摘要
东海西湖地区深部地层具有研磨性强，可钻性差，机械钻速低，且存在异常高温高压等特点。通过不断探索、实践井身结构优化技术，形成了东海近几年较为固定的探井井身结构。但表层Ø444.5 mm井眼再加速遭遇“瓶颈”，常压深井井身结构仍有优化空间。随着东海钻井技术的不断进步及油气资源勘探开发的需求，水平井及大斜度井的数量在不断增多，而开发井Ø215.9 mm井眼水平段Ø177.8 mm尾管下入困难。因此，需要进一步对东海西湖凹陷区域井身结构进行深度优化。针对以上难点，研究形成了表层井眼尺寸优化技术、深井井身结构简化技术及开发井尾管尺寸优化技术。现场试验应用表明，钻井提速效果明显，为后续井的井身结构继续优化奠定了基础。同时也降低了深部井段复杂情况出现的概率，增大了探井套管和井眼环空间隙，为后续作业提供了便利，也为复杂地质条件下深井和超深井的井身结构的设计提供了新的思路。
东海盆地西湖凹陷区域，是重要的油气勘探区域。西湖区块地层复杂，存在多个目的层和多套压力系
随着东海钻井技术的不断进步及油气资源勘探开发的需求，水平井及大斜度井的数量在不断增
Ø444.5 mm井眼从最初的几百米，逐步加深至2500 m左右，速度也大幅提升，表层Ø444.5 mm井眼钻进至2300~2500 m井深后，受限于表层地层特性，以及Ø444.5 mm钻头切削效率，Ø444.5 mm井眼机械钻速长期处于100 m/h左右，难以得到实质性提升；在表层安全作业时间窗口内，其钻进深度也难以继续加深。
近年来东海探井的平均井深已超过4500 m，早已经步入深井行列。天然气层的温度较油层更高，地温梯度一般在3~5 ℃/100 m，5000 m的井地温就可能达到150~250 ℃，故天然气井，特别是深层天然气井大都是高温高压井。高温高压井是钻井工程中难度大、风险高、工程费用高的一种苛刻
长期以来，东海Ø215.9 mm井眼下入尾管尺寸均为Ø177.8 mm。针对直井，摩阻相对较小，套管下入相对容易，但是对于定向井或水平井，受井眼轨迹影响，套管下入过程中“躺”在下井壁，大大增加套管下入摩阻，同时套管下入过程中不断剐蹭井壁，造成环空岩屑堆积。由于环空间隙较小，且管柱重，套管下入摩阻不断变大，管柱旋转摩阻扭矩过大，因此旋转下入困难重重。随着剐蹭堆积的岩屑越来越多，甚至导致环空堵死，发生套管下入不到位、下入过程中尾管挂提前坐挂或封隔器提前坐封、套管到位后开泵困难等问题。虽然可以采用小排量循环、上提下放的方式来处理，但通常效果不够理想，而且在一些复杂井况下导致尾管中途卡死。如川西地区的中江18H井、江沙33-1HF井等水平井在下尾管时均因遇阻活动困难而无法成功下至设计井深，只能就地固
井身结构主要包括套管层次和每层套管的下入深度，以及套管和井眼尺寸的配合。井身结构设计是钻井工程的基础设计，它不但关系到钻井工程整体效益，而且还直接影响油井的质量和寿
根据以上研究认识，结合东海浅层地层井壁稳定、地层为常压且不含浅层气等特点，通过开展井眼尺寸敏感性研究及井眼尺寸对机械钻速的影响分
图1 表层井眼优化前后井身结构对比
Fig.1 Comparison of the casing programs before and after surface hole optimization
东海勘探开发逐渐向深层低渗油气资源发展，探井钻井作业深度和钻井成本不断增加，提高钻井速度和作业效率显得尤为重要。
随着油基钻井液的推广应用，东海地层的井壁易失稳难题得到有效解决，同一井段也有了更长的安全作业时间。井下复杂情况大幅减少，基本能够保障井壁稳定。做好储层保护和防止压差卡钻或卡电缆。因此针对该类井，在满足地质要求的前提下，创新采用Ø311.1 mm井眼直接钻进至垂深4800 m左右的完钻井深，从而减少一次下套管、固井、候凝时间及一个井段电测时间。将Ø215.9 mm井眼作为钻遇地质未能预测的异常高压等复杂地层时的备用井眼，可有效避免采用小井眼作业时机械钻速慢和小井眼测试难以满足地层评价要求的问题。相比常规井身结构，节省了Ø215.9 mm井眼钻前准备及下Ø177.8 mm尾管固井时间。若未能钻遇好的油气显示，不进行测试作业，则无需下入Ø244.475 mm套管，可节省Ø244.475 mm套管和固井材料，具有良好的经济效益。优化后的井身结构如
图2 东海深探井优化后井身结构
Fig.2 Optimized casing program for the deep exploration well in the East China Sea
针对Ø215.9 mm水平段下入Ø177.8 mm尾管困难且开泵不畅等问题，创新将Ø177.8 mm尾管优化为Ø139.7 mm尾管，既能基本满足地质油藏完井生产需求，同时套管/井眼的尺寸比由0.82降低为0.65，增加了环空间隙，又可有效避免环空岩屑堵塞导致开泵不畅甚至憋漏地层等复杂情况的发生。鉴于不同类型的扶正器在不同钻井液中的摩擦系数不
另一方面，尾管尺寸的优化使得管柱质量减轻，还不仅有利于管柱下入，有利于提高固井质量及下套管固井时效，同时也减少了管材使用量，节省了套管成本。针对Ø139.7 mm尾管挠度过大，下入过程中可能存在屈曲导致无法下入到位的问题，优选可旋转尾管悬挂
图3 尾管尺寸优化后井身结构
Fig.3 Casing program with the optimized liner size
表层井眼尺寸优化技术在东海SS1-6-3、SS1-6-4井中进行了应用，2口井均采用四开井身结构。通过与同区块邻井相同井段平均机械钻速进行对比分析，井眼“瘦身”后机械钻速得到提高，结果如
SS1-6-3井为东海首次应用表层井眼尺寸优化技术的井，Ø406.4 mm井眼使用海水/膨润土浆开路钻进，配合新型马达的使用，机械钻速较高，起钻及下套管井眼顺畅，获得了较好的使用效果。由
Ø406.4 mm井眼相较Ø444.5 mm井眼同等排量下，环空返速更高，井眼清洁效果更好。以SS1-6-3井4800 L/min排量为例，Ø406.4 mm井眼中Ø139.7 mm钻杆环空返速达0.70 m/s，Ø444.5 mm井眼环空返速仅为0.57 m/s。较高的环空返速使得在破岩后岩屑能够快速离开钻头和大钻具，一方面确保了井下安全，另一方面岩屑快速返出井口，确保了井眼清洁。起钻过程中井眼顺畅，无阻挂，下套管过程井眼状况较好，顺利到位。
深井井身结构简化技术在东海B-B4、SS1-5-2d、SS1-5-3井中进行了应用。B-B4井领眼钻进至5050 m，垂深3360.62 m，水平位移3464.77 m，油气显示良好，直接采用领眼进行生产。本井钻井周期24.15 d，Ø311.1 mm井眼安全钻进3049 m，平均机械钻速高达33.09 m/h，明显高于B气田其他邻井机械钻速，钻井日效率达203 m/d，达到本气田历史最高水平。B气田各井平均机械钻速如
SS1-5-2d井Ø311.1 mm井眼顺利钻至完钻井深4679 m，为东海探井Ø311.1 mm井眼钻探井深最深深度。由于减少了一层套管程序，提高了作业时效，钻井周期仅为27.46 d，较设计提前2.54 d。同时，因本井未进行测试作业，不再下入Ø244.475 mm套管，相比常规井身结构节约4000 m左右套管。SS1-5-3井采用Ø311.1 mm井眼钻进至垂深4629 m，为东海探井Ø311.1 mm井眼钻探垂深最深深度，钻井周期仅为21.18 d（扣除因台风影响的时间）。
尾管尺寸优化技术在东海B-A1H及B-A2H井中进行了应用。2口井即使是在水平段下入尾管，也未发生阻挂现象，顺利将套管下入到位，满足了后续作业要求。
2口井与东海前期Ø215.9 mm井眼下入Ø177.8 mm尾管的钻井相比，未发生任何复杂情况，开泵正常。对比情况如
由
（1）在原有井身结构优化基础上，通过进一步优化形成了东海井身结构深度优化技术，促进了钻井效率的大幅提升，为后续井的井身结构继续优化奠定了基础。
（2）表层井眼尺寸优化技术在东海探井成功应用，实现了表层快速钻进、下套管的目的。应用井与同区块邻井相同井段相比，机械钻速有显著提升。深井井身结构简化技术因减少了一层套管程序，类似于陆地页岩油气经济有效开发的二开井身结构，提高了作业时效，降低了作业成本，技术意义重大。开发井尾管尺寸优化技术在东海的应用井未发生开泵憋压及下入遇阻情况，且下入速度明显加快，固井质量满足要求。
（3）建议在以上研究基础上进一步探索适用于东海复杂地质条件下的深井和超深井井身结构，更好地提升深井钻井速度，进一步实现降本增效。
参考文献（References）
张海山，杨进，宫吉泽，等.东海西湖区块高温高压深探井井身结构优化［J］.石油钻探技术，2014，42（6）：25-29． [百度学术]
ZHANG Haishan， YANG Jin， GONG Jize， et al. Optimization of casing program for HTHP deep exploratory wells in Block Xihu of East China Sea［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2014， 42（6）：25-29. [百度学术]
张海山.东海深井高温高压低孔渗储层钻井技术研究与应用［J］.海洋石油，2014，34（2）：88-92． [百度学术]
ZHANG Haishan. Study and application of drilling technology to HPHT deep low porosity and permeability reservoir in East China Sea［J］. Offshore Oil， 2014，34（2）：88-92. [百度学术]
张海山，段飞飞，宫吉泽，等.东海深井探井钻井提速配套技术及其应用［J］.海洋石油，2015，35（3）：67-71． [百度学术]
ZHANG Haishan， Duan Feifei， GONG Jize， et al. Matching technologies and their application for increasing drilling speed in deep exploratory well in East China Sea［J］. Offshore Oil， 2015，35（3）：67-71. [百度学术]
张海山，宫吉泽.东海深部致密储层主要钻井技术及其应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（1）：39-44． [百度学术]
ZHANG Haishan， GONG Jize. Key drilling technologies in deep tight reservoir in the East China Sea and their application［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2019， 46（1）：39-44. [百度学术]
黄召，张峰，叶俊放，等.东海水平井大斜度段电测固井质量方法探索［J］.海洋石油，2017，37（2）：56-60． [百度学术]
HUANG Zhao， ZHANG Feng， YE Junfang， et al. A new method of logging cement quality in high inclination well section in the East China Sea［J］. Offshore Oil， 2017，37（2）：56-60. [百度学术]
曹太云，白玉洪，陆次平，等.东海残雪油田水平井尾管固井工艺技术研究［J］.海洋石油，2019，39（3）：80-85． [百度学术]
CAO Taiyun， BAI Yuhong， LU Ciping， et al. Study on liner cementing technology of horizontal wells in Canxue Oil Field， the East China Sea［J］. Offshore Oil， 2019，39（3）：80-85. [百度学术]
阮臣良，王小勇，张瑞，等.大斜度井旋转尾管下入关键技术［J］.石油钻探技术，2016，44（4）：52-57． [百度学术]
RUAN Chenliang， WANG Xiaoyong， ZHANG Rui， et al. Key techniques of rotating liners running in high angle wells［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2016，44（4）：52-57. [百度学术]
吴江，李炎军，张万栋，等.南海西部高温高压小井眼水平井钻完井储层保护技术研究及应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2017，44（8）：18-22． [百度学术]
WU Jiang， LI Yanjun， ZHANG Wangdong， et al. Research and practice of reservoir protection technology in high temperature and high pressure slim horizontal well drilling and completion in western South China Sea［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2017， 44（8）：18-22. [百度学术]
施览玲，张海山，王涛，等.含油岩屑深度固控技术在东海的应用［J］.石油化工应用，2019，38（9）：57-62． [百度学术]
SHI Lanling， ZHANG Haishan， WANG Tao， et al. The application of deep solid control technology of oil cutting in the East China Sea［J］. Petrochemical Industry Application， 2019，38（9）：57-62. [百度学术]
姜小龙，王孝山.含油钻屑萃取处理技术在东海的应用［J］.海洋石油，2020，40（4）：71-74． [百度学术]
JIANG Xiaolong， WANG Xiaoshan. Application of oily cuttings extraction technology in the East China Sea［J］. Offshore Oil， 2020，40（4）：71-74. [百度学术]
朱胜.油基钻井液体系在东海气田的试验应用［J］.钻井液与完井液，2017，34（1）：77-82． [百度学术]
ZHU Sheng. Application of oil base drilling fluids in Donghai Gas Field［J］. Drilling Fluid & Completion Fluid， 2017，34（1）：77-82. [百度学术]
金磊，李建业，谭奇，等.川西水平井尾管下入技术难点及其对策［J］.石油工业技术监督，2019，35（6）：24-27． [百度学术]
JIN Lei， LI Jianye， TAN Qi， et al. Technical difficulties of tailpipe running‑in in horizontal wells in western Sicuan and corresponding countermeasures［J］. Technology Supervision in Petroleum Industry， 2019，35（6）：24-27. [百度学术]
王建艳，韩福斌，陈琳琳，等.古城601井井身结构优化设计［J］．探矿工程（岩土钻掘工程），2020，47（6）：30-36． [百度学术]
WANG Jianyan， HAN Fubin， CHEN Linlin， et al. Structure optimization of Well Gucheng-61［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2020，47（6）：30-36. [百度学术]
董星亮，曹式敬，唐海雄，等.海洋钻井手册［M］.北京：石油工业出版社，2011. [百度学术]
DONG Xingliang， CAO Shijing， TANG Haixiong， et al. Offshore Drilling Manual［M］. Beijing： Petroleum Industry Press， 2011. [百度学术]
谭元铭，段海波，李若莹，等.川西地区水平井下套管复杂情况分析及改进措施［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2018，45（12）：16-19，23． [百度学术]
TAN Yuanming， DUAN Haibo， LI Ruoying， et al. Casing RIH difficulties and improvement measures for horizontal wells in western Sicuan province［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2018，45（12）：16-19，23. [百度学术]
