易斜地層防斜打快鉆井理論與技術的探究

王宇新，吳 波，吳力平，張巨成

（西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依 834009）

易斜地層防斜打快鉆井理論與技術的探究

王宇新，吳 波，吳力平，張巨成

（西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依 834009）

石油工程領域有一項亟待解決的問題，即在易斜地層開展垂直鉆井活動時，實現防斜打快的理論以及方法不足，較難達到防斜打快的目的。與準噶爾盆地相結合，該地石炭系地層傾角十分大，巖石可鉆性較差，很難掌控井斜。

準噶爾盆地；易斜地層；防斜打快；鉆井理論；理論技術

準噶爾盆地的西北方向上坐落著烏夏斷裂帶，歷經50a的深入探測，目前對該地勘探的面積達到大約2100km2。其中，勘探出烏木禾、夏子街和鳳城等多個油田源，總儲量約達到1.34×108t。通過勘探得知，準噶爾盆地石炭系地層的傾角十分大，實施機械鉆的速度比較低[1]。因此，防斜打快成為該地垂直鉆井理論和技術的主要問題，受到國內外的眾多學者關注，所以需要在理論和技術上尋找突破點，盡快有所突破。本文就動力學防斜打快理論、光鉆挺大鉆壓防斜打快技術、偏心“剛柔”鉆具組合防斜打快技術、旋轉鉆井方式優選與防斜打快等理論以及方法進行分析，具體分析如下所示。

1 防斜打快鉆井理論與技術

1.1 動力學防斜打快理論

現如今，在社會市場上使用較為普遍的是鐘擺鉆具組合防斜打直方法，這種是一類特殊的靜力學防斜打直方法。關于鐘擺鉆具的組合情況，通常包含以下三類，一是單穩定器鐘擺鉆具組合，二是雙穩定器滿眼鐘擺鉆具組合，三是塔式鐘擺鉆具組合等。它們一般采用傾斜井眼中的鉆頭和穩定器或者“切點”中間的鉆挺重力之橫向分力，讓鉆頭從井眼底邊降斜的方向鉆入，進而朝著糾正傾斜以及預防傾斜的方向上發展。通常情況下，橫向的分力被叫作“鐘擺力”。按照鐘擺鉆具組合防斜打直技術，提升鉆壓或者迫使鉆具彎曲都對防斜打直較為不利，所以在比較容易傾斜的地方開鑿直井的時候，一般要進行降低鉆壓的操作，更有甚的是通過“吊打”的方式，繼而達到防斜或者糾斜的效果。結果表明，其對垂直鉆井的機械鉆速影響較大。

1.2 光鉆挺大鉆壓防斜打快技術

該技術是屬于“動力學防斜打快理論”的領域之中的一種分技術，它是底部鉆具組合在渦動的基本設想情況下創立的，僅在給予強大的鉆壓的外部作用之下，才能夠達到維持BHA渦動的目的。使用光鉆挺鉆具組合防斜鉆進的時候，應該提升鉆壓以進一步迫使底部鉆具組合產生螺旋屈曲，達到動力學防斜打快的目的。

1.3 偏心“剛柔”鉆具組合防斜打快技術

盡管“剛柔”鉆具的組合能夠適當地杜絕井斜以及提升鉆井效果，然而卻因為少了“動力學效應”的影響，導致在一些易斜的地層之中開展垂直鉆井的時候，通常不能夠達到滿意狀況下的防斜打快成果。所以，依據動力學防斜打快技術表明，要在“剛柔”鉆具組合的水平之上，依據偏心控制設計的方法，與偏心“剛柔”鉆具組合。根據最初對技術方案的分析和進一步的現場勘查作業，可以得出，偏心“剛柔”鉆具組合一方面繼承了“剛柔”鉆具組合所包含的一些優勢，另一方面，其又增添了新的動力學效應。

1.4 旋轉鉆井方式優選和防斜打快

目前，在全世界上通常使用的油氣勘探方法中，大家普遍使用的鉆井技術依舊是旋轉鉆井法。旋轉鉆井可以進一步的分為轉盤旋轉鉆井、井下動力鉆井，以及具備兩種性能的復合旋轉鉆井等。通過理論與實踐相結合表明，每一類旋轉鉆井的方法包括不同的鉆井特點及優劣勢。其中，“復合旋轉鉆井方式”能夠在適當條件下具有轉盤鉆井和井下動力鉆井的優勢，一方面能夠連續控制井眼的軌跡以及降低起下鉆的次數，另一方面能夠提升機械鉆速，被認為是一類效率高的可控制鉆井方法。

1.5 自動垂直鉆井系統

在當前通用的技術中，旋轉鉆井仍然是油氣工程中最主要的鉆井方式，而且仍然在朝著信息與智能相結合、信息和自動化相結合的方向前進。截止到目前為止，外國一些石油技術公司已經陸續開發出特征各異的旋轉導向鉆井系統，并展開了技術向產業化轉化的應用，如下表1所示。

表1 國外別具特征的旋轉導向鉆井系統

2 結束語

總的來說，基于準噶爾盆地的易斜地層垂直鉆井的考慮，比較難以實現預想的目的。然而，伴隨著理論和技術的快速進步，這些防斜打快技術能夠得到較快的優化，其優點會逐步凸顯，并獲得廣泛應用。

[1] 石建剛.新疆油田致密油火北探區鉆井提速技術探索[J].新疆石油天然氣，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，新疆克拉瑪依人，工程師，主要從事鉆井工程工作。