小井眼开窗侧钻水平井技术

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试钻 1、 修整窗口结束后，使用牙轮钻头进行试钻1020米，并使用该套钻具反复上提下放通过窗口上提下放无 阻挂现象； 2、试钻钻具若遇阻挂，考虑起钻换用铣锥继续修 窗。 ３、为仪器出套管减少磁干扰。直井要试钻更长一些。 4、彻底清除井筒内铁屑
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11 井斜和方位的控制
(1) 提前定向 （2）增斜点垂深、位移、闭合方位调整至最佳位置 (3)三维井，方位二次设计，减小大井斜井段压力，造斜率不够时，先顾垂深 （井斜）方位圈边即可。防碰井多的井除外 (4)托压严重，工具面不稳定，不定向，（每一米都很宝贵）循环、短起下 （5）垂深控制宁高不低 （6）长时间循环、短起下通井井段，井底井斜预测要小，且初始造斜率低 （7）了解地层厚度、岩性、走向。预测及时、提前控制。（如油层上有几个 标志层，垂深多少，厚度多少） （8）造斜率低时，测量准确前提下，起钻果断，准确预测井底 （9）造斜率高时，测量准确前提下，加密测点经常出现（地层对方位是否有 影响，如有方位输成一样）（转动钻进尽量少转，因再滑动时，初始造斜率低 ，如何转动钻进，转动扩眼，转下井壁，沙子上返，）（大角度马达，左摆右 摆，先３０L－5０L钻进３m再３０R－5０R钻进３m最后高边钻进３m，无规 律、勤测斜）
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4)侧钻小井眼水平井，由于造斜需在很短的井段内完成， 井眼曲率变化大，钻柱在造斜井段会产生较大的弯曲应力， 易造成钻具的疲劳损害；特别在钻柱旋转时，弯曲井段的 钻柱受交变应力作用，钻柱极易发生疲劳破坏，施工中应 注意：倒换弯曲井段的钻柱位置，避免了钻柱长时间上受 交变应力作用，避免钻柱的疲劳失稳破坏；造斜段和水平 段全部使用斜坡钻杆，加重钻杆放在直井段，减小钻柱磨 擦 5)小井眼与常规井眼使用的导向钻井系统略有不同，钻具 中没有使用稳定器。从测斜数据分析，在调整井段和水平 井段稳斜效果良好，增斜时造斜率也达到施工要求；同时 ，避免了定向时由于稳定器与井壁接触而使钻压无法有效 传递到钻头的现象。
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5、钻井液控制技术
1)要求钻井液具有表观粘度低、动塑比高、低剪切速 率、粘度高、悬浮携砂能力强、泥饼薄、润滑性好、抑制 性强，良好的钻井液流变性，且性能稳定，润滑性好，保 护油气层，维护简单，环境可接受等特点。 2) 2)增斜井段造斜率高，配制和维护钻井液原则,提高钻井 , 液防塌能力，保证钻井液的润滑性；尽可能提高携带岩屑 能力保障井眼清洁；提高钻井液的动塑比；提高低剪切速 率粘度；保持高的泵排量。使用好现有固控设备。 3)水平井段裸眼长、井斜大，易形成砂床且钻具受力复 杂。应保证钻井液的润滑性；提高携带岩屑能力，保障井 眼清洁；保持一定范围的钻井液的动塑比；提高低剪切速 率粘度；全面使用好现有固控设备。控制泥浆密度，防止 液柱压力过大引起井漏。保持井壁的稳定性。
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2、钻具组合的优化和钻进参数的优选 1)现场常用的钻具组合为：ø 118.5mm钻头+ ø 95mm螺杆+ ø 89mm无磁钻杆X两根+ ø 73mm 斜坡钻杆（根据增斜段长度）+ ø 78mm加重 钻杆+ ø 73mm钻杆。 • 钻压：：10—20kN，排量：9-10L/s，转速： 马达+20r/min 2)侧钻小井眼水平井钻具组合中应使用无磁承压 钻杆替代无磁钻铤、钻铤，采用倒装钻具组合， 将加重钻杆接于直井段或套管内，普通斜坡钻 杆置于斜井段、水平段。 3)尽可能简化钻具结构，钻柱组合结构以能顺利 通过大曲率段井眼为原则，钻柱构件尽量减少 过多的转换配合，减少造斜井段钻柱刚性。
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2、市场需求分析 、 全国各油田逐步认识到侧钻及侧钻水平井的重要 性，逐渐增加这方面的投资 ，这也为我们开拓外部 市场提供了机遇，而侧钻水平井技术水平的高低是开 拓市场的决定性因素。我公司自2004年至今，牢牢占 领冀东油田小井眼侧钻水平井市场，冀东油田开采已 进入中后期，有二三百口套管损坏井或低产井，因此 小井眼侧钻水平井已成为老井修复、老油田提高产能 的一项重要措施。小井眼侧钻水平井与常规水平井有 较大区别，它井眼直径小，钻具尺寸小，轨迹控制难 度大。而且随着可利用的老井越来越少，设计井眼轨 迹难度越来越大。在现有工具、工艺技术及钻井设备 条件下，增加了井下安全难度系数，在轨迹控制、侧 钻泥浆、固井完井工艺方面提出了严格的技术要求,
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４．窗口位置的计算，井斜小于３度使用陀螺，设计方位 １００度+角差５０度＝１５０即可。井斜大于３度使用 有线仪器,有线仪器高边值１００+角差５０度+设计方位 50R＝２００R。实际施工中窗口位置有的井相差很多， （和 座 封结 束 要正 转 剪断 销 钉和 铣 锥正 转 铣套 管 有关 ______）角差小摆３０度。（窗口要准确，有的井无调整 段，出窗口就增斜纠方位） ５．下入斜向器，下钻过程严格控制钻具下放速度（小于 20m/min）,并且每下入钻具500米灌泥浆1次至井口返出； 下钻遇阻严禁猛冲、硬压，应起钻甩掉斜向器后进行通井 ，以防止封隔器提前座封；
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小井眼开窗侧钻水平井技术
大港油田集团定向井技术服务公司 田戈
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目 录
• 前言
• 国内外技术现状 • 市场需求分析
• 工程施工技术
• 井眼轨计设计 • 钻具组合的优化和钻进 参数的优选 • 开窗，修窗，试钻施工 • 井眼轨迹的控制和预测 • 钻井液控制技术 • 施工难点和施工重点分 析
• 现场施工实践
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一 .前言
• １． 国内外技术现状 小井眼侧钻水平井技术是在定向井、水平井 和小井眼钻井技术基础上发展起来的综合钻井 技术，在一定程度上代表着钻井工艺的发展水 平。利用该项技术可使套损井、停产井等死井 复活，改善油藏开采效果，有效地开发各类油 藏，提高采收率及油井产量，减少钻井作业费， 节约套管使用费及地面设施建设费等，降低综 合开发成本，有利于环境保护。 国外利用小井眼侧钻水平井技术开发老油田 发展较快。国外一些公司如：哈里伯顿、斯伦 贝谢、贝克等，对小井眼侧钻水平井施工
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使用Φ118mmPDC钻头时Φ95mm单弯马达的造斜率范围
单弯马达度数 （º） ） 1º 1.25º 1.25 1.5º 1.5 1.75º 2º 2.25º 2 实钻平均造斜率（ ） 30 30m 实钻平均造斜率（º）/30 初始平均造斜率 4-5 6-7 9-10 13—14 13 14 17—19 17 19 20—21 20 21 连续平均造斜率 5-6 8-9 1313-14 16—17 16 17 20—21 20 21 2424-25
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二、工程施工技术 • 1、井眼轨迹设计 • 小井眼井轨迹特点：裸眼井段600-1000m， 造斜率高平均13-15/30m，增斜控制井段短 170m-200m，水平段短100-150m，轨迹多为三 维 • 1）井眼轨迹的形状设计是一口开窗侧钻水平 井顺利施工的基础。小井眼开窗侧钻三维水平 井的设计应考虑普通水平井的特点外，还必须 考虑套管开窗、定向井段高造斜率、可控井段 短及井眼直径小等特点。还必须考虑有利于油 层开采，实现地质设计的要求。而原井多数都 存在井斜方位，且方位与新设计方位不一致。 井眼轨迹因井而异，往往须进行三维设计。
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工艺开展了一系列研究，开发了适用于现场的 装备及工具。在常规177.8mm套管中技术应用 已基本配套，侧钻最深达7010m；在139.5mm套 管中已可多次开窗侧钻，钻成分支水平井和多 底水平井。 国内胜利、辽河等油田在“九五”期间就开始 了老井侧钻水平井的试验研究工作，其中胜利 油田施工侧钻水平井30余口，水平段长在150m 左右，完井方式主要采用筛管加裸眼封隔器完 井。冀东油田利用侧钻水平井，在老油田获得 了较好的开发效果。我公司在冀东油田到目前 为止，已施工完成侧钻水平井40余口，其成本 是钻常规水平井的50-60%。
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3、开窗、修窗、试钻施工 开窗、修窗、 开窗的前准备： 开窗的前准备： 1.地面验证仪器引鞋与定向直接头定向键是否匹 配，座键良好；保证陀螺或有线仪器下井坐键 一次成功。 2．丈量或了解下井钻具内径，保证入井所有钻 具内径大于仪器外径及引斜外径4mm；对入井 钻具逐一进行通径检查，保证陀螺或有线仪器 下井一次到底。 3．定向井工程师和仪器工程师共同测量斜向器 导斜面与定向直接头定向键的角度差，保证窗 口方位与设计方位准确无误，为下步定向施工 奠定良好基础。（斜向器导斜面顺时针到定向 直接头定向健的角度，数值为正。）
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6、测多点校正数据：增斜前多点仪器和随钻仪器 校正准 确 7 、水平段尽量减少大幅度上下调整：尽量下入 1.25度马达，不能只满足地质要求，而增加钻井风 险。 8、大角度马达注意：过窗口慢提慢放，最大允许 3.5度，井眼曲率大不好返砂，钻进完充分循环， 造斜率高左摆右摆，起钻后，防划出新井眼 9、随钻作图的必要性：随时了解轨迹走向，验证 数据准确性 10 、井眼轨迹控制尽量圆滑，避免波浪形井眼， 以免造成托压、返砂困难及扭矩增加
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６．陀螺或有线仪器座键。斜向器下到预定位置后，下入 陀螺仪器座键，上提下放3次显示工具面数值一致，必须 保证窗口方向准确无误。 ７．摆放工具面。将工具面摆至所需位置，反复活动钻具 （4-9米）至工具面稳定为止，锁死转盘。陀螺或有线仪 器定斜向器工作结束。
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开窗和修窗 1．铣锥初铣套管时，要轻压低转速，避免扭矩突然增大 损坏钻具和导致斜向器转动；直至井口返出铁屑后逐步放 开钻压和转速。 2．开窗过程中用好固控设备，并在泥浆槽出口处放置强 磁铁，以清除泥浆中的铁屑； ３．开窗后要反复上提下放钻具修整窗口，确保转盘停 转、停泵状态下钻具上提下放无阻挂；窗口位置为全井施 工重中之重，下步施工钻具频繁由此通过，应确保钻具通 过窗口时无异常情况发生。 4．开窗后大排量充分循环2-4小时，以彻底清除井筒内 铁屑。由于下步施工下入MWD仪器和导向马达，铁屑易对 仪器和马达造成损坏，所以将井底铁屑清除干净，保证下 步施工的正常进行。
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2）尽量选择简单的剖面类型以减少井眼轨迹控制的难度； 裸眼井段尽量短，800米以内，水平段尽量短100-150米。 3）开窗点选择老井套管水泥封固质量良好，水泥环分布 均匀的井段，避开水泥窜槽，套管外无水泥的井段，斜向 器的座封位置与套管的下接箍尽量的接近。
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4、井眼轨迹的控制和预测
1、测深准确:测斜时以录井钻头位置为准 2、测量数据精确:造斜率异常时，反复测量。地层对方 位有影响 3、高边准确:减少误差 4、加密测点:及时反映造斜率情况，为预测井底提供依 据 5、盯紧滑动钻进：每钻进一个单根做到心里有数，为 预测井底提供依据