山東勝利油田鉆井研究院副院長、教授孫銘新演講——新疆、準噶爾盆地深井火成巖地層提速鉆井技術（深井、復雜井鉆井技術專場）

　　各位領導、專家下午好，我是孫銘新，很榮幸今天下午有機會跟大家交流一下我們在西部新疆、準噶爾盆地進行提速的一些技術上的嘗試。勝利新疆準噶爾盆地是中石化在西的一個新區，由勝利油田來負責。這個地方大家可以看到準噶爾盆地發育的大量的油氣藏。然后中石化在這打的一些井都有很聚厚的一個巖，這個硬度很大，這個巖石的硬度很大。由于地質改造運動，還有地層的影響，地層很容易斜，在這個地方進行勘探很艱難，機械效率低，嚴重制約勘探開發的進程。

　　像我們一井是在去年完成的一口井里面，這個巖石的硬度達到了2500多個兆帕，再往下就達到將近3000個兆帕，這列舉了我們收集到的幾口井的火成巖厚度的資料，像這個硬度，這種鉆井的時候機械鉆速一般是一個小時一米到板米，很少有超過一米的時候，這么厚的火成巖一般要打到將近兩年的時間。

　　根據這個情況我們近幾年做了一些研究技術，開發了一些技術，給大家簡單的匯報一下。一個是氣體泡沫鉆井技術，這個提速的效果是很好的。另外就是PDC鉆頭，加上扭沖工具，還有就是孕鑲鉆頭和高速螺桿，還有水力。

　　首先介紹一下氣體泡沫鉆井技術，因為氣體泡沫的狀態在井底壓力很小，改變了厭食的受力狀態，可以大幅度的提高鉆速。我們用了三口井進行氣體泡沫鉆研，在鉆井前要有一個可行性研究，因為這個是風險比較大的一個技術，包括可行性，包括轉換，這些可行性是否可行。

　　經過論證在西部火成巖地區，大部分的地方還是可以用氣體鉆井的，就是出水相對不是很多。然后從實施方案來講為了保證安全鉆井和地質入井的需要，因為有的時候保證這方面的需要還需要控時，另外從結構上一般是采用塔式的結構，一個是快，一個是保證施工安全。這是哈山2、3井的氣體鉆井的情況，詳細的參數不介紹了，大概說一下應用情況就行。

　　第一口井我們是紅一井，這個當時來說效果很好，但是由于輸水出現了井象復雜。第二個是哈山2井這是第一口在西部火成巖地層里實施了氣體鉆井的一口井，哈山2井是出水以后首先用泡沫，然后又轉泡沫，這是第一口成功實施泡沫鉆井的井。

　　這有一個效果，大家可以看一下，紅一井是達到了4.86米每小時，提高是7.84倍，桀黠來是哈山3井提高的是3.81倍，哈山2井提升了一倍多不是很高，因為這個是一個慢井眼，由于非常強的構造，它的地形率很復雜，所以井斜很困難，所以這口井提速效果不是很好。除了提高了轉速以外，像紅一井的徑尺是傳統的5倍，哈山是5倍多，效果最不好的也提高了將近3倍，所以用泥漿打相比較，分別周期都是60天左右，就是打這一段。

　　剛才介紹的是氣體鉆井，下面介紹一下扭沖工具和PDC，因為這個專業敏感性特別強，鉆壓稍微有波動的時候會造成井底的滑，有的時候扭沖大一點就會突破，就是底下一直是沖擊的的狀態。我們開發了一個扭沖工具，大家可以看到有一個圖，不是很形象，實際上這個沖擊頻率比這個高很多，是一個高頻的沖擊，就是當這個在井底遇到阻力的時候，通過這種沖擊它就會馬上克服掉，讓PDC在井底保持平穩的工作狀態，大大的改善了工作環境，既有利于提速，還有利于延長壽命。這是我們針對火成巖地層開發的PDC鉆頭。

　　這是我們去年在一口井用的情況，這個是哈山3井，就是成功用氣體鉆井的井，這個是由原來的每小時5米多的轉速一下降到了每小時一米以下，這個情況下我們的PDC鉆頭配合扭沖工具一共打了入井是457個小時，進尺也是457米，也就是每個小時一米，上下的鉆頭相比提高的不是很明顯，比下面的鉆頭提高更多一些，但是入井時間達到了27天，那么極贏的地層里面，連續工作27天，這么一支鉆頭，這個指標是非常高的，往后要突破可能也很難，而且出井是因為打的時間太長了一直每起鉆，擔心再打下去，鉆距也好，井眼也好會不會縮緊，考慮安全的問題我們取出來了，結果取出來還有70%，然后扭沖工具我們到實驗室檢查以后也發現是沒問題的，在井下連續工作了一個月，出來以后還都是很好的。

　　這有一個對比在我們下一部之前一共是九百多米用了四個鉆頭，我們這個是打了475米，相當于一個鉆頭，一個工具下去以后相當于十多個鉆頭的徑尺，這個效果還是很好的。另外還有一個就是渦輪高速螺桿，所以我們用的是高速螺桿。我們開發了兩種孕鑲的鉆頭，這個鉆頭也是在哈山1井，在前面講的井里面用了一次這里面有兩個照片，是這個鉆頭之前的磨損情況，大家可以看到下去很快，大的十來米，多的幾十米鉆頭就不行了。我們這個孕鑲下去以后，這個是下去以前，這個是下去之后的，應該說從轉速上是提高的，從徑尺上也是提高的，效果還不錯。

　　另外一個系列也做了一個孕鑲鉆頭，這個在西部沒有用，在巴東那邊用了一次，今年剛完成的。另外一個就是水力加壓器，可能很多專家都了解這個原理了。就是靠實現一個加壓，通過活塞的下行，完成下行已經供壓下降，然后進行第二個形成，周而復始的這么轉，在送下去的時候實際上沒有到鉆頭上，靠液壓均勻的到鉆頭上，這樣保證鉆頭自動的送鉆效果，所以有很高的提高鉆速和沖擊的效果。這我們用了13趟的水力加壓器進行提速，這個在西部的火成巖比常規的1.08的轉速還提高了一倍。

　　另外在一些地層也用了VTK，也得到了比較好的控制，但是缺點大家都知道，成本很高。然后我們自己也開發了國內自己的垂直鉆井系統，我們在前期用了一些井上效果還是很明顯的，就是講的BH的垂直的鉆井系統，也是比較好的效果，轉速提高也不錯，但是在西部用的時候就面臨一個新的問題，因為火成巖的轉的過程中跳動很嚴重，所以還不適應那個環境，去年用了兩年，發現一振動工具就不正常工作了，所以回來了進行了改進，包括抗地震性，還有穩定形成，今年準備在那用。

　　綜合這些技術我們都在西部那些井上用，通過這些應用我們覺得對付西部火成巖基層以前是沒招，就是慢慢磨，需要一年多才慢慢的磨下去，現在有招了，第一就是用氣體或泡沫鉆井，一千米的火成巖段，按正常的打也就是二十來天到一個月就打完了，當然這個是使用受限制與井下的情況，如果不行的話我們就要改成高效鉆頭配鉆具這是常規的一直都用的，必須好的就是孕鑲加裸桿。大家可以看到這是二開常規段的井段，這個是氣體段不行的換的常規的，可以看見提速效果很明顯，大家可以看到這是氣體鉆的一段，打的非常快，后來因為出水換了以后就不行了。整個這一段也是用PDC配扭沖打了一個月的時間。

　　最后就是再做一下下一步的想法的介紹，首先火成巖提速是世界級的難題，我們通過技術的應用效果還是比較明顯的，但是還存在問題，我也提出來希望在座的各位專家和同行可以交流，也可以幫忙我們解決。首先就是系統提速技術還是有欠缺的，我們講到我們初步形成了克服了火速慢的一些技術，但是新的井的使用范圍是受限制的，有的地形不能用，不能用就要換一些措施，換了以后還是受限制，比如說PDC，PDC在有一些層里是適應性好的時候可以，有些時候不適應，所以包括這個擴展的使用范圍這一塊要做工作的。

　　另外就系井斜控制，下一步我們準備用國產自己的，有機會可以試一試。另外還有一個問題就是在火成巖地層有很多裂縫帶，有地層滲漏，漏失很嚴重，所以有的專家介紹到有連續循環等等的技術，希望下來有機會可以進行合作。我的匯報就這么多，有不妥之處請各位專家、領導批評指正，謝謝。