準噶爾盆地烏倫古區塊鉆井提速發展方向

袁贊兵

【摘 要】直井的防斜打直、打快，對于提高深井、超深井及各種復雜結構井的機械鉆速，保證井下安全具有十分重要的作用。而隨著石油工業的發展，全球油氣資源的可持續利用問題將更加突出，深井、超深井不斷增多，使得鉆井科技工作者在技術方面面臨許多新的挑戰和技術難題，需要認真規劃、研究并解決。要提高該區塊的鉆井速度，就必須通過技術進步、積極推廣鉆井新技術和科技攻關解決目前存在的問題。

【關鍵詞】鉆井速度慢；井斜；鉆具組合；隨鉆測斜；烏倫古地區；提速

從準格爾盆地烏倫古地區目前鉆井施工現狀來看，受地層因素的特殊性的影響，鉆井速度太慢始終是這一區塊鉆井發展急需解決的難題，其中井斜又是制約準格爾盆地烏倫古區塊鉆井速度的提高的關鍵，嚴重影響鉆井速度，導致這一區塊深井的鉆井周期都比較長，從而造成成本浪費。因此，準格爾盆地烏倫古區塊鉆井迫在眉睫的問題就是鉆井提速問題。

1 準噶爾盆地烏倫古地區鉆井速度慢原因分析

1.1 地層因素影響鉆井速度的提高

白堊系、侏羅系西山窯組、八道灣組底部砂礫巖較發育，嚴重影響牙輪鉆頭和PDC鉆頭的使用壽命。此外，石炭系巴塔瑪依內山組火成巖較厚、可鉆性差、裂縫發育，鉆進過程蹩跳鉆現象嚴重，影響了PDC鉆頭的使用，同時因蹩跳鉆嚴重導致牙輪鉆頭掉齒現象也特別嚴重，在牙輪鉆頭的選擇方面也受很大的限制；而滴水泉組泥巖段同樣比較厚且致密。以上這些因素都嚴重影響了準格爾盆地烏倫古區塊鉆井速度的提高。

1.2 井斜影響鉆井速度的提高

根據本區塊完鉆井的實鉆數據和地質設計提供的資料，本區塊存在地層傾角，此外，由于巖石都具有各向異性的特征，即各方向強度存在差異，鉆進往往沿著強度最低、可鉆性最好的方向進行，而預定的鉆進方向往往和可鉆性最好的方向不一致，因此，受巖石的各向異性特別是受地層傾角的影響，導致本區塊的完鉆井都存在井斜超標的現象。井斜情況如下表：

從以上情況來看，直井井斜超標是準格爾盆地烏倫古區塊各施工井的共同矛盾，直接影響了施工井的井身質量，而且糾斜井段較長會導致鉆進后期扭矩大，有潛在風險，在一定程度上也增加了施工周期，降低了鉆井速度，此外常規定向鉆進糾斜辦法還可能增加粘附卡鉆的風險。

1.3 鉆井復雜和事故影響鉆井速度的提高

本區塊古近系地層成巖性較差，砂巖疏松，易垮塌卡鉆。吐谷魯群、石樹溝群組松散砂礫巖地層，易漏。白堊系、侏羅系西山窯組、八道灣組底部砂礫巖較發育，蹩跳鉆嚴重，嚴重影響鉆頭的使用壽命。臨井在滴北1井、倫參1井、三參1井均出現過井漏及卡鉆等復雜和事故。此外，受地層因素的影響，石炭系巴塔瑪依內山組火成巖井段較厚，巖性為深灰色凝灰質砂巖、深灰色凝灰巖、火山角礫巖，適合軟至中硬地層鉆進的牙輪鉆頭掉齒和PDC鉆頭崩齒現象嚴重，適合于硬地層鉆進的牙輪鉆頭或是PDC鉆頭鉆時慢，臨井滴北1井、倫參1井、三參1井均在石炭系鉆進中出現過掉牙輪事故。所有這些復雜和事故給施工帶來了嚴重的經濟損失，同時也增加了施工周期，降低了鉆井速度。臨井復雜和事故統計情況如下：

1.4 動力鉆具+PDC使用受限影響鉆井速度的提高

井下動力鉆具+PDC鉆頭防斜打快技術受到限制。利用鐘擺鉆具的糾斜特點，結合井下動力鉆具的高轉速特性，加上攻擊性強的PDC鉆頭，輔之以轉盤鉆進是目前大傾角地層防斜打快的一種有效方法，這種方法在軟-中硬地層使用效果明顯，但是準格爾盆地烏倫古地區深井、超深井由于石炭系巴塔瑪依內山組火成巖及滴水泉組泥巖段厚而且硬，可鉆性差，鉆壓太小鉆頭吃不進地層，PDC鉆頭小鉆壓、高轉速提高鉆井時效的方法行不通。而PDC鉆頭鉆壓太大，會導致憋泵現象，造成設備損壞、不安全因素增加，容易發生人員及井下事故。因此，采用井下動力鉆具+PDC鉆頭鉆進的方法不適用，將很難發揮作用。

2 準噶爾盆地烏倫古地區鉆井提速發展方向

從準格爾盆地烏倫古地區鉆井速度慢的原因分析我們可以看出：每個區塊的地層都有各自的特點，但是地層因素是客觀不可改變的，要想提高該區塊的鉆井速度，無外乎我們可以從鉆頭選型、保證井下安全等方面去考慮。鉆頭選擇方面我們可以根據地層特點進行優化選擇合適的型號，鉆井事故我們可以通過制定合理的技術措施，加強井控、鉆具的管理等措施來避免。但是從本區塊所有施工井鉆井周期長的，嚴重制約了該區塊鉆井速度的提高。因此，要提高準格爾盆地烏倫古地區的鉆井速度，就得從怎樣防斜打快入手，其提速發展方向可以從PowerV垂直鉆井系統來考慮。

2.1 PowerV垂直鉆井系統

特點：和性能可靠地MWD一起使用，保證實時近鉆頭監測井底井斜和鉆具的扭轉振動信息，從而確保PowerV系統的使用效果和安全性，PowerV垂直鉆井系統具有以下優點：

（1）鉆進時自動糾斜，實施了主動防斜，適合大傾角地層和斷層帶，最典型的情況是山前和硬地層井，既不需要起鉆更換鉆具組合，也不必停鉆調整鉆井參數，提高了鉆井時效；

（2）徹底解放了鉆壓，提高了鉆井速度，解決了鉆速和糾斜之間的矛盾，最終大幅度降低鉆井成本；

（3）能保證井眼相對垂直，顯著提高了井身質量；

（4）定向鉆進過程鉆具保持和轉盤或是頂驅一塊旋轉，降低了粘附卡鉆的風險；

（5）減少鉆具磨損、減少或避免上層套管的偏磨。

從上可以看出PowerV垂直鉆井系統具有以上主動防斜等一系列的優點，而準格爾盆地烏倫古區塊鉆井速度慢的主要原因為地層傾角大導致井斜不易控制從而耽誤生產時效所致，從該區塊所施工井的經驗來看，傳統的防斜打快辦法又不能解決這類問題，因此，PowerV垂直鉆井系統技術的應用將在該區塊提速發展方向具有廣闊的前景。

【參考文獻】

[1]吳東.石油鉆井方法發展綜述[J].專業技術，2007-07-06.

[2]高德利.鉆井科技發展的歷史回顧現狀分析與建議[J].石油科技論壇，2004，23（2）：29-39.

[3]沈忠厚.現代石油鉆井技術50年進展和發展趨勢[J].石油鉆采工藝，2003，25（5）：1-6.

[責任編輯：湯靜]