套管開窗側(cè)鉆水平井技術(shù)

【摘要】小井眼開窗側(cè)鉆水平井技術(shù)是在定向井，水平井，側(cè)鉆井，小井眼鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種綜合鉆井技術(shù)，利用該鉆井技術(shù)可以使停產(chǎn)井，報廢井，低產(chǎn)井，套損井等復活。近年來，我公司技術(shù)人員圍繞套管開窗側(cè)鉆水平井的技術(shù)難點，開展了專項技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場實踐，成功地在國內(nèi)油田實施了幾口套管開窗側(cè)鉆水平井，形成了一套相對成熟的小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)。本文主要論述了我們的側(cè)鉆水平井鉆井工藝、側(cè)鉆水平井完井工藝及施工技術(shù)要點。

【關(guān)鍵詞】斜向器；套管開窗；側(cè)鉆；鉆井液；篩管完井

1、應(yīng)用背景

1.1 地質(zhì)特點

經(jīng)過三十多年的勘探開發(fā)，國內(nèi)老油田已整體進入高含水開發(fā)后期，井網(wǎng)控制區(qū)主力層已嚴重水淹，剩余油主要分布在物性相對較差的二三類儲層、近斷層滯留區(qū)、斷塊復雜帶、大厚層韻律變化段和平面注采不完善區(qū)。由于老油田井網(wǎng)密度大，依靠打直井來增加控制、動用儲量、提高采收率的經(jīng)濟效益越來越差。

1.2 開窗側(cè)鉆水平井的技術(shù)優(yōu)勢

實施開窗側(cè)鉆水平井挖潛具有以下四個方面的優(yōu)點：與普通側(cè)鉆定向井、新鉆直井相比，開窗側(cè)鉆水平井單井控制可采儲量大、產(chǎn)量高、投資效益高； 與直井及水平井比較，側(cè)鉆水平井布井靈活，有利于充分控制、動用油藏剩余油，提高采收率；與水平井比較，在同等增儲增產(chǎn)效果下，側(cè)鉆水平井具有鉆井投資較少、風險降低、回收短的優(yōu)勢。

2、側(cè)鉆水平井鉆井工藝

2.1 井筒準備。

用φ118mm銑錐通徑、修套；鉆水泥塞至預計側(cè)鉆點深度以上30-50m，加壓150kN作水泥承壓試驗；套管試壓15MPa。

2.2 放置斜向器

斜向器組合：φ118mm斜向器+送斜器+定向直接頭+φ73mm鉆桿，置斜向器斜尖位置于側(cè)鉆點處；采用陀螺測斜儀進行斜向器定向，開泵打壓座封。下入下壓循環(huán)式斜向器時應(yīng)可能的減少循環(huán)時間和開泵時間避免下部組件失效而提前坐掛。為了保證斜向器在施工過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動或下移，下入斜向器要控制下鉆速度小于20m/min，下鉆操作必須平穩(wěn)，嚴禁下鉆過程中猛提、猛頓、猛剎，在坐掛斜向器時一定要找有豐富經(jīng)驗的剎把操作人員和井口操作人員操作以保證安全。

2.3 開窗、修窗

鉆具組合：φ118mm開窗銑錐+φ105mm鉆鋌×2根+φ89加重鉆桿×12根+φ73mm鉆桿。作業(yè)參數(shù)：鉆壓：5-40kN，排量：8-10L/s，轉(zhuǎn)速：30-80r/min；開窗過程中，應(yīng)根據(jù)不同的階段、返出鐵屑的大小和形狀及轉(zhuǎn)盤負荷情況，及時調(diào)整有關(guān)參數(shù)結(jié)合振動篩處井下返出的鐵屑以及巖屑顆粒的大小和數(shù)量的變化正確判斷井下情況，保證開窗一次成功。在銑錐出套管2-5m后，反復修窗到活動鉆具沒有阻、卡現(xiàn)象，才能起鉆。

2.4 造斜段施工

現(xiàn)場采用“盲打”鉆進20米以使井眼脫離老井眼。采用以下鉆具組合：φ118mm鉆頭+φ95mm直螺桿+φ105mm鉆鋌×2根+φ89mm加重鉆桿×12+φ73mm鉆桿，轉(zhuǎn)盤雙驅(qū)鉆進。

增斜段。由于老井筒在造斜點位置已經(jīng)產(chǎn)生了位移，井筒在側(cè)鉆點處的實際方位往往與設(shè)計方位存在偏差，因此，增斜段的施工既要增斜又要適當調(diào)整方位。一般選1.25°、1.5°或1.75°單彎螺桿用于定向鉆進。 鉆具組合：Φ118mm鉆頭+Φ95mm單彎螺桿+Φ89mm無磁承壓鉆桿+Φ73mm斜坡鉆桿+Φ89mm加重鉆桿+Φ73mm鉆桿。

2.5 主要技術(shù)措施

優(yōu)選泥漿體系，提高泥漿性能。側(cè)鉆小井眼環(huán)空間隙小，正常情況下，環(huán)空返速高，鉆井液剪切稀釋作用明顯，而在“大肚子”井段則返速很低，給攜砂洗井帶來很大困難。井眼環(huán)空間隙小，活動鉆具造成的壓力激動作用過大，易導致井壁失穩(wěn)，產(chǎn)生掉塊，增加洗井難度在易坍塌地層造成坍塌卡鉆。針對不同地層的地質(zhì)條件，優(yōu)選出不同的泥漿體系，提高其攜砂、潤滑、防塌性能。每30-50m進行一次短起下，將鉆屑從井眼中清除出來。增大排量，提高環(huán)空返速：在各種井斜角下，無論使用層流還是紊流，提高泥漿的環(huán)空流速是提高洗井效果的最直接手段。隨著循環(huán)排量的提高，鉆屑床厚度迅速減少，因此，在大斜度井中應(yīng)保持盡量高的環(huán)空流速。（4）鉆具倒裝：在大斜度井段主要應(yīng)用斜坡鉆桿與斜坡加重鉆桿，改變鉆具與井壁的接觸狀態(tài)，降低鉆具與井壁之間的滑動摩阻，采用倒裝鉆具組合，即將斜坡鉆桿放在大斜度井段，將加重鉆桿或鉆鋌放在井斜小的井段或直井段，便于傳遞鉆壓。

3、側(cè)鉆水平井完井工藝

3.1 工藝特點

水平井段主要目的層段使用篩管。對于水平段以上油氣層仍可采用套管射孔開采。水平井段不用水泥封固，篩管以上安裝管外封隔器通過封隔器座封來避免水泥漿下沉。篩管與上部管串用盲板或盲管隔開。管串結(jié)構(gòu)復雜，使用工具多，對工具質(zhì)量要求可靠性強。

3.2 管串結(jié)構(gòu)

Φ88.9 mm套管（帶引鞋）+Φ88.9 mm篩管+Φ88.9 mm套管1根+Φ88.9 mm盲管（板）+Φ88.9 mm套管1根+管外封隔器+壓差式分級注水泥器+Φ88.9 mm浮箍+Φ88.9 mm尾管串+Φ139.7×88.9 mm液壓式尾管懸掛器+Φ73 mm送入鉆桿

3.4技術(shù)要點

管串結(jié)構(gòu)中所使用的工具都是液壓控制的，因此，在管串下入過程中必須平穩(wěn)操作，嚴禁猛提猛放，避免因操作過猛產(chǎn)生水擊現(xiàn)象造成工具銷釘提前剪斷，影響后續(xù)工序的實施。下入管串前，上層套管和送入鉆桿必須進行通徑工作，以確保管串的順利下入，尾管順利懸掛和膠塞順利通過送入鉆桿。入井工具要進行準確測量，包括長度、內(nèi)徑、外徑等，并繪制出草圖備用。管串結(jié)構(gòu)入井時應(yīng)加好扶正器，除了套管本身的扶正作用以外，封隔器、分級箍、懸掛器等工具上下各加入兩只扶正器，并用定位卡固定，以保證下入過程中工具的完好和施工過程中的工具正常使用。小井眼井應(yīng)用“尾管+篩管”完井工藝時，為避免鉆膠塞困難，固井時可省去鉆桿膠塞和套管膠塞，但固井替漿時要準確計量并提前留有余量，防止替空。

4、結(jié)論與認識

老油田通過實施側(cè)鉆小井眼施工，側(cè)鉆水平井的類型和剖面應(yīng)選擇中短半徑水平井，開窗深度在2000～2200米，裸眼長度500～700米，曲率25°～70°/100m，靶前位移150～200米，水平段80～150米。然后后通過進一步完善配套了井下工具和測量儀器，降低了循環(huán)泵壓。通過水平井“尾管+篩管”完井工藝的實踐。老油田低產(chǎn)低效井和事故井基本可以實現(xiàn)提高單井產(chǎn)能，為老油田經(jīng)持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了新路。