准噶尔盆地乌伦古区块钻井提速发展方向

袁赞兵

【摘 要】直井的防斜打直、打快，对于提高深井、超深井及各种复杂结构井的机械钻速，保证井下安全具有十分重要的作用。而随着石油工业的发展，全球油气资源的可持续利用问题将更加突出，深井、超深井不断增多，使得钻井科技工作者在技术方面面临许多新的挑战和技术难题，需要认真规划、研究并解决。要提高该区块的钻井速度，就必须通过技术进步、积极推广钻井新技术和科技攻关解决目前存在的问题。

【关键词】钻井速度慢；井斜；钻具组合；随钻测斜；乌伦古地区；提速

从准格尔盆地乌伦古地区目前钻井施工现状来看，受地层因素的特殊性的影响，钻井速度太慢始终是这一区块钻井发展急需解决的难题，其中井斜又是制约准格尔盆地乌伦古区块钻井速度的提高的关键，严重影响钻井速度，导致这一区块深井的钻井周期都比较长，从而造成成本浪费。因此，准格尔盆地乌伦古区块钻井迫在眉睫的问题就是钻井提速问题。

1 准噶尔盆地乌伦古地区钻井速度慢原因分析

1.1 地层因素影响钻井速度的提高

白垩系、侏罗系西山窑组、八道湾组底部砂砾岩较发育，严重影响牙轮钻头和PDC钻头的使用寿命。此外，石炭系巴塔玛依内山组火成岩较厚、可钻性差、裂缝发育，钻进过程蹩跳钻现象严重，影响了PDC钻头的使用，同时因蹩跳钻严重导致牙轮钻头掉齿现象也特别严重，在牙轮钻头的选择方面也受很大的限制；而滴水泉组泥岩段同样比较厚且致密。以上这些因素都严重影响了准格尔盆地乌伦古区块钻井速度的提高。

1.2 井斜影响钻井速度的提高

根据本区块完钻井的实钻数据和地质设计提供的资料，本区块存在地层倾角，此外，由于岩石都具有各向异性的特征，即各方向强度存在差异，钻进往往沿着强度最低、可钻性最好的方向进行，而预定的钻进方向往往和可钻性最好的方向不一致，因此，受岩石的各向异性特别是受地层倾角的影响，导致本区块的完钻井都存在井斜超标的现象。井斜情况如下表：

从以上情况来看，直井井斜超标是准格尔盆地乌伦古区块各施工井的共同矛盾，直接影响了施工井的井身质量，而且纠斜井段较长会导致钻进后期扭矩大，有潜在风险，在一定程度上也增加了施工周期，降低了钻井速度，此外常规定向钻进纠斜办法还可能增加粘附卡钻的风险。

1.3 钻井复杂和事故影响钻井速度的提高

本区块古近系地层成岩性较差，砂岩疏松，易垮塌卡钻。吐谷鲁群、石树沟群组松散砂砾岩地层，易漏。白垩系、侏罗系西山窑组、八道湾组底部砂砾岩较发育，蹩跳钻严重，严重影响钻头的使用寿命。临井在滴北1井、伦参1井、三参1井均出现过井漏及卡钻等复杂和事故。此外，受地层因素的影响，石炭系巴塔玛依内山组火成岩井段较厚，岩性为深灰色凝灰质砂岩、深灰色凝灰岩、火山角砾岩，适合软至中硬地层钻进的牙轮钻头掉齿和PDC钻头崩齿现象严重，适合于硬地层钻进的牙轮钻头或是PDC钻头钻时慢，临井滴北1井、伦参1井、三参1井均在石炭系钻进中出现过掉牙轮事故。所有这些复杂和事故给施工带来了严重的经济损失，同时也增加了施工周期，降低了钻井速度。临井复杂和事故统计情况如下：

1.4 动力钻具+PDC使用受限影响钻井速度的提高

井下动力钻具+PDC钻头防斜打快技术受到限制。利用钟摆钻具的纠斜特点，结合井下动力钻具的高转速特性，加上攻击性强的PDC钻头，辅之以转盘钻进是目前大倾角地层防斜打快的一种有效方法，这种方法在软-中硬地层使用效果明显，但是准格尔盆地乌伦古地区深井、超深井由于石炭系巴塔玛依内山组火成岩及滴水泉组泥岩段厚而且硬，可钻性差，钻压太小钻头吃不进地层，PDC钻头小钻压、高转速提高钻井时效的方法行不通。而PDC钻头钻压太大，会导致憋泵现象，造成设备损坏、不安全因素增加，容易发生人员及井下事故。因此，采用井下动力钻具+PDC钻头钻进的方法不适用，将很难发挥作用。

2 准噶尔盆地乌伦古地区钻井提速发展方向

从准格尔盆地乌伦古地区钻井速度慢的原因分析我们可以看出：每个区块的地层都有各自的特点，但是地层因素是客观不可改变的，要想提高该区块的钻井速度，无外乎我们可以从钻头选型、保证井下安全等方面去考虑。钻头选择方面我们可以根据地层特点进行优化选择合适的型号，钻井事故我们可以通过制定合理的技术措施，加强井控、钻具的管理等措施来避免。但是从本区块所有施工井钻井周期长的，严重制约了该区块钻井速度的提高。因此，要提高准格尔盆地乌伦古地区的钻井速度，就得从怎样防斜打快入手，其提速发展方向可以从PowerV垂直钻井系统来考虑。

2.1 PowerV垂直钻井系统

特点：和性能可靠地MWD一起使用，保证实时近钻头监测井底井斜和钻具的扭转振动信息，从而确保PowerV系统的使用效果和安全性，PowerV垂直钻井系统具有以下优点：

（1）钻进时自动纠斜，实施了主动防斜，适合大倾角地层和断层带，最典型的情况是山前和硬地层井，既不需要起钻更换钻具组合，也不必停钻调整钻井参数，提高了钻井时效；

（2）彻底解放了钻压，提高了钻井速度，解决了钻速和纠斜之间的矛盾，最终大幅度降低钻井成本；

（3）能保证井眼相对垂直，显著提高了井身质量；

（4）定向钻进过程钻具保持和转盘或是顶驱一块旋转，降低了粘附卡钻的风险；

（5）减少钻具磨损、减少或避免上层套管的偏磨。

从上可以看出PowerV垂直钻井系统具有以上主动防斜等一系列的优点，而准格尔盆地乌伦古区块钻井速度慢的主要原因为地层倾角大导致井斜不易控制从而耽误生产时效所致，从该区块所施工井的经验来看，传统的防斜打快办法又不能解决这类问题，因此，PowerV垂直钻井系统技术的应用将在该区块提速发展方向具有广阔的前景。

【参考文献】

[1]吴东.石油钻井方法发展综述[J].专业技术，2007-07-06.

[2]高德利.钻井科技发展的历史回顾现状分析与建议[J].石油科技论坛，2004，23（2）：29-39.

[3]沈忠厚.现代石油钻井技术50年进展和发展趋势[J].石油钻采工艺，2003，25（5）：1-6.

[责任编辑：汤静]