山东胜利油田钻井研究院副院长、教授孙铭新演讲——新疆、准噶尔盆地深井火成岩地层提速钻井技术（深井、复杂井钻井技术专场）

　　各位领导、专家下午好，我是孙铭新，很荣幸今天下午有机会跟大家交流一下我们在西部新疆、准噶尔盆地进行提速的一些技术上的尝试。胜利新疆准噶尔盆地是中石化在西的一个新区，由胜利油田来负责。这个地方大家可以看到准噶尔盆地发育的大量的油气藏。然后中石化在这打的一些井都有很聚厚的一个岩，这个硬度很大，这个岩石的硬度很大。由于地质改造运动，还有地层的影响，地层很容易斜，在这个地方进行勘探很艰难，机械效率低，严重制约勘探开发的进程。

　　像我们一井是在去年完成的一口井里面，这个岩石的硬度达到了2500多个兆帕，再往下就达到将近3000个兆帕，这列举了我们收集到的几口井的火成岩厚度的资料，像这个硬度，这种钻井的时候机械钻速一般是一个小时一米到板米，很少有超过一米的时候，这么厚的火成岩一般要打到将近两年的时间。

　　根据这个情况我们近几年做了一些研究技术，开发了一些技术，给大家简单的汇报一下。一个是气体泡沫钻井技术，这个提速的效果是很好的。另外就是PDC钻头，加上扭冲工具，还有就是孕镶钻头和高速螺杆，还有水力。

　　首先介绍一下气体泡沫钻井技术，因为气体泡沫的状态在井底压力很小，改变了厌食的受力状态，可以大幅度的提高钻速。我们用了三口井进行气体泡沫钻研，在钻井前要有一个可行性研究，因为这个是风险比较大的一个技术，包括可行性，包括转换，这些可行性是否可行。

　　经过论证在西部火成岩地区，大部分的地方还是可以用气体钻井的，就是出水相对不是很多。然后从实施方案来讲为了保证安全钻井和地质入井的需要，因为有的时候保证这方面的需要还需要控时，另外从结构上一般是采用塔式的结构，一个是快，一个是保证施工安全。这是哈山2、3井的气体钻井的情况，详细的参数不介绍了，大概说一下应用情况就行。

　　第一口井我们是红一井，这个当时来说效果很好，但是由于输水出现了井象复杂。第二个是哈山2井这是第一口在西部火成岩地层里实施了气体钻井的一口井，哈山2井是出水以后首先用泡沫，然后又转泡沫，这是第一口成功实施泡沫钻井的井。

　　这有一个效果，大家可以看一下，红一井是达到了4.86米每小时，提高是7.84倍，桀黠来是哈山3井提高的是3.81倍，哈山2井提升了一倍多不是很高，因为这个是一个慢井眼，由于非常强的构造，它的地形率很复杂，所以井斜很困难，所以这口井提速效果不是很好。除了提高了转速以外，像红一井的径尺是传统的5倍，哈山是5倍多，效果最不好的也提高了将近3倍，所以用泥浆打相比较，分别周期都是60天左右，就是打这一段。

　　刚才介绍的是气体钻井，下面介绍一下扭冲工具和PDC，因为这个专业敏感性特别强，钻压稍微有波动的时候会造成井底的滑，有的时候扭冲大一点就会突破，就是底下一直是冲击的的状态。我们开发了一个扭冲工具，大家可以看到有一个图，不是很形象，实际上这个冲击频率比这个高很多，是一个高频的冲击，就是当这个在井底遇到阻力的时候，通过这种冲击它就会马上克服掉，让PDC在井底保持平稳的工作状态，大大的改善了工作环境，既有利于提速，还有利于延长寿命。这是我们针对火成岩地层开发的PDC钻头。

　　这是我们去年在一口井用的情况，这个是哈山3井，就是成功用气体钻井的井，这个是由原来的每小时5米多的转速一下降到了每小时一米以下，这个情况下我们的PDC钻头配合扭冲工具一共打了入井是457个小时，进尺也是457米，也就是每个小时一米，上下的钻头相比提高的不是很明显，比下面的钻头提高更多一些，但是入井时间达到了27天，那么极赢的地层里面，连续工作27天，这么一支钻头，这个指标是非常高的，往后要突破可能也很难，而且出井是因为打的时间太长了一直每起钻，担心再打下去，钻距也好，井眼也好会不会缩紧，考虑安全的问题我们取出来了，结果取出来还有70%，然后扭冲工具我们到实验室检查以后也发现是没问题的，在井下连续工作了一个月，出来以后还都是很好的。

　　这有一个对比在我们下一部之前一共是九百多米用了四个钻头，我们这个是打了475米，相当于一个钻头，一个工具下去以后相当于十多个钻头的径尺，这个效果还是很好的。另外还有一个就是涡轮高速螺杆，所以我们用的是高速螺杆。我们开发了两种孕镶的钻头，这个钻头也是在哈山1井，在前面讲的井里面用了一次这里面有两个照片，是这个钻头之前的磨损情况，大家可以看到下去很快，大的十来米，多的几十米钻头就不行了。我们这个孕镶下去以后，这个是下去以前，这个是下去之后的，应该说从转速上是提高的，从径尺上也是提高的，效果还不错。

　　另外一个系列也做了一个孕镶钻头，这个在西部没有用，在巴东那边用了一次，今年刚完成的。另外一个就是水力加压器，可能很多专家都了解这个原理了。就是靠实现一个加压，通过活塞的下行，完成下行已经供压下降，然后进行第二个形成，周而复始的这么转，在送下去的时候实际上没有到钻头上，靠液压均匀的到钻头上，这样保证钻头自动的送钻效果，所以有很高的提高钻速和冲击的效果。这我们用了13趟的水力加压器进行提速，这个在西部的火成岩比常规的1.08的转速还提高了一倍。

　　另外在一些地层也用了VTK，也得到了比较好的控制，但是缺点大家都知道，成本很高。然后我们自己也开发了国内自己的垂直钻井系统，我们在前期用了一些井上效果还是很明显的，就是讲的BH的垂直的钻井系统，也是比较好的效果，转速提高也不错，但是在西部用的时候就面临一个新的问题，因为火成岩的转的过程中跳动很严重，所以还不适应那个环境，去年用了两年，发现一振动工具就不正常工作了，所以回来了进行了改进，包括抗地震性，还有稳定形成，今年准备在那用。

　　综合这些技术我们都在西部那些井上用，通过这些应用我们觉得对付西部火成岩基层以前是没招，就是慢慢磨，需要一年多才慢慢的磨下去，现在有招了，第一就是用气体或泡沫钻井，一千米的火成岩段，按正常的打也就是二十来天到一个月就打完了，当然这个是使用受限制与井下的情况，如果不行的话我们就要改成高效钻头配钻具这是常规的一直都用的，必须好的就是孕镶加裸杆。大家可以看到这是二开常规段的井段，这个是气体段不行的换的常规的，可以看见提速效果很明显，大家可以看到这是气体钻的一段，打的非常快，后来因为出水换了以后就不行了。整个这一段也是用PDC配扭冲打了一个月的时间。

　　最后就是再做一下下一步的想法的介绍，首先火成岩提速是世界级的难题，我们通过技术的应用效果还是比较明显的，但是还存在问题，我也提出来希望在座的各位专家和同行可以交流，也可以帮忙我们解决。首先就是系统提速技术还是有欠缺的，我们讲到我们初步形成了克服了火速慢的一些技术，但是新的井的使用范围是受限制的，有的地形不能用，不能用就要换一些措施，换了以后还是受限制，比如说PDC，PDC在有一些层里是适应性好的时候可以，有些时候不适应，所以包括这个扩展的使用范围这一块要做工作的。

　　另外就系井斜控制，下一步我们准备用国产自己的，有机会可以试一试。另外还有一个问题就是在火成岩地层有很多裂缝带，有地层渗漏，漏失很严重，所以有的专家介绍到有连续循环等等的技术，希望下来有机会可以进行合作。我的汇报就这么多，有不妥之处请各位专家、领导批评指正，谢谢。