SMITH 扩眼工具的应用

SMITH 扩眼工具的应用

【摘要】本文介绍了侧钻修井过程裸眼段扩眼钻进时，采用的Smith扩眼工具及其钻具组合的使用。根据其设计原理，充分考虑到井身结构的复杂性，采用三段式扩眼钻进方式，通过改变泥浆体系及性能，保证井眼净化，顺利完成扩眼钻进。

【关键词】扩眼工具；Smith工具；侧钻修井

在SFNY-447井的侧钻修井作业中，为了解决出砂、砂埋等问题，在完井时下入分段筛管（RESFLOW SREEN）完井，为了使封隔器（M-PAS PACKER）有足够的环形空间封隔地层，需将6 1/8”井眼扩至7”。由于在油层套管下部扩眼，普通的扩眼工具无法满足施工需要，于是采用Smith水力膨胀式扩眼工具。另外，在钻进施工过程中，钻至7727’,通过LWD/GR/ALD/ADR的随钻测量，发现在设计垂深、方位、水平段的主力油层被水侵，油气显示较差，甲方决定悬空侧钻，改变垂深、方位寻找油气层，侧钻点深度6555’，井斜79度，此侧钻水平井完钻井深8327’。扩眼前井身结构如图所示：

1．SMITH扩眼工具简介(如图)

这套扩眼工具包括圆头导向器（BULL NOSE）、5 7/8”近钻头划眼器（NEAR BIT REAMER）、扩眼器（RHINO REAMER SERIES）、钻柱划眼器（STRING REAMER）。其中最重要的部分就是液力扩眼器（刀翼如图所示）

在达到设计液力的作用下，刀翼伸开至7”，如卸掉压力，刀翼会在强力弹簧作用下回收到原来位置，此工具完全满足设计要求。为了清洁井眼，冷却刀翼和防止刀翼泥包，避免岩屑落入下部井眼，造成复杂事故，水力循环采用三段式循环设计，即圆头导向器底部有一水眼（10/32”），侧朝上有一水眼（12/32”）,每一刀翼下部各一个水眼（7/32”），根据水力学原理，满足工况要求。

２．施工难点及措施

２．１调整泥浆性能，使其既能满足平衡地层压力，又保护好油气层不能被侵染，并且能有效地稳定地层，防止复杂情况发生（注：此地区主力油层的H2S 含量大10%）。

２．２如何才能保证在扩眼之悬空侧钻点时，钻具不能进入老井眼，这也是最关键的一步，如发生意外，会造成不可挽回的巨大损失。

２．３要充分考虑到水平段较长，如何简化钻具组合，降低磨阻。

２．４要根据钻具的最大承受负荷，磨阻系数，合理地制定钻井参数，以及技术措施，保证高效完成施工任务。

３．施工过程

３．１为了满足施工需要，保证井眼畅通，下扩眼钻具组合前，下入通井钻具组合，并调整泥浆性能。为防止盖层页岩吸水膨胀，易缩径，采用昂贵的油基泥浆，自由水含量近乎于零，加重材料也是易酸化的材料CaCO3等，通过取样实验，完全满足施工要求。

３．２由于采用油基泥浆，能有效的保护油气层不被侵害，另外，油基泥浆的磨阻系数小，能最大限度的降低磨阻。

３．３经过与甲方监督磋商研究，采用三段式扩眼。第一阶段，下钻至7800’，确保钻具进入目的井眼，起钻至侧钻点下50’，扩眼到井底；第二阶段，倒划眼起钻至扩眼点，倒扩眼至侧钻点上部50’；第三阶段，起钻至设计上部扩眼点，扩眼钻进到侧钻点上部50’，完成扩眼钻进。

３．４扩眼钻具的钻具组合（如图所示）。接完下部结构，必须进行地面测试，以确保刀翼工作正常。下钻时，每15柱灌一次泥浆，泵冲不超过25冲，灌满为止，严禁起泵压，防止在液力作用下刀翼伸开，出现复杂情况。在每一次接立柱后，先开泵，下放检测刀翼是否张开至7”。上提钻具，旋转顶驱达到设计参数，再开泵至设计排量，扩眼钻进。扩眼钻进时钻进参数如下：

钻压：2-3 KP；排量:280 GPM；转数：100-120 R/M；钻速：50-60 ft/h

最大钻速不超过100ft/h。司钻在扩眼钻进时，时刻观察扭矩、泵压、钻压，防憋泵、憋钻等复杂情况发生。

３．５为了保证井眼清洁，除了调整泥浆性能外，每三柱泵入10桶低粘和15桶高粘泥浆，提高泥浆携砂量，净化井眼。

经过三天的扩眼钻进，高质量完成扩眼任务。

４．总结

４．１扩眼钻进采用三段式，保证扩眼钻进一次成功。

４．２在扩眼钻进时，控制钻速，保证井径规则，避免出现小井眼，确保下步施工顺利进行。

４．３采用昂贵的油基泥浆，有效地抑制泥页岩的吸水膨胀性，降低磨阻。

４．４调整泥浆性能，提高携岩量，同时采用低高粘段塞净化井眼。

【参考文献】

［１］阿美钻井公司SFNY-447设计．［２］SMITH工具手册．