编者：准噶尔盆地南缘山前构造带的钻井一直困扰钻井界多年，未能系统地解决存在的焦点问题，特别是井眼垮塌造成多口井报废。一些高校和科研院所在理论上论证的解决机理，在实践中实施相当困难，效果不佳，某些措施可操作性不强。所以，继续加强该区的技术攻关是相当必要的，也是非常紧迫的，这对于加快勘探步伐、降低勘探成本具有十分重要的意义。
准噶尔盆地南缘是山前复杂构造带的典型区块，从上世纪八十年代以来，中石油、中石化两大集团先后钻了20余口井，大部分井未能钻完目的层，由于种种主客观条件，一直未能在该区取准取全地质质料，钻探成功率极低，勘探前景无法确定。
一、准南钻井存在的主要问题
通过多年的勘探开发，准南山前构造普遍存在以下问题：
1如何合理设计井身结构。由于探井下部的地层不确定性因素很多，采取合理的井身结构致关重要，而且各个小区块地层复杂多变，褶皱产生地层的翻转和大角度倾斜，井身结构的确定要因地制宜。
2如何安全钻穿上部巨厚砾石层。在西部部分地区地表中存在欠压实、胶结非常差、结构松散的砾石层。从目前遇到的砾石层看，大致可分为三个等级：一是胶结非常差的砾石层，坍塌严重，难以形成井眼；第二是胶结不好的砾石层，稍有震动容易垮塌、掉块；第三是胶结比较好的砾石层，垮塌不严重、掉块严重。
3如何提高深井钻井速度。深井机械钻速低一直是困扰钻井速度的重要瓶颈。大井眼受钻头选型局限，很难随地层岩性变化选择合适的钻头，下部地层坚硬，机械钻速也很难提高，并且在钻井参数选择、新工具、新工艺应用方面也存在着某些客观条件的限制。同时，山前构造过渡带地层变化大，各层段不整合接触，地层倾角大，易斜，为了满足井身质量要求，部分井段不可避免地要吊打纠斜，也是影响机械钻速的原因之一。
4如何解决安集海河组频繁卡钻及井下复杂情况。安集海河组在钻进过程中最为复杂，是金1井施工的主要难点，邻井在该井段多次发生卡钻。主要问题是：①地层造浆严重，钻井液粘切上升很快，控制困难。②井下粘卡严重，起下钻困难。③地层垮塌，井壁失稳。
5如何保证井眼稳定。受山前构造地应力的影响，井壁易塌、易漏、易缩径，地层极不稳定，不确定因素很多。井眼不稳定主要反映在地层垮塌和缩径。在2000米以下为泥岩与砂岩互层，易水化分散，造浆严重，在安集海河组表现最为明显。垮塌井段主要在塔西河组和沙湾组。缩径井段主要在安集海河组、紫泥泉组和东沟组。
6油气层保护技术难题。由于油气层埋藏较深，钻井施工周期较长，钻井液长时间浸泡对油气层损害严重。井眼越深钻井液液柱压力越大，钻井液浸入油气层孔道越深，对油气层的损害的越严重。钻井液对深部油层的损害，因高温而加剧。地层压力参差不齐，为平衡高压层造成对低压层油气层的损害。
7钻井液的技术难题。井愈深，井下温度压力愈高，使深井超深井泥浆的性能变化和稳定性成为一个突出的问题；深井钻遇地层多而杂，地层中的油、气、水、盐、粘土等的污染可能性增大。
8如何保证深井固井质量。深井固井封固段长，上部井眼地层承压能力较低，易漏失，水泥环柱上下温差大，水泥环的封固质量难以保证，大井眼管内及环空单位容积大，受条件限制不易达到紊流，很难达到良好的顶替效率，水泥浆用量和顶替量大等都给固井施工带来难以预料的困难。
上述8大技术难题，一直是准南施工过程中钻井技术的主攻方向。
二、对准南山前构造深井钻井的几点建议
1优化深井钻井设计
（1）确定合理的井身结构
对于新区块的第一口探井，井身结构设计要留有充分余地；建议在钻探时加大一级井眼尺寸，以便必要时能有余地可多下一层套管。对于区块情况基本了解的评价井，为了加快钻井速度，可以考虑在预探井基础上少下一层套管，采用小井眼完井。
（2）选择比较先进的装备进行施工
①安装顶部驱动装置，可以有效地处理复杂情况，减少卡钻事故的发生。
②安装先进的固控设备，对高密度或超高密度钻井液使用多极离心机，以有效清除有害固相。
③装备完善的井控设备，井控系统、防喷器组、节流压井管汇、控制系统等都要符合深井地层压力要求。
④采用先进的录井设备，安装先进的钻井仪表，为安全施工提供有效的监测手段。
⑤配备大功率的钻井泵及高压循环系统，保证大尺寸井眼携带岩屑对批量的要求。
（3）优化钻具组合设计
大井眼钻井应采用稳定的满眼刚性钻具组合，配合三器（稳定器、减震器、随钻振击器）下井。
大井眼钻进井段较长时应选用139．7mm钻杆，以满足循环批量的需要。
设计对于钻成一口井来讲是最为重要的。对于深井钻井设计应组织各有关方面的研究人员和现场技术人员一起分析该井的地质情况、以及钻井中会遇到的各种钻井难题，制定出详细的施工方案。对能够预测的复杂情况，要有处理对策及应急方案，对不能预测的复杂情况，可根据井上实际情况及时更改设计。
2加强深井超高密度钻井液技术研究和攻关
目前国内深井、超深井钻井液技术日臻完善，尤其以聚磺钻井液为标志的抗高温水基钻井液已经成功地钻成了数口7000m以上的深井。但对于超高密度钻井液，保证性能稳定还有待于研究攻关。
（1）开展有机盐低固相高密度钻井液研究
过去对超高密度钻井液，曾用NaBr、KBr、CaBr2等作为无固相加重剂。但这些材料成本高，对钻具腐蚀性大，且钻井液相关性能不易调整。国际上也开展了无机盐低固相高密度钻井液的研究，如甲酸钾、甲酸铯，无固相密度达到2．0g/cm3，且流变性好，无腐蚀性，但材料同样非常昂贵。
国内新疆石油局已经研制成功改性有机盐水溶性加重材料，水溶液密度达到1．50－1．70g/cm3，流变性好，抑制性强。但该体系与常规体系（如钾钙基聚磺钻井液体系）相比配置成本还是相当高的。
（2）开展惰性加重材料的应用研究
①评价筛选超高密度加重材料。
②对常规加重材料如铁矿粉、重晶石粉表面进行改进，使其变成活化加重剂，以实现提高钻井液密度，降低增稠速率，实现钻井液性能相对稳定。
③研制与优选与超高密度钻井液相配伍的处理剂。尤其是稀释剂，如果继续使用聚磺氯化钾钻井液，这一点更为重要。
④改造、完善钻井液循环系统，满足超高密度钻井液性能调控需要。
3加强固井技术研究与攻关
（1）引进先进固井设计软件，根据不同井况，采用相应的固井工艺，施工方案详尽，设计优化合理。
（2）按井下最恶劣工况进行套管柱强度设计。特别是超高压气井。水泥、外加剂粒度、加量、类型及其配伍需要加强研究，以适应高温高压下的固井安全和固井质量。
4进一步研究提高机械钻速的途径
（1）开展地层可钻性研究，通过对地层可钻性和研磨性的研究以及利用测井曲线来指导优选钻头和优化钻井参数。
（2）开展高效钻头优选的研究。
（3）开展井下钻井方式的研究。复合钻井在深井、超深井需要进一步研究，螺杆性能、排量限制、钻头配合等等一些关键技术需要全方位进行研究对比。
（4）解决山前构造带的防斜技术与机械钻速之间的矛盾。传统的防斜方法一般都会牺牲部分机械钻速，而且效果很差；最好引进国外的VDS或SDD自动垂直钻井系统。