开窗侧钻小井眼资料

Φ139.7mm套管开窗侧钻小井眼技术研讨

陈向军

迄今为止，小井眼钻井活动遍及世界许多国家，如美国、法国、德国、英国、加拿大和委内瑞拉。90年代，小井眼的数量呈不断增长趋势，目前美国仍是钻小井眼最多的国家。国内在许多油田都进行过小井眼的钻探试验，但是在Φ139.7mm套管上开窗侧钻小井眼的实践只有吉林油田、辽河油田、塔里木油田、中原油田及华北油田完成过。

小井眼钻井技术是国外近年来发展的热门钻井技术之一。国外各公司对小井眼的定义不尽相同，但是目前普遍被人接受的定义是：完钻井径小于常规完钻井径（如Φ215.9mm）的井眼统称为小井眼。促进这项技术发展的因素有经济、技术、勘探开发及环保压力等四方面的原因。用于小井眼钻井的钻机可以是以下几种：小型常规钻机、车装式钻修井两用作业机，矿业连续取心钻机、专门研制的小井眼钻机，以及近年来发展起来的连续油管钻井装置。现在国内普遍使用的有IDECD-80修井机，SNC-350型柱塞泵及由振动筛、除砂器等组成的钻井液净化系统，固井也均采用SNC-350型柱塞泵。

但是，钻小井眼存在着机械钻速低、固井质量差、事故复杂多、井眼轨迹难以控制以及配套工具设备缺乏等因素，近年来有所降温。但是，由于钻小井眼存在着的巨大利益空间，不少油田及公司对此方面的研究仍在不断发展，并取得了较大的进步。基于我油田发展及降低生产成本的需要，上级领导及部门有意在近期再上小井眼的工程，而且特指在Φ139.7mm套管上开窗后侧钻小井眼，所以本文所提的小井眼专指Φ139.7mm套管开窗后侧钻的小井眼。

本文分别从Φ139.7mm套管开窗及侧钻小井眼两方面进行研讨。

一、开窗

套管开窗是侧钻技术中的首要环节，开窗成功与否直接影响到钻井周期、成本、质量。对开窗技术进行系统的研究和实践有助于高效、安全地施工。套管开窗是一项操作性较强的技术，规范作业、丰富的经验和理论都是必不可少的。

江汉油田在Φ244.5mm套管及Φ177.8mm套管开窗已有一定成功的经验，但在Φ139.7mm套管上开窗还没有先例，但是其主要的技术措施及方案应是相近的，较大的区别主要是开窗参数有所不同，所用的钻具尺寸更小，锻铣刀片较小（锻铣方式），或斜向器及磨铣工具更小。

本文简要地分析、比较一下锻铣或斜向器开窗的工艺技术及施工措施。

1、斜向器开窗

1.1优点

●使用范围广，能实用于大井斜角、套管损坏井和多层套管井。

●磨铣铁屑量少，钻井液性能要求低。

●开窗后勿需打水泥塞候凝下入定向工具即可侧钻。

●成本你，周期短。

●工具加工简单，可多次重复使用。

●井眼条件要求不甚严格。

1.2缺点

●原井眼为直井时，用陀螺确定斜向器方位。井斜≥5°时，用陀螺或有线随钻测

斜仪确定斜向器方位。

●出窗后定向易受磁干扰。

●斜向器坐封必须牢固，在整个钻井过程中窗口处容易引起事故。

●开窗后套管重复段固井合格较为困难。

1.3开窗重点技术要求

●井眼准备

通井检查好套管变形情况；开窗段避开套管接箍及套管外扶正器，必要时进行磁测井；建立人工井底封堵原井眼；试压，确保套管开窗前不漏。

●工具检查和入井

检查好卡瓦螺丝牢固情况；防止送斜器中心管进入石块等东西，造成投球蹩压出现问题；斜向器下入要均速缓慢，防止出现意外造成提前落、卡于井中。

●开窗位置的确定

避开套管接箍和扶正器；避开复杂地层开窗。

●锻铣长度的确定：一般为3-5m。

●开窗技术

起始段轻压低转速；骑套段轻中压较高转速，防止提前出套；出套段吊压高转速，防止铣锥下滑到井壁；修窗至上提下放无明显碰挂为止；开窗中要求钻压均匀，保证窗口光滑。

●窗口保护

斜向器固定牢固可靠，防止开窗、钻进中斜向器转动；钻头、工具等在起下钻通过窗口时防止碰挂、损坏窗口。

●磁干扰消除

轨迹控制允许，转盘钻进20-30m；用磁性测斜仪器对侧钻方向定位钻进。

●井眼净化

钻井液密度合理，确保开窗段井壁稳定，不塌、不漏；调整钻井液性能，提高环空返速，保证铁屑的良好携带。

1.4开窗注意事项

●开窗钻具组合应满足设计要求，水平位移短时铣锥上加配刚性钻铤或加重钻杆。

●更换铣锥，直径应保持一致，原则上只允许小换大。

●修整窗口时，钻具上紧扣，防止铣锥高速旋转脱扣。

●开窗时保证设备、仪表等灵敏可靠。

●开窗时作好预防应急措施。

1.5常见事故分析及处理

●斜向器下钻遇阻

主要原因分析：通井规设计不合理，套管变形检查不明确；洗井刮管不到位，井内死油、结蜡严重；遇阻处老井狗腿度大。

处理措施：上提下放活动钻具，下压不允许超过斜向器设计许可吨位；起钻检查斜向器，必要时重新通井、洗井、刮管。

●开窗蹩钻严重

主要原因分析：开窗参数不合理；斜向器锚定不牢固。

处理措施：调整开窗参数；对斜向器进行挤水泥作业；重新下入新斜向器。

●开窗无进尺

主要原因分析：铣锥与斜向器、套管钢级不匹配，或铣锥设计不合理、磨损严重；开窗参数不合理；形成“死点”。

处理措施：起钻检查、更换铣锥、斜向器；调整开窗参数；下入小直径的开窗铣鞋破坏“死点”。

●起下钻钻具在窗口遇阻

主要原因分析：窗口不规则或窗口已破坏。

处理措施：修窗和扩大窗口。

1.6斜向器及铣锥的类型及发展情况

●斜向器

水泥式斜向器（普通式和CS-D型）地锚式斜向器（XQSR-XQDM）卡瓦锚定式斜向器(上提和下压型) 封隔器式斜向器（双卡瓦型和

SS-WS型）液压卡瓦式斜向器可回收式斜向器

●铣锥

起始铣锥开窗铣锥单、复式铣锥钻柱铣鞋和西瓜皮式铣鞋组合式铣锥钻铰式铣锥

2、锻铣式开窗

2.1优点

●锻先后可在任意方向侧钻。

●使用工具较少，只需一趟锻铣工具或更换刀片即可。

●工艺简单，不需修磨窗口。

2.2缺点

●磨铣铁屑量大且形状大，清除困难，特别是井斜大时，因此对钻井液性能要求

高。

●稍有不慎，刀片被卡造成卡钻，处理困难。

●成本高，更换刀片及起下钻频繁。影响周期。

●锻铣后打水泥塞候凝，水泥强度要求高，钻塞后才可侧钻。

2.3开窗技术要求

●井眼准备

通井和锻铣处套管刮管；了解锻铣处套管固井质量及扶正器情况；了解原井射孔井段情况。

●工具检查和入井

检查好锻铣工具刀片张开和回位情况，并作好刀片张开与泵压、排量关系试验；用细铁丝捆好刀臂，防止刀片入井时碰挂套，自动张开损坏刀片。

●开窗位置的确定

尽可能避开套管接箍，避开套管扶正器和老井射孔段；锻铣井段固井质量不好，不宜采用段铣开窗。

●锻铣长度的确定

一般12-20m左右。

●开窗技术

起始割断套管时，刹位刹把开泵锻铣1小时左右，确保套管切断和刀片全部张开，防止锻铣过程中“薄皮套管”现象。

锻铣中钻压均匀，防止刀刃或刀片扭坏；调整钻井液性能，确保铁屑净化