準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井提速發(fā)展方向

袁贊兵

【摘 要】直井的防斜打直、打快，對(duì)于提高深井、超深井及各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的機(jī)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(yè)的發(fā)展，全球油氣資源的可持續(xù)利用問(wèn)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(shù)方面面臨許多新的挑戰(zhàn)和技術(shù)難題，需要認(rèn)真規(guī)劃、研究并解決。要提高該區(qū)塊的鉆井速度，就必須通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、積極推廣鉆井新技術(shù)和科技攻關(guān)解決目前存在的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】鉆井速度慢；井斜；鉆具組合；隨鉆測(cè)斜；烏倫古地區(qū)；提速

從準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)目前鉆井施工現(xiàn)狀來(lái)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(qū)塊鉆井發(fā)展急需解決的難題，其中井斜又是制約準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井速度的提高的關(guān)鍵，嚴(yán)重影響鉆井速度，導(dǎo)致這一區(qū)塊深井的鉆井周期都比較長(zhǎng)，從而造成成本浪費(fèi)。因此，準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井迫在眉睫的問(wèn)題就是鉆井提速問(wèn)題。

1 準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古地區(qū)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(fā)育，嚴(yán)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(nèi)山組火成巖較厚、可鉆性差、裂縫發(fā)育，鉆進(jìn)過(guò)程蹩跳鉆現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了PDC鉆頭的使用，同時(shí)因蹩跳鉆嚴(yán)重導(dǎo)致牙輪鉆頭掉齒現(xiàn)象也特別嚴(yán)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(yán)重影響了準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井速度的提高。

1.2 井斜影響鉆井速度的提高

根據(jù)本區(qū)塊完鉆井的實(shí)鉆數(shù)據(jù)和地質(zhì)設(shè)計(jì)提供的資料，本區(qū)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(qiáng)度存在差異，鉆進(jìn)往往沿著強(qiáng)度最低、可鉆性最好的方向進(jìn)行，而預(yù)定的鉆進(jìn)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(dǎo)致本區(qū)塊的完鉆井都存在井斜超標(biāo)的現(xiàn)象。井斜情況如下表：

從以上情況來(lái)看，直井井斜超標(biāo)是準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊各施工井的共同矛盾，直接影響了施工井的井身質(zhì)量，而且糾斜井段較長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致鉆進(jìn)后期扭矩大，有潛在風(fēng)險(xiǎn)，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(guī)定向鉆進(jìn)糾斜辦法還可能增加粘附卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 鉆井復(fù)雜和事故影響鉆井速度的提高

本區(qū)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(fā)育，蹩跳鉆嚴(yán)重，嚴(yán)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(xiàn)過(guò)井漏及卡鉆等復(fù)雜和事故。此外，受地層因素的影響，石炭系巴塔瑪依內(nèi)山組火成巖井段較厚，巖性為深灰色凝灰質(zhì)砂巖、深灰色凝灰?guī)r、火山角礫巖，適合軟至中硬地層鉆進(jìn)的牙輪鉆頭掉齒和PDC鉆頭崩齒現(xiàn)象嚴(yán)重，適合于硬地層鉆進(jìn)的牙輪鉆頭或是PDC鉆頭鉆時(shí)慢，臨井滴北1井、倫參1井、三參1井均在石炭系鉆進(jìn)中出現(xiàn)過(guò)掉牙輪事故。所有這些復(fù)雜和事故給施工帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也增加了施工周期，降低了鉆井速度。臨井復(fù)雜和事故統(tǒng)計(jì)情況如下：

1.4 動(dòng)力鉆具+PDC使用受限影響鉆井速度的提高

井下動(dòng)力鉆具+PDC鉆頭防斜打快技術(shù)受到限制。利用鐘擺鉆具的糾斜特點(diǎn)，結(jié)合井下動(dòng)力鉆具的高轉(zhuǎn)速特性，加上攻擊性強(qiáng)的PDC鉆頭，輔之以轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)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(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)深井、超深井由于石炭系巴塔瑪依內(nèi)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(jìn)地層，PDC鉆頭小鉆壓、高轉(zhuǎn)速提高鉆井時(shí)效的方法行不通。而PDC鉆頭鉆壓太大，會(huì)導(dǎo)致憋泵現(xiàn)象，造成設(shè)備損壞、不安全因素增加，容易發(fā)生人員及井下事故。因此，采用井下動(dòng)力鉆具+PDC鉆頭鉆進(jìn)的方法不適用，將很難發(fā)揮作用。

2 準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古地區(qū)鉆井提速發(fā)展方向

從準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)鉆井速度慢的原因分析我們可以看出：每個(gè)區(qū)塊的地層都有各自的特點(diǎn)，但是地層因素是客觀不可改變的，要想提高該區(qū)塊的鉆井速度，無(wú)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(jù)地層特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇合適的型號(hào)，鉆井事故我們可以通過(guò)制定合理的技術(shù)措施，加強(qiáng)井控、鉆具的管理等措施來(lái)避免。但是從本區(qū)塊所有施工井鉆井周期長(zhǎng)的，嚴(yán)重制約了該區(qū)塊鉆井速度的提高。因此，要提高準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)的鉆井速度，就得從怎樣防斜打快入手，其提速發(fā)展方向可以從PowerV垂直鉆井系統(tǒng)來(lái)考慮。

2.1 PowerV垂直鉆井系統(tǒng)

特點(diǎn)：和性能可靠地MWD一起使用，保證實(shí)時(shí)近鉆頭監(jiān)測(cè)井底井斜和鉆具的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信息，從而確保PowerV系統(tǒng)的使用效果和安全性，PowerV垂直鉆井系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）鉆進(jìn)時(shí)自動(dòng)糾斜，實(shí)施了主動(dòng)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(diào)整鉆井參數(shù)，提高了鉆井時(shí)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(duì)垂直，顯著提高了井身質(zhì)量；

（4）定向鉆進(jìn)過(guò)程鉆具保持和轉(zhuǎn)盤或是頂驅(qū)一塊旋轉(zhuǎn)，降低了粘附卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)；

（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(tǒng)具有以上主動(dòng)防斜等一系列的優(yōu)點(diǎn)，而準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井速度慢的主要原因?yàn)榈貙觾A角大導(dǎo)致井斜不易控制從而耽誤生產(chǎn)時(shí)效所致，從該區(qū)塊所施工井的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，傳統(tǒng)的防斜打快辦法又不能解決這類問(wèn)題，因此，PowerV垂直鉆井系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用將在該區(qū)塊提速發(fā)展方向具有廣闊的前景。

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[責(zé)任編輯：湯靜]