻进带来困惑，再加上新疆塔里木工区目的层大都存在窄安全密度窗口的问题，使用精细控压就显得非常关键，否则就会严重影响施工进度。因此，定向使用的MWD、解决托压问题的水力振荡器和精细控压系统，三者能否配合在一起同时应用成为一个重要课题。
关键词：水力振荡器MWD;托压;精细控压;塔中82-H11井
1 TZ82-H11井地理位置、井身结构及钻具设计
塔中82-H11井位于新疆且末县境内，塔中隆起北斜坡I号断裂坡折带，设计垂深：A靶垂深5425m，B靶5455m，斜深6588m。三开定向钻具设计：钻头+单弯螺杆+转换接头+浮阀+无磁钻铤（内装MWD）+PWD短节+无磁承压钻杆+转换接头+斜坡钻杆*430m+振荡器+振荡短节+斜坡加重钻杆*405m+斜坡钻杆*3600m。设计图1：
2 水力振荡器简介
水力振荡器通过自身产生的轴向振动提高钻进过程中钻压传递的有效性和减少底部钻具与井眼之间的摩阻。水力振荡器适合各种钻进模式，特别在使用动力钻具的定向钻进中改善钻压传递，减少钻具组合粘卡可能性，减少扭转振动。方位角变化复杂地层保持钻压传递平稳，钻达更远目的层，不需过多调整工具面，稳定提高机械钻速。
水力振荡器机械主要三部分组成：振荡短节、动力部分、阀门和轴承系统。工作原理：动力部分由1：2头马达组成，马达转子下端固定一个阀片，钻井液通过动力部分时，驱动转子转动，因马达的特性，转子末端阀片即动阀片在一个平面上往复运动。动阀片下端装有一定阀片，二者紧密配合，转子转动导致两个阀片过流面积周期性交替变换，上部钻井液压力变化使活塞产生轴向往复运动，促使水力振荡器上下的钻具在井眼产生轴向往复振动。
功能是改善钻压钻进时损失、减少井壁与管柱摩阻、MWD/LWD配合使用，不损害MWD仪器，不干扰MWD信号（避免水力振荡器工做频率区间）;可与牙轮钻头或任何固定切削齿类型钻头使用，不破坏钻头切削齿或轴承;加强钻具定向能力，控制工具面，有效提高机械钻速。
3 精细控压系统简介
3.1 精细控压钻井的定义、应用背景
在钻井过程中，根据井底地层压力的限制（密度窗口），通过调整或控制整个井眼环空压力体系，实现井底压力略大于地层压力，安全快速钻井的一种钻井工艺。塔中奥陶系碳酸盐岩储层压力与漏失压力相近，实施近平衡压力钻井时的钻井液安全密度窗口小于循环附加压力，钻井施工中经常井漏和溢流同时发生，常规钻井方法难以钻达设计井深。采用常规堵漏方法还容易造成对油气层伤害，解堵困难，影响对油气层正确评价，精细控压钻井能有效解决这一问题。
3.2 精细控压钻井系统组成及其优势
常规钻井设备基础上，增加旋转控制头、回压补偿泵、节流控制管汇、井下随钻测压（PWD）和计算机自动控制软件系统等设备。优势：实现精细控压钻井;提高钻进速度，减少非生产时间;提高“窄压力窗口”钻井效率;保护油气层、稳定井壁，提高产能和井眼质量。
3.3 精细控压钻井的应用情况
①TZ82-H11井从5551m第一次溢流后开始使用自动平衡控压钻进。仪器为PDT，井底抗温165℃，井底静止温度125°，循环温度116°，电池使用时间约200h;②5月21日8：30开始控压钻进，累计使用34天，效果良好。
4 塔中82-H11井水力振荡器选型
4.1 选型及参数设计
塔中82-H11井設计5645m-6588m为水平段，预计排量14L/s，泥浆比重1.14g/cm3。据井段作业参数，选用低压水力振荡器，通过其专用软件计算分析，选取1.25寸阀盘，工具工作压差325psi。该振荡器在排量14L/s参数钻井中工作频率16.5Hz，与MWD、PWD频段不冲突。
4.2 水力振荡器使用数据对比
TZ82-H11井水力振荡器使用井段：5645-5860、5868-5902，进尺249m（定向21m）;5860-5868、5902-6588进尺695m（定向45m）。根据对比整体钻速提升，滑动钻进机速提升明显。邻井TZ82-H4井从5848m-6574m，钻进762m耗时244.5h，平均钻速3.12m/h。TZ82-H11井使用水力振荡器后，5860m-6588m，钻进695m耗时155.04h，平均钻速4.49m/h。
5 小结及建议
①使用水力振荡器，定向滑动钻进机速提升53%，平均机速比邻TZ82-H4井提高45%。单纯机械式改为机械与液力结合加压，提高机械钻速;②水力振荡器滑动钻进过程中有效减轻托压现象，工具面调整、稳定，减轻钻具大斜度井段摩阻，保证有效钻压传递;③与定向井公司密切配合，使用证明水力振荡器安放合理，不干扰MWD不影响PWD信号，更不损坏两种仪器。
作者简介：
张玉强（1985- ），男，汉族，山东临沂人，工程师，主要从事钻井生产、技术管理工作。
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