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[摘 要]螺杆钻钻磨水泥塞现场施工过程中常见的问题有进尺慢或无进尺、卡钻，影响螺杆钻工作的效率有多种，本文就影响螺杆钻钻磨效率的几个因素进行了分析，探索出提高螺杆钻钻磨效率的方法，并在现场应用中取得了较好的效果。
[关键词]螺杆钻 钻磨 效率 方法
中图分类号：TG454 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0312-01
近年来玉门油田作业公司组织对鸭儿峡油田白垩系油藏进行大型压裂改造地层措施，为了配合大型压裂，预防临井因压串而导致井喷，因此对施工井附近的井进行了注水泥塞封层作业。压裂过后各井为要恢复生产，就必须钻磨水泥塞。螺杆钻，是一种比较理想的钻磨工具，但在现场应用中容易出现进尺慢或无进尺、卡钻，影响螺杆钻钻磨效率的因素有多种，本文就影响螺杆钻钻磨效率的几个因素进行分析。
1 螺杆钻的结构及工作原理
螺杆钻具由上接头、旁通阀、定子、转子、联轴节、过水接头、轴承总成及下接头组成。螺杆钻具通过转子和定子将液压能转变成机械能（如下图），当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，凡尔球被推动下移，关闭旁通阀，从而进入转子与定子形成的各个密封腔，液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动，转子在沿自身的轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并与有一偏心距e的定子中心线公转。这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理。由于转子和定子都采用螺旋线，因而转子绕定子轴线作逆时针转动，并以自身轴线作顺时针转动去带动钻具旋转。
2 影响螺杆钻钻磨效率的因素
影响螺杆钻钻磨效率的因素有如下几个方面：
（1）修井液性能的影响：修井液的清洁与否关系到螺杆钻是否能够正常工作，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。螺杆钻在施工的时候，就会出现水泥车压力过高，且出口无返出，所以在钻磨施工前必须对洗井把井筒循环干净，对装修井液的循环池彻底清洁，及时清除钻磨循环出来的碎屑，严格控制修井液机械杂质含量，机械杂质含量不大于0.5%，固相颗粒直接不大于0.3mm。②修井液良好的携岩性将大大减少螺杆钻重复钻磨。
（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钻头合金研磨损坏，会产生较大的连续铁屑，引发循环携带问题，同时大钻压下，被钻磨的水泥塞不是被磨掉耳饰被撕掉，由此产生大量大块水泥屑，这些铁屑由于无法正常循环出井筒而聚集在磨鞋中心，加剧磨鞋中心的磨损，直接形成深坑或是将磨鞋中心掏空形成穿孔，大量水泥屑参与重复钻磨，还使钻磨工况变得不稳定，出现蹩跳钻现象，造成工况恶劣。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；在井斜较大的情况下接单根，存在沙床，无法接单根。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，造成无进尺。
（3）钻具组合选择的影响：优化钻具组合，具有防堵，防回流，提高机械钻速的作用，建议优选组合：钻头+螺杆钻+单流阀+井下过滤器+油管。①钻头的耐磨性与切销机理类型队机械钻速影响较大，应选择相对高效的三牙轮钻头，其他如平底磨鞋、三棱磨鞋效率低下；②配备单流阀，防止悬浮的固体颗粒进入管柱，造成螺杆钻加速磨损甚至堵塞造成返工，钻具报废；③必须安装井下和地面过滤器，防止机械杂质进入螺杆；④选择干净的油管，入井前通刺检查并过油管规，防止油管内有油垢，下钻时，由于震动土脱落造成管柱及螺杆钻堵。
3 螺杆钻现场使用情况
鸭西117井，该井试油第二层时，设计要求先注水泥塞封堵水层至4586m，再对下沟组（K1g0）4503-4548m、4564-4576m进行补充射孔，后对下沟组（K1g0）4503-4548m、4564-4576m后进行酸化改造储层。设计塞面位置：4586m，实际塞面位置：4565.4m，比设计塞面高出20.6m，导致4564-4576m层段被误封堵，经试油监督与甲方领导研究决定下螺杆钻钻塞。
钻塞管柱结构（自下而上）：Ф115mm三牙轮钻头+Ф95mm螺杆钻+单流阀+井下过滤器+Ф73mm油管，地面管线连接地面过滤器。
水泥车2台并用（1台备用），钻压15-20KN，泵压4MPa，钻磨过程中，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，累计循环钻塞3小时，进尺20.28m，钻完水泥塞后用活性水循环洗井2周，将井内碎屑泥沙全部洗出，结束钻塞。
为了提高钻磨效率，此次钻塞做了以下措施：①修井液采用活性水（即清水加入AE1910），AE1910是非离子型的表面活性剂，表面活性剂溶于水易形成泡沫溶液，由于泡面是气液分散系统，密度低、重量小、压力非常小，密度0.05g/cm3-0.5 g/cm3，比重1.5 g/cm3-2.0 g/cm3，粘度相对原液提高30%-50%且泡沫有一定的粘滞性，可连续流动，对砂石及碎屑有较好的携带作用，因此循环钻塞时能携带出大量水泥碎屑。严格控制修井液固相含量的同时，还在出口安装三级隔离池对出口返出修井液进行除砂。②现场施工时，司钻根据螺杆钻基本参数调试优化施工参数，本次施工参数如下：钻压15-20KN，泵压7-10MPa，排量600L/min，实践证明这个参数是比较合理的。③钻塞管柱采用三牙轮高效钻头+螺杆钻+单流阀+井下過滤器+油管（通刺干净），地面管线安装地面过滤器。管柱结构的优化，大大提高了钻磨效率。
4 总结
（1）影响螺杆钻钻磨效率的三个主要因素为：修井液性能、施工参数、管柱组合。
（2）严格落实螺杆钻使用工况制度：运输及存放时的保护；现场使用时建立螺杆钻使用登记表，详细记录使用次数及时间，达到使用寿命的及时更换或维护。优化螺杆钻使用条件，对提高其工作寿命潜力较大。
（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。
参考文献：
[1]王玉良.螺杆钻钻塞施工成功效率的方法.内江科技，2006，（3）5.
[关键词]螺杆钻 钻磨 效率 方法
中图分类号：TG454 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0312-01
近年来玉门油田作业公司组织对鸭儿峡油田白垩系油藏进行大型压裂改造地层措施，为了配合大型压裂，预防临井因压串而导致井喷，因此对施工井附近的井进行了注水泥塞封层作业。压裂过后各井为要恢复生产，就必须钻磨水泥塞。螺杆钻，是一种比较理想的钻磨工具，但在现场应用中容易出现进尺慢或无进尺、卡钻，影响螺杆钻钻磨效率的因素有多种，本文就影响螺杆钻钻磨效率的几个因素进行分析。
1 螺杆钻的结构及工作原理
螺杆钻具由上接头、旁通阀、定子、转子、联轴节、过水接头、轴承总成及下接头组成。螺杆钻具通过转子和定子将液压能转变成机械能（如下图），当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，凡尔球被推动下移，关闭旁通阀，从而进入转子与定子形成的各个密封腔，液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动，转子在沿自身的轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并与有一偏心距e的定子中心线公转。这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理。由于转子和定子都采用螺旋线，因而转子绕定子轴线作逆时针转动，并以自身轴线作顺时针转动去带动钻具旋转。
2 影响螺杆钻钻磨效率的因素
影响螺杆钻钻磨效率的因素有如下几个方面：
（1）修井液性能的影响：修井液的清洁与否关系到螺杆钻是否能够正常工作，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。螺杆钻在施工的时候，就会出现水泥车压力过高，且出口无返出，所以在钻磨施工前必须对洗井把井筒循环干净，对装修井液的循环池彻底清洁，及时清除钻磨循环出来的碎屑，严格控制修井液机械杂质含量，机械杂质含量不大于0.5%，固相颗粒直接不大于0.3mm。②修井液良好的携岩性将大大减少螺杆钻重复钻磨。
（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钻头合金研磨损坏，会产生较大的连续铁屑，引发循环携带问题，同时大钻压下，被钻磨的水泥塞不是被磨掉耳饰被撕掉，由此产生大量大块水泥屑，这些铁屑由于无法正常循环出井筒而聚集在磨鞋中心，加剧磨鞋中心的磨损，直接形成深坑或是将磨鞋中心掏空形成穿孔，大量水泥屑参与重复钻磨，还使钻磨工况变得不稳定，出现蹩跳钻现象，造成工况恶劣。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；在井斜较大的情况下接单根，存在沙床，无法接单根。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，造成无进尺。
（3）钻具组合选择的影响：优化钻具组合，具有防堵，防回流，提高机械钻速的作用，建议优选组合：钻头+螺杆钻+单流阀+井下过滤器+油管。①钻头的耐磨性与切销机理类型队机械钻速影响较大，应选择相对高效的三牙轮钻头，其他如平底磨鞋、三棱磨鞋效率低下；②配备单流阀，防止悬浮的固体颗粒进入管柱，造成螺杆钻加速磨损甚至堵塞造成返工，钻具报废；③必须安装井下和地面过滤器，防止机械杂质进入螺杆；④选择干净的油管，入井前通刺检查并过油管规，防止油管内有油垢，下钻时，由于震动土脱落造成管柱及螺杆钻堵。
3 螺杆钻现场使用情况
鸭西117井，该井试油第二层时，设计要求先注水泥塞封堵水层至4586m，再对下沟组（K1g0）4503-4548m、4564-4576m进行补充射孔，后对下沟组（K1g0）4503-4548m、4564-4576m后进行酸化改造储层。设计塞面位置：4586m，实际塞面位置：4565.4m，比设计塞面高出20.6m，导致4564-4576m层段被误封堵，经试油监督与甲方领导研究决定下螺杆钻钻塞。
钻塞管柱结构（自下而上）：Ф115mm三牙轮钻头+Ф95mm螺杆钻+单流阀+井下过滤器+Ф73mm油管，地面管线连接地面过滤器。
水泥车2台并用（1台备用），钻压15-20KN，泵压4MPa，钻磨过程中，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，累计循环钻塞3小时，进尺20.28m，钻完水泥塞后用活性水循环洗井2周，将井内碎屑泥沙全部洗出，结束钻塞。
为了提高钻磨效率，此次钻塞做了以下措施：①修井液采用活性水（即清水加入AE1910），AE1910是非离子型的表面活性剂，表面活性剂溶于水易形成泡沫溶液，由于泡面是气液分散系统，密度低、重量小、压力非常小，密度0.05g/cm3-0.5 g/cm3，比重1.5 g/cm3-2.0 g/cm3，粘度相对原液提高30%-50%且泡沫有一定的粘滞性，可连续流动，对砂石及碎屑有较好的携带作用，因此循环钻塞时能携带出大量水泥碎屑。严格控制修井液固相含量的同时，还在出口安装三级隔离池对出口返出修井液进行除砂。②现场施工时，司钻根据螺杆钻基本参数调试优化施工参数，本次施工参数如下：钻压15-20KN，泵压7-10MPa，排量600L/min，实践证明这个参数是比较合理的。③钻塞管柱采用三牙轮高效钻头+螺杆钻+单流阀+井下過滤器+油管（通刺干净），地面管线安装地面过滤器。管柱结构的优化，大大提高了钻磨效率。
4 总结
（1）影响螺杆钻钻磨效率的三个主要因素为：修井液性能、施工参数、管柱组合。
（2）严格落实螺杆钻使用工况制度：运输及存放时的保护；现场使用时建立螺杆钻使用登记表，详细记录使用次数及时间，达到使用寿命的及时更换或维护。优化螺杆钻使用条件，对提高其工作寿命潜力较大。
（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。
参考文献：
[1]王玉良.螺杆钻钻塞施工成功效率的方法.内江科技，2006，（3）5.