近日，從大慶油田永樂(lè)油區(qū)源29－5井傳來(lái)喜報(bào)，隨著最后一根鈦合金鉆桿從井下取出，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)超短半徑水平井的井眼曲率半徑新紀(jì)錄產(chǎn)生，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)突破的利器－鈦合金鉆桿就是由管研院牽頭聯(lián)合國(guó)內(nèi)中世鈦業(yè)企業(yè)研制的鈦合金鉆桿。
超短半徑水平井是充分挖掘油氣資源，提高油氣資料采收率，減少鉆井成本的重要技術(shù)手段。由于小井眼套管尺寸、油氣層資源薄層及其他復(fù)雜地層等的苛刻條件，水平井的井眼彎曲半徑受到限制，尤其是小井眼套管內(nèi)的側(cè)鉆和超短半徑水平井側(cè)鉆，對(duì)鉆桿提出了更高的要求。常規(guī)的鋼鉆桿由于鋼材高彈性模量的限制，當(dāng)曲率半徑小于30m水平井，會(huì)在鉆桿上產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，使鉆桿產(chǎn)生疲勞、磨損及物理破壞，尤其是采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)旋轉(zhuǎn)鉆桿進(jìn)行造斜鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的影響更為嚴(yán)重，嚴(yán)重影響鉆桿壽命、可靠性，因此無(wú)法應(yīng)用于井眼曲率半徑小于86m的超短半徑水平井，嚴(yán)重制約了超短半徑水平井的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和推廣。
而鈦合金鉆桿具有優(yōu)良比強(qiáng)度高、耐蝕性優(yōu)異、彈性模量低及高疲勞壽命等優(yōu)點(diǎn)，是解決這一技術(shù)難題的有效手段。管研院面對(duì)國(guó)內(nèi)超短半徑水平井開(kāi)發(fā)的迫切需求，從2019年起就和大慶鉆探深入合作，將鈦合金鉆桿應(yīng)用于超短半徑水平井的設(shè)計(jì)和施工，與中世鈦業(yè)、渤海能克等企業(yè)一起突破了鈦合金鉆桿材料、結(jié)構(gòu)、螺紋、井下測(cè)井工具組合及與螺桿連接等多個(gè)技術(shù)瓶頸，2020年7月6日起管研院技術(shù)人員在大慶施工現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)上井服務(wù)25天，成功在大慶油田永樂(lè)油區(qū)源29－5井1655米深實(shí)現(xiàn)了93＆deg；/28m的超短半徑水平井鉆井，突破了國(guó)內(nèi)超短半徑水平井的井眼曲率半徑極限，鉆井滿足設(shè)計(jì)要求。
鈦合金鉆桿在大慶超短半徑水平井的成功應(yīng)用，不僅為管研院鈦合金管技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)場(chǎng)逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用提供了重要的積累和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，更為我國(guó)淺層油氣資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、保障國(guó)家能源戰(zhàn)略安全提供了新的技術(shù)保障。