順北1CX井超深小套管開窗側(cè)鉆技術(shù)

劉仕銀　羅劍波

摘要：順北1CX井為順北油田第一口小套管開窗側(cè)鉆井，該井目的層埋深超過7300m，具有超深、超高壓、超高溫的特點，由于兩次裸眼側(cè)鉆均未能成功采用套管開窗側(cè)鉆。順北1CX井在139.7mm套管開窗存在開窗難度大、小鉆具剛性弱、軌跡控制難等系列問題，結(jié)合順北1CX井套管開窗側(cè)鉆闡述了超深小套管開窗作業(yè)技術(shù)、超深小井眼定向技術(shù)及關(guān)鍵鉆井液技術(shù)，對今后超深小套管開窗側(cè)鉆作業(yè)有較高借鑒意義。

關(guān)鍵詞：順北1CX井;超深;小套管;開窗側(cè)鉆

一、老井基本情況

順北1井于2013年4月16日18：00開鉆，至2014年7月22日5：00完鉆，設(shè)計完鉆井深7500.59m，實際完鉆井深7446m。全井平均機械鉆速3.30m/h，純鉆利用率24.69%，全井鉆井周期461.45天（中途測試35.14天）。完井期間打塞回填至7320m，對奧陶系裸眼井段進(jìn)行酸壓測試，順北1井身結(jié)構(gòu)見表1。

二、超深小套管開窗難點分析

1? 開窗準(zhǔn)備

1）井底溫度超過常溫陀螺額定工作溫度，無法直接測量工具面。2）循環(huán)排量小，砂子和雜物易堆積在定向接頭處，容易造成座鍵困難。3）斜向器丟手判斷難度大^[1-2]。

2? 開窗作業(yè)

1）Φ139.7mm套管鋼級高（TP140V），開窗鉆具小，易造成鉆具疲勞，發(fā)生鉆具故障。2）銑削窗口時參數(shù)不當(dāng)，導(dǎo)致導(dǎo)斜器發(fā)生軸向移動。3）鉆桿尺寸小，循環(huán)壓耗大，施工中往往排量較低，異常高壓。4）因攜帶鐵屑，對鉆井液攜帶能力要求較高，粘度較高鉆井液流型較差^[2-3]。

3 ?小井眼定向

3.1井眼軌跡控制

1）地層經(jīng)過酸化后，造斜率發(fā)生重大改變。2）95mm小螺桿鉆具造斜規(guī)律不易掌握。3）鉆具超過7200m，工具面擺放困難或穩(wěn)定較困難。4）數(shù)據(jù)傳至地面信號衰減快，地面解碼難度大，加之隨鉆測斜測量數(shù)據(jù)存在滯后問題，井下實際造斜規(guī)律難以實時掌握^[3-4]。

3.2地層溫度高

井底循環(huán)溫度在150℃左右，對MWD隨鉆測斜儀工作環(huán)境影響嚴(yán)重，一般螺桿鉆具耐高溫能力差，使用一段時間后，螺桿定子膠皮就開始老化脫膠，易造成井下螺桿故障^[3-4]。

3.3鉆具受力復(fù)雜

奧陶系地層難以形成潤滑性能好的高質(zhì)量泥餅，同時造斜率高、狗腿度大，導(dǎo)致鉆具與井壁之間的摩阻大，滑動鉆進(jìn)鉆壓傳遞困難。

4.泥巖穩(wěn)定

1）桑塔木底部泥巖、恰爾巴克組上部紅棕色灰質(zhì)泥巖段易發(fā)生掉塊等復(fù)雜情況。2）一間房地層經(jīng)過酸化后承壓能力可能下降。3）桑塔木組和恰爾巴克組與一間房組屬于不同的兩套壓力系統(tǒng)，同一開次施工極易造成井壁坍塌、井漏、掉快卡鉆等井下復(fù)雜^[4-5]。

三、順北1CX井超深小套管開窗側(cè)鉆實踐

該井原設(shè)計裸眼側(cè)鉆，設(shè)計造斜點7283m，側(cè)鉆層位位于恰爾巴克組底部，由于兩次裸眼側(cè)鉆均未成功改為139.7mm套管開窗側(cè)鉆，設(shè)計側(cè)鉆點位置7259m，側(cè)鉆層位位于良里塔格組頂部（剖面見表3）。

1? 開窗準(zhǔn)備

1.1刮管施工

1）打塞完起鉆20柱至6700m反循環(huán)，起鉆至6618m緩慢蹩壓至15MPa候凝保障水泥塞質(zhì)量。2）下鉆至7056.54m探到塞面，下壓8t位置不變，掃塞至7264m，套管試壓20MPa壓力不降。3）刮管器本體外徑114mm，刮刀外徑 136mm，長度1.01m，刮刀6片。4）刮管鉆具：刮管器+211*DS310+88.9mm非標(biāo)鉆桿+DS311*310+88.9mm加重鉆桿+88.9mm鉆桿+311*410+411*520+139.7mm鉆桿。5）下鉆緩慢操作，控制遇阻不超過2t，對 7244-7264m反復(fù)刮管4次。

1.2下斜向器

1）送放鉆具：斜向器+定向接頭+211×DS310+88.9mm非標(biāo)鉆桿+DS311*310+88.9mm鉆桿+定向接頭+311*410+411*520+139.7mm鉆桿。2）下鉆至2625m反循環(huán)，陀螺坐鍵測定工具面，繼續(xù)下鉆至7255m反循環(huán)測再次測定工具面，利用兩次工具面角差計算井底斜向器方位，倒轉(zhuǎn)鉆具進(jìn)行調(diào)整。本井測定過程中因方位不穩(wěn)更換三套陀螺，最后充分反循環(huán)坐鍵到位。3）投球、開泵憋壓至25MPa穩(wěn)壓5min坐封，下壓8t位置不變，正轉(zhuǎn)50圈丟手，上提2m再下放驗證丟手成功。

2? 開窗作業(yè)

2.1鉆具組合

121mm銑錐+211×DS310+88.9mm非標(biāo)鉆桿*+DS311*310+88.9mm加重鉆桿*39根+ 88.9mm鉆桿+311*410+411*520+139.7mm鉆桿。

2.2開窗控制

1）銑錐進(jìn)入139.7mm套管懸掛器嚴(yán)格控制速度。2）實探斜向器位置7256.51m，下壓20KN，反復(fù)3次位置不變。3）開窗鉆壓5～10kN、轉(zhuǎn)速35～50r/min、排量8～10L/s，開窗磨銑15cm后，鉆壓增至20～30kN，開窗作業(yè)進(jìn)尺2.76m。4）開窗中每磨銑30cm上下活動鉆具修窗、清洗井底碎鐵屑。5）開窗完對上下窗口各磨銑3次，上下活動顯示不超10KN。6）開窗完提高排量至15L/s循環(huán)，分兩次打入60m3粘度120s稠漿清洗井底。

3? 小井眼定向施工

3.1定向工具選擇

使用百施特M0864 型6刀翼定向鉆頭、美國APS抗高溫小井眼MWD儀器，螺桿方面，造斜段使用立林抗150℃高溫螺桿，穩(wěn)斜段使用抗180℃高溫螺桿。