【摘要】脉冲射流钻井技术已在新疆油田推广多年，由此衍生的脉冲喷嘴、脉冲接头等相关工具在浅井及上部泥岩段的钻井过程中，表现出较好的提速效能；但是，在使用过程中，对于岩性压实较为致密的地层，提速效果较差，对此，在原有的脉冲射流技术应用基础上，引入自激式脉冲射流概念，并通过现场实施，取得了较为理想的效果，已初步形成了适应石炭系等硬地层钻井需要的自激式脉冲射流技术。
　　【关键词】自激式；脉冲射流；石炭系
　　西北缘百21井区主要以克-乌主断裂上盘石炭系油气勘探为目的。该井区石炭系为工区基底，受多次构造运动和频繁的火山活动，导致平面上，石炭系侵蚀面大面积分布为火山碎屑岩或火山角砾岩，纵向上大部分地区则为火山喷发岩为主的各岩性交互出现，这些火山岩厚度不等，一般在数十米至数百米。
　　2011年百21井区作为西北缘项目部开发的重点井区，实钻中机械钻速低、井斜控制难度大；2011年4季度，通过实施自激式多级谐振脉冲射流技术，有效促进了该井区的提速工作，本文主要就该项技术在上述井区的实施效果进行阐述。
　　一、百21井区提速受限分析
　　1、可钻性较差
　　井区石炭系岩性主要以火成岩类，安山岩、玄武岩等为主，可钻性7-10级，机械钻速低。百21井区已完井石炭系地层平均口井使用牙轮钻头5只，进尺270米，机械转速1.07m/h，机械钻速较石炭系以上地层平均下降77%。
　　2、井斜控制难度大
　　百21井区断裂带地层倾角达到40°以上，为了保证井身质量（井区要求2000m以内，井斜≤2°），实钻过程中通常采用常规钟摆钻具组合、轻压吊打的方式穿过石炭系，机械钻速均小于1.5m/h，严重制约井区提速工作。
　　二、自激式脉冲射流技术思路
　　自激式脉冲射流技术就是通过对强攻击性PDC钻头配以脉冲喷嘴，同时配合多级脉冲接头，将PDC钻头的强力破岩性能与脉冲射流的水力增压效能有机结合起来，提高了射流对地层冲击、冲蚀的能力，将井底的持续压力场转换成瞬时压力场，减少了压垐现象，增加井底岩屑脱离上返速度；提升了PDC钻头破岩效率，从而提高钻井速度。
　　三、自激式脉冲射流技术推广应用效果
　　自激式脉冲射流技术在百21井区的石炭系推广效果：
　　百21井区****A井（Φ216mm）牙轮钻头平均进尺204m，纯钻532.96h，平均机械转转速2.68m/h。
　　百21井区1***A井型石炭系地层脉冲射流PDC钻头使用情况见表1：
　　通过对比表明，在百21井区****A型井同等深度石炭系地层中，通过谐振多级脉冲射流技术的使用，单只PDC钻头平均进尺达到397m，较牙轮钻头平均进尺193m，行程钻速同比提升了30%以上。
　　百21井区bT1**A井型石炭系地层脉冲射流PDC钻头使用情况见表2：
　　通过表2表明，在百21井区bT****型井度石炭系地层中，通过谐振多级脉冲射流技术的使用，单只PDC钻头平均进尺达到331m，较牙轮钻头多出269.5m，行程钻速同比提升了45%以上。
　　四、自激式脉冲射流技术配合MWD实施效果
　　利用MWD实施防斜打快技术已作为西北缘石炭系断层井主要的井斜控制技术，但由于普通PDC钻头井下工作扭矩较大，不利于MWD定向期间工具面的摆放，尤其是在石炭系等可钻性较差的层位，此现象更为突出。
　　而采用了自激式脉冲射流技术的PDC钻头井底岩屑清理状况更好，明显降低了压垐效应，减轻钻头触底扭矩，更利于配合MWD控制住工具面。
　　表3为百21井區配合MWD钻头使用情况：
　　从上表可以看出，牙轮钻头平均进尺125m，平均使用时间40.87h，平均机械钻速3.05m/h；实施了自激式脉冲射流技术的PDC钻头平均进尺395m，平均使用时间97h，平均机械钻速4.08m/h。
　　对比可知：同等条件使用脉冲射流PDC钻头配合MWD进尺是牙轮的3.16倍；使用时间是牙轮的2.37倍。
　　五、结论
　　通过自激式脉冲射流技术在西北缘石炭系的应用，表明该项技术针对石炭系等硬地层钻井具有如下特点：
　　针对石炭系等硬地层，具有一定攻击性，单只钻头进尺为牙轮钻头进尺3倍以上。
　　具有一定的防斜效果，在使用常规钻具组合，能有效控制井斜。
　　可有效配合MWD实施防斜打快作业，解决硬地层中MWD配合PDC钻头工具面不易稳定的现象，为井斜控制难度较大的硬地层寻找出一条提速途径。