孙健翔 潘鹏
（中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 山东东营 257017）
摘 要：CB251GB井组位于埕岛油田东部区块，是胜利油田埕岛东区产能建设项目地重点井组，目的开发馆陶组油藏。埕岛东区上部地层疏松、成岩性差，易发生缩径、垮塌，砂岩地层、断层及不整合面附近，易发生井漏。明化镇组、馆上段存在气层，井控风险高。CB251GB井组为大斜度密集丛式井组，与同台井和邻近老井有极高的交碰风险，井斜大、位移大、裸眼段长，导致摩阻扭矩高，井眼清洁、井眼轨迹控制难度大。本文针对CB251GB井组的钻井工程难点进行了密集丛式井组优快钻井技术应用，包括钻井工程设计优化、钻头优选、提速工具优选、BHA优化设计、密集丛式井防碰技术应用、井眼清洁工具优配套，获得了良好的应用效果。
关键字：埕岛油田；密集丛式井组；优快钻井；馆陶组油藏；井壁稳定；防碰
1 地层特点
CB251GB井组位于埕岛油田东部区块，构造位于埕宁隆起埕北低凸起埕岛东部区块，
本井组钻遇地层为平原组、明化镇组、馆陶组，埕岛油田东区馆上段油藏属于常压、偏高温系统，压力系数1.01MPa/100m，地温梯度3.85℃/100m。储层埋藏浅，压实差，胶结疏松，储层物性较好。储层孔隙度大，平均孔隙度32.0%，渗透率较高，平均空气渗透率在2209×10-3μm2，属高孔、高渗储层。。
2 优快钻井技术实践
针对CB251GB密集丛式井组的钻井工程难题，合理地进行钻头优选，钻具组合优化设计，采用有效的井眼清洁技术、使用高性能钻井液，采用先进可靠的定向钻井技术以及随钻测量技术等，可在一定程度上达到优快钻井的要求。
2.1 钻井工程设计优化
根据埕岛油田埕北251块的工程地质特征和开发要求，依据邻区邻井的实钻资料，本着地质工程一体化的总体思路，开展埕北251G密集丛式井组工程设计优化技术研究。从井身结构、井眼轨道设计、井网部署三个方面，分析钻井施工技术重点和难点，进行整体优化，实现设计参数的相互适应、协调统一。最终形成埕北251G密集丛式井组工程设计优化技术，从设计源头着手降低井眼清洁、轨迹控制、完井作业等施工的难度，有效预防井下复杂，以达到降本提效的目标。
2.2 钻头优选
（1）17 1/2″井眼钻头。根据施工要求，选用GA114三牙轮钻头。GA114采用滚动轴承结构，圆柱滚动体置于牙轮体凹槽内，加大了轴颈尺寸，止推轴承副表面分别进行减磨处理及硬化处理，具有承受较高钻压和适应高转速的能力。满足配合螺杆钻具使用的高转速要求和定向钻进高钻压呀求。使用该钻头，浅表层定向可以达到设计造斜率，保证了预定向的顺利进行，达到预期的防碰效果，保证了同台井轨迹安全。
（2）9 1/2″井眼钻头。选用S194J1钻头。该钻头使用以19mm优质复合片为主切削元件，保径长度为2″~3.5″刀翼表面敷焊高性能耐磨材料，增强钻头的耐磨性和抗冲蚀性；采用深刀翼短抛物线结构，井底流畅化设计，有利于岩屑的运移和防泥包；单排齿，低密度布齿，有效提高钻头的攻击性；具有抗回旋设计，增强钻头的稳定性，以提高机械钻速。本井组二开井段平均机械钻速达到66.67m/h，应用效果良好。
2.3 底部钻具组合优化设计。为保证MWD仪器测量准确性，减少轨迹误差应延长底部钻具组合的无磁环境，应至少达到18m。使用优化钻具组合，定向段造斜率达到设计要求，一开一趟钻完成率达到84%。二开稳斜段井斜微降，平均每百米需要滑动钻进15m来挑高井斜，该井组二开一趟钻完成率达到77%，有效减少了起下钻等非生产时间，大幅提高了钻井效率。
2.4 防碰措施
（1）井眼轨道进行优化设计
①先打外圈槽口再打内圈，外圈造斜点比内圈浅；②考虑到靶点方位多数在本井台南侧，南侧槽口造斜点比北侧浅，钻井时先打南侧再打北侧；③按靶点平台的东南或西南，把槽口分配在井台的东侧或西侧，保证同台轨道不交错。通过优化设计使得同台井造斜点梯次错开，降低已完井的一开套管对带钻井的磁干扰，有效降低了同台井交碰风险，大幅降低了一开钻进工作难度，并且预留施工空间，避免了井组施工后期轨迹无处可避的局面。④优化初始定向方向，结合甲方的地质钻探和成本控制需求，将二维轨迹优化为施工难度较低的三维轨道，通过预定向井斜、方位和最终井斜、方位的调整，使得sigma=2的情况下设计轨道分离系数均大于1。
（2）提高井眼轨迹计算精度
①选用高性能MWD仪器，减小测量误差。一开井段的松软地层主要依靠水利破岩，排量达到60-70L/s，选用QDT保证稳定性。二开井眼尺寸较大，需要较高的排量保证井眼清洁，需达到50L/s，且地质设计提示可能存在断层发生楼市，选用防卡防堵的APS脉冲器，可进行随钻堵漏。②延长MWD测斜仪器所处的无磁环境，有条件的情况下要达到18m以上，目的是为了减少铁磁性钻具的轴向磁干扰，避免测量数据不准确。③准确记录测点位置。进行测斜时司钻将钻头位置报给定向工程师，定向工程师准确记录测点钻头位置，准确计算测斜零长，要注意每趟钻底部钻具组合发生变化时要注意重新计算零长。④严格按照测斜操作规程测斜。在保证井下安全的前提下，打完一个立柱上提两米，待钻具完全停稳后停泵，等待1分半到两分钟后开泵测斜，期间要保持钻具不活动。测点间距要按照局标准选取。⑤大位移井使用陀螺多点测斜仪进行投测验证。
（3）细化施工措施。现场建立防碰提示表，保证带班干部、技术员、司钻人手一份，标记防碰单根，并且定向工程师提前通知警示。最终本井组的每口井都完成了设计钻探目的，获得较好的油气显示。对比MWD和陀螺测斜数据发现吻合率高达96.7%，为精确中靶提供了有力支撑。
2.5 大斜度井眼清洁技术
通过提高泥浆携岩能力、提高固控设备工作效率、优选合理的井眼清洁工具，达到良好的井眼清洁效果，减少井下复杂工况，提高起下钻作业和下套管作业的时效。
（1）优化钻井液性能，提高携岩能力和润滑性能
①精细统筹组织岩屑箱，保证除砂器、离心机等固控设备的全程使用，也避免采用置换钻井液的方式，造成浪费。②利用高分子包被剂对土相的吸附絮凝作用，在离心机中直接沉降，配合高钙氯化钙钻井液体系，实现离心机辅助絮凝，提高离心机的固液分离效果。③振动筛使用到140目，降低水泥浆固相，密度控制在设计范围。④二开前适当控制失水，避免套管鞋大肚子和上部井段井眼过大导致的砂子“宿存”。⑤氯化钙使用阶段采用包被剂胶液维护，提高了絮凝效果，避免了转换期间的大起大落.⑥失水控制根据地层需要和短起下同步。按策划要求进行稠塞和稀胶液的携带冲刷，短起下前进行封井。⑦现场泥浆工程师和泥浆工配合，保证快速钻进期间有人监管，防止了泥浆性能变差再处理。
（2）优选井眼清洁工具
屑堆积成床是影响水平位移延伸的关键因素之一。表明当井斜角大于45°，钻井液排量大于60 L/min时，岩屑床破坏器的清洁效果最佳[3]。通过模拟分析，确定了距离钻头700m和1400m的位置设置钻杆式岩屑床清楚工具，CB251GB井组中三口位移超过2800m的井在井深超过3500m之后仍可以进行滑动钻进，摩阻140~180kN，证明应用效果良好。
3 应用成果
（1）优选PDC钻头提速效果明显。本井组二开井段平均机械钻速达到66.67m/h。（2）井组全部13口井全部按照设计要求中靶，均获得较好的油气显示，较好地完成了甲方地钻探目的。（3）施工过程中没有发生卡钻、井眼交碰等井下复杂和事故，井径扩大率均小于10%，电测一次成功率100%，有效缩短了建井周期，降低了钻井成本，油气层保护效果明显。
（4）本井组连续两次打破胜利油田历年海上施工井的最大水平位移记录，获得甲方好评。
参 考 文 献
[1] 黄立. 关于PDC钻头破岩效率的研究[J]. 华东科技:学术版, 2013, 000(004):P.1-1.