近年来,随着现代石油工业的快速发展,一些常规钻井工具和设备已无法满足特殊地质条件和特殊工艺下钻井的要求。国内企业为此加大了钛合金钻杆产品的研制,渤海能克钻杆有限公司作为国内高品质高强度钻杆龙头企业,于2017年成功研制出全球首批摩擦焊式全钛合金钻杆,使我国成功跻身高品质全钛合金钻杆研制生产先进国家行列。
本次入井实验起钻井深6263.41m,钛合金钻杆入井纯钻时间143小时,累计16万转,起出钻具完好。
与传统钢制钻杆相比,高强度钛合金钻杆有重量轻、刚度高、耐腐蚀及抗疲劳特点,可显著降低钻机负荷和现场能耗,大幅提升钻井速度,是深井、超深井、短半径水平井以及高酸性油气井钻井作业的技术利器。目前,这种高技术含量、高附加值产品在墨西哥湾等地区应用较为广泛,但只有美国等少数国家可以批量生产,因此价格昂贵、供货周期长。
为满足国内油气田加大勘探开发力度的需求,2016年,在国家油气重大专项所属“深井超深井高效快速钻井技术及装备”课题的支持下,管研院联合渤海能克钻杆有限公司、中世钛业有限公司等,共同开展了钛合金钻杆国产化研究,成功研制出具有自主知识产权的高强度钛合金钻杆,填补了国内空白。
前期超深短半径侧钻技术在塔河油田首次试验成功,并在降本和增油两方面都表现出色,但是高造斜率造成的苛刻工况让短半径技术应用存在钻具风险高的问题,而钛合金钻杆的出现正好解决了这一难题。它长寿命、高柔性的特点既保证了钻具在高曲率井眼中的弯曲适应性,又降低了钻具故障的发生率,能够有效提升短半径水平井的钻井效率和安全性,为塔河油田短半径侧钻技术的推广应用保驾护航。
“从单个钻杆看,钛合金钻杆的价格要高出钢制钻杆20倍,但从整体效果来看,使用钛合金钻杆后,可降低钻机负荷40%以上,从而降低钻机选用规格并减少施工能耗;钛合金钻杆空气中寿命是同规格常规钻杆的10倍,腐蚀环境下是常规钻杆的100倍,极大地提高钻具安全性和使用周期,特别适用于西北油田超深井、短半径井等复杂井况条件下的钻井作业。”西北油田工程院钻井所技术总监易浩说。
现场评价结果显示,该产品各项性能指标完全符合技术规范和实际工况要求,整体性能达到国外同类产品先进水平。
钻井技术人员在现场对钛合金钻杆做出井磨损情况评价。 孙伟光摄
最后一根钛合金钻杆出井,钻井技术人员在观察接箍磨损情况和钳牙咬痕。 孙伟光 摄