井下作業(yè)側(cè)鉆工藝技術(shù)分析

高秋菊

延長(zhǎng)油田股份有限公司志丹采油廠 陜西延安 717500

井下作業(yè)側(cè)鉆工藝技術(shù)在油田中的應(yīng)用十分廣泛，可以達(dá)到節(jié)支增效的目的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)側(cè)鉆工藝技術(shù)就是在油井中導(dǎo)出新的井眼，常用的工藝技術(shù)有裸眼井內(nèi)側(cè)鉆工藝與套管開(kāi)窗技術(shù)。其中裸眼井內(nèi)側(cè)鉆工藝指的是在裸眼井當(dāng)中注入水泥，制成人工井底，之后通過(guò)直接側(cè)鉆或懸空側(cè)鉆的方式形成側(cè)向井眼[1]。套管開(kāi)窗技術(shù)指的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求在套管當(dāng)中的某一位置設(shè)置窗口或銑掉一段套管，并側(cè)向鉆出新的井眼。側(cè)鉆技術(shù)是以普通定向鉆井技術(shù)為基礎(chǔ)的，可以提高老油井的采收率。

相比于傳統(tǒng)的工藝技術(shù)，側(cè)鉆工藝技術(shù)較為獨(dú)特：充分展現(xiàn)原井場(chǎng)、上部井眼與原油輸氣管線的作用，有利于降低工藝應(yīng)用成本；有效恢復(fù)老油井的出油率，增加經(jīng)濟(jì)收益；在報(bào)廢井及事故井當(dāng)中進(jìn)行水平井與定向井鉆探，有利于縮短鉆井時(shí)間，提高工作效率。

在應(yīng)用側(cè)鉆工藝技術(shù)尤其是套管開(kāi)窗技術(shù)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持相應(yīng)的原則：首先，需要保證測(cè)井開(kāi)窗部位上方的套管質(zhì)量符合要求；其次，應(yīng)在套管損壞部位的30m 以上開(kāi)窗，但要保證套管損壞位置在1800m 以內(nèi)[2]；再次，確保井斜與井段的質(zhì)量。

1 鍛銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝技術(shù)

1.1 鍛銑器結(jié)構(gòu)與原理

鍛銑器是鍛銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備，主要由活塞總成、刀片、彈簧、殼體和保護(hù)接頭等部分構(gòu)成。鍛銑器下入油井之后會(huì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，泥漿流經(jīng)活塞上的噴嘴會(huì)產(chǎn)生壓力，從而推動(dòng)活塞下行，為刀片切割提供動(dòng)力[3]。完成套管切割后，刀片會(huì)達(dá)到最大的外張位置，此時(shí)泵壓會(huì)有所下降，就可以進(jìn)行套管磨銑。

1.2 鍛銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝流程

（1）施工前準(zhǔn)備：首先，全面開(kāi)展地質(zhì)調(diào)查、綜合分析原井與臨井的地質(zhì)資料，科學(xué)預(yù)測(cè)側(cè)鉆完井之后的經(jīng)濟(jì)效益。如果原井中存在采油事故就需要對(duì)原井的產(chǎn)能與效益進(jìn)行對(duì)比分析。其次，應(yīng)根據(jù)作業(yè)要求準(zhǔn)備相應(yīng)的工具，如鍛銑刀片、定向接頭、鉆桿、無(wú)磁鉆鋌、單彎動(dòng)力鉆具、短鉆鋌、鉆頭、測(cè)量?jī)x器、絞車(chē)、電纜、螺旋扶正器和強(qiáng)磁打撈器等。

（2）井眼準(zhǔn)備：要充分了解原井狀況，明確開(kāi)窗側(cè)鉆的具體位置；分析井口到側(cè)鉆點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從而明確套管的壁厚、鋼級(jí)，以及內(nèi)徑與外徑；對(duì)套管的測(cè)力及液面的高度進(jìn)行測(cè)量，如果原井眼的套管壓力比較高且液面上升速度較快，就需要在開(kāi)窗側(cè)鉆點(diǎn)下方100m 處設(shè)置水泥塞進(jìn)行封固；清除原井眼當(dāng)中的原油和雜物，判斷套管是否存在變形等問(wèn)題；通過(guò)磁性定位檢測(cè)判斷套管是否存在損壞等問(wèn)題，并在鉆桿當(dāng)中檢測(cè)套管接箍，之后校正誤差；進(jìn)行開(kāi)窗側(cè)鉆設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工方案，明確工藝流程與技術(shù)措施。

（3）鉆具準(zhǔn)備：對(duì)所有的工具進(jìn)行檢查，判斷是否存在質(zhì)量問(wèn)題；清除鉆桿、鉆鋌和無(wú)磁鉆鋌當(dāng)中的雜物；調(diào)制符合要求的水泥漿。

（4）鍛銑開(kāi)窗：檢查工具之后需捆住所有的刀片，避免下井過(guò)程中刀片打開(kāi)；下井時(shí)應(yīng)控制好鉆具的下井速度，避免速度過(guò)快；如果下井過(guò)程中出現(xiàn)阻礙需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整方式方法，如果阻礙超過(guò)1t 需要通過(guò)通井的方式解決；做好井口保護(hù)工作，避免出現(xiàn)落物等，以免造成嚴(yán)重事故；將鍛銑工具下放至開(kāi)窗位置時(shí)，要開(kāi)啟轉(zhuǎn)盤(pán)并緩慢加壓，判斷鉆具是否能夠承受鉆壓；若鉆具能夠承受鉆壓就需要繼續(xù)磨銑，并根據(jù)鐵屑返出量調(diào)整工具的工作狀況；在磨銑過(guò)程中應(yīng)控制好鉆壓，否則會(huì)導(dǎo)致鍛銑工具穿破套管；每磨銑0.5m 需要停止轉(zhuǎn)盤(pán)并清洗井眼，避免鐵屑卡鉆；每磨銑1- ～2m 需要停止轉(zhuǎn)盤(pán)并提升鉆具，檢查鉆具是否存在異常情況；詳細(xì)記錄磨銑速度，如果速度明顯下降需要檢查工具與刀片的磨損狀態(tài)，并通過(guò)更換工具等方式解決問(wèn)題；在完成鍛銑工作之后，需要調(diào)整泥漿并對(duì)油井進(jìn)行循環(huán)清洗，并利用稠泥漿進(jìn)行封堵[4]。

（5）鍛銑井段的封固：為了提高水泥塞的封固質(zhì)量，需要從在窗底下方50m 至窗頂上方50m 之間設(shè)置封固層，并對(duì)水泥漿進(jìn)行凝固時(shí)間試驗(yàn)與流動(dòng)試驗(yàn)，確保水泥漿的性能符合要求；需要循環(huán)洗井，排出井眼中多余的水泥漿；清洗井眼，詳細(xì)記錄水泥漿的返出量，當(dāng)水泥漿全部返出后再起鉆候凝；在候凝的48h 后，將水泥塞鉆下放至側(cè)鉆井深位置，對(duì)水泥塞凝固質(zhì)量進(jìn)行檢查；優(yōu)化水泥漿的性能，降低水泥漿的固相含量。

（6）定向側(cè)鉆：首先，將不同的鉆具結(jié)合起來(lái)，并調(diào)整鉆壓、泵壓等鉆進(jìn)參數(shù)。其次，按照設(shè)計(jì)要求檢查鉆具及測(cè)量?jī)x器；控制鉆具的下放速度；當(dāng)鉆頭到達(dá)指定位置后，開(kāi)啟動(dòng)力鉆具；完成定向工作后，進(jìn)行側(cè)鉆；在側(cè)鉆時(shí)需撈取砂樣，分析砂樣的地層巖屑含量；調(diào)整工具方向，方位角及井斜角都符合要求后再進(jìn)行鉆進(jìn)。

2 磨銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝技術(shù)

2.1 磨銑器結(jié)構(gòu)與原理

常用的磨銑器是固定地錨式磨銑器，主要是由斜向器、固定地錨、開(kāi)窗銑、鉆柱銑等部分構(gòu)成。在工作過(guò)程中，需要先在套管當(dāng)中固定斜向器測(cè)量?jī)x器定向，再下放磨銑工具，利用斜向面施加側(cè)向力，從而磨銑出窗口；之后，利用擴(kuò)眼工具擴(kuò)大窗口，使鉆具進(jìn)入窗口進(jìn)行鉆井。

2.2 磨銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝流程

以固定地錨式磨銑器為例分析磨銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝流程。

（1）施工前準(zhǔn)備：準(zhǔn)備斜向器、地錨、啟始銑、鉆柱銑和鉆桿膠塞等工具。

（2）井眼準(zhǔn)備：與鍛銑開(kāi)窗側(cè)鉆工藝中的井眼準(zhǔn)備相同。

（3）定向開(kāi)窗：首先，要全面檢查作業(yè)工具，判斷工具是否齊全、是否完全無(wú)損；其次，應(yīng)開(kāi)展下地錨作業(yè)，即選擇開(kāi)窗位置，根據(jù)位置明確尾管的長(zhǎng)度；下放尾管時(shí)需要做好固定工作；控制下鉆速度；在下放時(shí)不能轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)；注意井口安全；利用長(zhǎng)、短鉆桿進(jìn)行調(diào)整[5]。

（4）定向固地錨：在完成下鉆工作之后，緩慢開(kāi)泵且不能改變水泥漿的性能；利用陀螺測(cè)量?jī)x器進(jìn)行定向測(cè)量；安裝水泥頭與鉆桿膠塞；確保水泥漿的流動(dòng)度在20cm以上，且稠化時(shí)間在1h 以上；清洗井眼、活動(dòng)鉆具。

（5）通井探地錨頭作業(yè)、啟始銑下井作業(yè)、開(kāi)窗銑下井作業(yè)及小磨鞋下井作業(yè)：在通井探地錨頭作業(yè)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)增強(qiáng)下鉆的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)溜鉆等問(wèn)題；全面清洗地錨對(duì)接內(nèi)筒，利用銷(xiāo)釘連接斜向器與送入接頭；在下鉆過(guò)程中不能轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，確保斜向器和地錨能夠一次對(duì)接。在啟始銑下井作業(yè)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)做好鉆具的安裝，將鉆桿、鉆鋌三柱與啟始銑連接起來(lái)；全面測(cè)量啟始銑的內(nèi)徑與外徑，并根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)繪制圖紙；當(dāng)鉆具到達(dá)斜向器頂端10m 左右時(shí)開(kāi)啟泵具；科學(xué)計(jì)算窗口的大小是否滿足下開(kāi)窗銑的要求，如果不滿足要求需要再利用啟始銑進(jìn)行作業(yè)，如果滿足要求就需要下開(kāi)窗銑。在開(kāi)窗銑下井作業(yè)過(guò)程中，技術(shù)人員不能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具；當(dāng)開(kāi)窗銑到達(dá)窗口的底部時(shí)，需要進(jìn)行加壓磨銑并將轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速控制在60r/ min；在作業(yè)過(guò)程中，要及時(shí)撈取井口返出的鐵屑，從而判斷開(kāi)窗銑的作業(yè)狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)窗銑到達(dá)“上死點(diǎn)”位置時(shí)，需要利用小磨鞋進(jìn)行作業(yè)；在開(kāi)完窗口之后，需要將開(kāi)窗銑鉆進(jìn)到地層內(nèi)部的3～5m，為后續(xù)修窗口奠定基礎(chǔ)。在進(jìn)行小磨鞋下井作業(yè)時(shí)，需要多檢查小磨鞋的磨損情況。在修窗口的過(guò)程中，應(yīng)利用焊接的方式將西瓜鐵、鉆柱銑及錐形銑連接起來(lái)，避免作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)脫落等問(wèn)題。當(dāng)鉆具經(jīng)過(guò)窗口但是沒(méi)有任何提示時(shí)需要更換鉆具，從而進(jìn)行側(cè)鉆鉆進(jìn)。

3 井下作業(yè)側(cè)鉆工藝技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工藝應(yīng)用問(wèn)題

（1）鉆頭入窗難度大：如果沒(méi)有固定導(dǎo)斜器，導(dǎo)斜器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)偏移的問(wèn)題，加大鉆頭入窗難度。同時(shí)，若窗口不規(guī)律或沉淀物過(guò)多也會(huì)加大鉆頭入窗難度。

（2）開(kāi)窗難度大：若套管厚度過(guò)大、窗口與套管接箍位置之間的距離較小或銑錐磨損嚴(yán)重會(huì)加大開(kāi)窗難度。

（3）尾管口下方缺乏水泥：若水泥漿的性能不符合要求或存在井漏等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致尾管口下方缺乏水泥。

（4）電測(cè)遇阻：若水泥漿的性能不符合要求，會(huì)縮小井眼的直徑，繼而造成堵塞。

（5）井漏：若鉆速過(guò)快，可能會(huì)造成井漏。

3.2 工藝應(yīng)用策略

3.2.1 解決工藝應(yīng)用中的問(wèn)題

（1）利用大于鉆頭的銑錐進(jìn)行修窗，從而降低鉆頭入窗難度；

（2）利用高強(qiáng)度的銑錐進(jìn)行開(kāi)窗或采用換位開(kāi)窗的方式，降低開(kāi)窗難度；

（3）將鉆頭下放至尾管口的位置，添加水泥封口；

（4）優(yōu)化水泥漿的性能，避免出現(xiàn)電測(cè)遇阻等問(wèn)題；

（5）通過(guò)優(yōu)化水泥漿性能或調(diào)整鉆速等方式，降低出現(xiàn)井漏等問(wèn)題的幾率。

3.2.2 加大對(duì)先進(jìn)技術(shù)的研究力度

在油田行業(yè)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，側(cè)鉆工藝技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。未來(lái)，側(cè)鉆工藝技術(shù)將向不同的方向發(fā)展，如稠油側(cè)鉆技術(shù)、稀油側(cè)鉆技術(shù)、側(cè)鉆分枝水平井技術(shù)和雙層套管側(cè)鉆技術(shù)等，需要加大對(duì)這些技術(shù)的研究力度，為油田開(kāi)采提供助力。

4 結(jié)語(yǔ)

側(cè)鉆工藝技術(shù)可以通過(guò)原道路井場(chǎng)與供電設(shè)備發(fā)揮作用，不僅可以降低工藝成本，而且增加油井的經(jīng)濟(jì)效益。因此，油田企業(yè)應(yīng)加大對(duì)鍛銑開(kāi)窗、磨銑開(kāi)窗等鉆井工藝技術(shù)的研究力度，嚴(yán)格按照相關(guān)要求推廣應(yīng)用。同時(shí)，也需要綜合分析側(cè)鉆工藝技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況解決問(wèn)題，促進(jìn)工藝技術(shù)的發(fā)展。