易斜地层防斜打快钻井理论与技术的探究

王宇新，吴 波，吴力平，张巨成

（西部钻探克拉玛依钻井公司，新疆克拉玛依 834009）

易斜地层防斜打快钻井理论与技术的探究

王宇新，吴 波，吴力平，张巨成

（西部钻探克拉玛依钻井公司，新疆克拉玛依 834009）

石油工程领域有一项亟待解决的问题，即在易斜地层开展垂直钻井活动时，实现防斜打快的理论以及方法不足，较难达到防斜打快的目的。与准噶尔盆地相结合，该地石炭系地层倾角十分大，岩石可钻性较差，很难掌控井斜。

准噶尔盆地；易斜地层；防斜打快；钻井理论；理论技术

准噶尔盆地的西北方向上坐落着乌夏断裂带，历经50a的深入探测，目前对该地勘探的面积达到大约2100km2。其中，勘探出乌木禾、夏子街和凤城等多个油田源，总储量约达到1.34×108t。通过勘探得知，准噶尔盆地石炭系地层的倾角十分大，实施机械钻的速度比较低[1]。因此，防斜打快成为该地垂直钻井理论和技术的主要问题，受到国内外的众多学者关注，所以需要在理论和技术上寻找突破点，尽快有所突破。本文就动力学防斜打快理论、光钻挺大钻压防斜打快技术、偏心“刚柔”钻具组合防斜打快技术、旋转钻井方式优选与防斜打快等理论以及方法进行分析，具体分析如下所示。

1 防斜打快钻井理论与技术

1.1 动力学防斜打快理论

现如今，在社会市场上使用较为普遍的是钟摆钻具组合防斜打直方法，这种是一类特殊的静力学防斜打直方法。关于钟摆钻具的组合情况，通常包含以下三类，一是单稳定器钟摆钻具组合，二是双稳定器满眼钟摆钻具组合，三是塔式钟摆钻具组合等。它们一般采用倾斜井眼中的钻头和稳定器或者“切点”中间的钻挺重力之横向分力，让钻头从井眼底边降斜的方向钻入，进而朝着纠正倾斜以及预防倾斜的方向上发展。通常情况下，横向的分力被叫作“钟摆力”。按照钟摆钻具组合防斜打直技术，提升钻压或者迫使钻具弯曲都对防斜打直较为不利，所以在比较容易倾斜的地方开凿直井的时候，一般要进行降低钻压的操作，更有甚的是通过“吊打”的方式，继而达到防斜或者纠斜的效果。结果表明，其对垂直钻井的机械钻速影响较大。

1.2 光钻挺大钻压防斜打快技术

该技术是属于“动力学防斜打快理论”的领域之中的一种分技术，它是底部钻具组合在涡动的基本设想情况下创立的，仅在给予强大的钻压的外部作用之下，才能够达到维持BHA涡动的目的。使用光钻挺钻具组合防斜钻进的时候，应该提升钻压以进一步迫使底部钻具组合产生螺旋屈曲，达到动力学防斜打快的目的。

1.3 偏心“刚柔”钻具组合防斜打快技术

尽管“刚柔”钻具的组合能够适当地杜绝井斜以及提升钻井效果，然而却因为少了“动力学效应”的影响，导致在一些易斜的地层之中开展垂直钻井的时候，通常不能够达到满意状况下的防斜打快成果。所以，依据动力学防斜打快技术表明，要在“刚柔”钻具组合的水平之上，依据偏心控制设计的方法，与偏心“刚柔”钻具组合。根据最初对技术方案的分析和进一步的现场勘查作业，可以得出，偏心“刚柔”钻具组合一方面继承了“刚柔”钻具组合所包含的一些优势，另一方面，其又增添了新的动力学效应。

1.4 旋转钻井方式优选和防斜打快

目前，在全世界上通常使用的油气勘探方法中，大家普遍使用的钻井技术依旧是旋转钻井法。旋转钻井可以进一步的分为转盘旋转钻井、井下动力钻井，以及具备两种性能的复合旋转钻井等。通过理论与实践相结合表明，每一类旋转钻井的方法包括不同的钻井特点及优劣势。其中，“复合旋转钻井方式”能够在适当条件下具有转盘钻井和井下动力钻井的优势，一方面能够连续控制井眼的轨迹以及降低起下钻的次数，另一方面能够提升机械钻速，被认为是一类效率高的可控制钻井方法。

1.5 自动垂直钻井系统

在当前通用的技术中，旋转钻井仍然是油气工程中最主要的钻井方式，而且仍然在朝着信息与智能相结合、信息和自动化相结合的方向前进。截止到目前为止，外国一些石油技术公司已经陆续开发出特征各异的旋转导向钻井系统，并展开了技术向产业化转化的应用，如下表1所示。

表1 国外别具特征的旋转导向钻井系统

2 结束语

总的来说，基于准噶尔盆地的易斜地层垂直钻井的考虑，比较难以实现预想的目的。然而，伴随着理论和技术的快速进步，这些防斜打快技术能够得到较快的优化，其优点会逐步凸显，并获得广泛应用。

[1] 石建刚.新疆油田致密油火北探区钻井提速技术探索[J].新疆石油天然气，2014，（1）：45-49+6-7.

D i s c u s s i o n o n t h e T h e o r y a n d T e c h n o l o g y o f A n t i-o b l i q u e D r i l l i n g a n d Q u i c k d r i l l i n g i n E a s y S l o p i n g F o r ma t i o n

Wang Yu-xin，Wu Bo，Wu Li-ping，Zhang Ju-cheng

In the field of petroleum engineering，there is a problem to be solved urgently，that is，when the vertical drilling activity is carried out in the sloping strata，it is diff i cult to achieve the purpose of anti-skewing.In combination with the Junggar Basin，the dipstones of the Carboniferous strata are very large and the rocks are poorly drilled，and it is diff i cult to control the oblique.

Junggar Basin；easy sloping formation；anti-skew fasting；drilling theory；theory and technology

TE249

A

1003-6490（2017）08-0247-01

2017-06-06

王宇新（1983—），男，新疆克拉玛依人，工程师，主要从事钻井工程工作。