近日，從大慶油田永樂油區(qū)源29－5井傳來喜報，隨著最后一根鈦合金鉆桿從井下取出，標志著國內(nèi)超短半徑水平井的井眼曲率半徑新紀錄產(chǎn)生，而實現(xiàn)這個技術突破的利器－鈦合金鉆桿就是由管研院牽頭聯(lián)合國內(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手段。由于小井眼套管尺寸、油氣層資源薄層及其他復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，當曲率半徑小于30m水平井，會在鉆桿上產(chǎn)生很大的彎曲應力，使鉆桿產(chǎn)生疲勞、磨損及物理破壞，尤其是采用旋轉(zhuǎn)導向技術旋轉(zhuǎn)鉆桿進行造斜鉆進時產(chǎn)生的影響更為嚴重，嚴重影響鉆桿壽命、可靠性，因此無法應用于井眼曲率半徑小于86m的超短半徑水平井，嚴重制約了超短半徑水平井的進一步開發(fā)和推廣。
而鈦合金鉆桿具有優(yōu)良比強度高、耐蝕性優(yōu)異、彈性模量低及高疲勞壽命等優(yōu)點，是解決這一技術難題的有效手段。管研院面對國內(nèi)超短半徑水平井開發(fā)的迫切需求，從2019年起就和大慶鉆探深入合作，將鈦合金鉆桿應用于超短半徑水平井的設計和施工，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、結構、螺紋、井下測井工具組合及與螺桿連接等多個技術瓶頸，2020年7月6日起管研院技術人員在大慶施工現(xiàn)場連續(xù)上井服務25天，成功在大慶油田永樂油區(qū)源29－5井1655米深實現(xiàn)了93＆deg；/28m的超短半徑水平井鉆井，突破了國內(nèi)超短半徑水平井的井眼曲率半徑極限，鉆井滿足設計要求。
鈦合金鉆桿在大慶超短半徑水平井的成功應用，不僅為管研院鈦合金管技術從實驗室走向現(xiàn)場逐步實現(xiàn)規(guī)模化應用提供了重要的積累和現(xiàn)場經(jīng)驗，更為我國淺層油氣資源的進一步開發(fā)、保障國家能源戰(zhàn)略安全提供了新的技術保障。