浅谈开窗侧钻定向井开窗及定向过程中的技术难点

（青海油田井下作业公司大修侧钻大队，青海 海西 816400）

摘要：青海油田已经进入开发的中后期，很多老井由于套损、井下事故等原因不能正常生产，应用小井眼开窗侧钻技术是恢复产能，提高原油产量的重要途径之一，目前本油田已经开始推广应用。随着侧钻定向施工难度的不断增大，施工队伍在开窗侧钻过程中遇到一些技术难点，而这些难点恰恰是制约小井眼侧钻技术成熟与否的关键，针对出现的问题油田单位提出了解决方案，通过现场的实践，在侧钻施工中取得了较好效果。

关键词：开窗侧钻；定向井开窗；磁干扰

中图分类号： TE921文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）09-0071-02

目前小井眼开窗侧钻定向技术在青海油田已日趋成熟，仅2011年就完成了15口开窗侧钻定向井的施工，创造了青海油田的侧钻定向井的历史新高。由于工作量的增加，侧钻技术经验还很欠缺，在施工中出现的各类问题亦明显增多，本文根据现场施工中出现的问题进行分析和总结，并制定了行之有效的技术措施，不但解决了现场实际问题、缩短了施工周期，也为今后侧钻施工积累了一定的经验。

一、套管开窗过程中遇到的技术问题及解决方法

跃3173井开窗过程中出现钻不动，长时间无进尺现象。

原因分析：这种现象通常出现在开窗进尺3m以前，表现为高钻压高转速也长时间无进尺，甚至在高转速时停转盘无倒车。开窗初始阶段磨铣时铁屑返出量多，而开窗钻时较快的话，来不及返出的铁屑经铣锥反复挤压，会在井底形成铁屑床，导致铣锥局部磨损大或包住铣锥头，使铣锥接触不到套管壁，从而造成铣锥无法继续磨铣、无进尺的问题。

解决办法：起钻换入新铣锥，轻压慢转，持续较长时间磨铣，待有进尺后再逐渐加大钻压，如长时间还是没有进尺，则需使用外形特征比较明显的铣锥，这种铣锥比较容易破坏井底的铁屑床。需要注意的问题：铣锥开窗过程中，前3m必须严格控制钻时，不能盲目的加钻压，前3m钻时必须大于6小时，要确保证开出的窗口平滑。

二、侧钻定向过程中遇到的技术问题及解决方法

（一）跃3173斜井打完领眼后，在裸眼内测斜时磁干扰大，无法测出准确方位

按照常规做法，铣锥开窗的长度只需要斜向器斜面长度+铣锥长度，再下入三牙轮钻头，使用常规钻具打30m领眼，目的就是避开测斜时原井套管的磁干扰，然后再下入PDC钻头及单弯螺杆。如果不准备使用牙轮钻头打领眼的话，铣锥开窗长度需在原有开窗长度的基础上再加3m，同时下入螺杆及PDC钻头打钻时，必须加大钻压钻进30m以后才能开始定向。

磁干扰的原因分析：出窗后钻压低、井斜小，容易导致钻具沿下部老井套管外环空钻进，无法离开环空的水泥层向地层钻进，从而导致钻头碰套管或离套管太近，造成磁干扰大无法测出准确方位。

解决办法：加大钻压钻进30m后测斜，如发现井斜未增或磁干扰还是比较大的话，建议采用裸眼侧钻的方式。

（二）跃1134斜井侧钻过程中托压严重

原因分析：（1）泥浆性能不太好、粘度高、固相含量高，钻遇造浆严重的泥岩层，易粘吸，引起托压；（2）井眼轨迹不太好，易引起托压。

预防措施：定向过程中需严格控制狗腿度，每定向2个钻杆单根，必须至少复合钻进2个钻杆单根才能继续定向，保持井眼轨迹的平滑，能减少下部定向或扭方位时出现的托压现象。

解决办法：采取短起下钻、拉井壁、修正井眼、划眼或倒划眼，在泥浆中加剂，适当增加加重钻杆或钻铤数量，从而增加钻具重量等方法处理定向钻进时的托压。

（三）跃355斜井造斜率太低

造斜率太低，达不到设计所要求的增斜速度，可能的原因及其相应的措施分析如下：

1．螺杆度数不够大。对设计的某一造斜率，通常能找到合适的弯螺杆。但由于地层走向、硬度等情况的变化，增斜速度不一定能达到要求。如果实际增斜速度比设计要求低30％以上，在考虑最大井斜角的大小以后，可以考虑换较大度数的弯螺杆。

2．地层太软，而钻头水眼则相对太小，使钻头来不及侧向切削，水力喷射流就已冲掉地层。

3．钻具刚性太强，不能产生足够的侧向力。如果泥浆马达上钻铤根数太多，合理的做法就是尽量少加钻铤。

4．工具面没有掌握好，工具面反复调整不容易获得稳定的造斜率。所以工具面应相对稳定，调整时，要逐步调节。

5．弯螺杆标线偏差。由于制造上的原因，弯螺杆标线没有标到高边位置，而定向井工程师又没有仔细检查，导致弯螺杆角差计算不准确，因此，在弯螺杆下井之前，要精确丈量弯螺杆角差。

跃355斜井造斜率太低的主要原因：工具面没有掌握好，工具面反复调整不容易获得稳定的造斜率。

（四）跃336斜井方位偏差太大

方位偏差太大的原因包括：

1．井眼轨迹发生始料不及的漂移，如上部井段严重左漂或右漂。

2．由于一些特殊原因，方位没有稳定好就提前结束造斜作业，起钻时就没有获得预计的井斜和方位。比如马达或测量仪器不能正常工作，只好提前结束造斜。

3．由于测量仪器故障或测量工程师的失误，使真实定向方向不是测量仪显示的方向，致使方位偏差太大。

4．由于地层倾角大、托压等原因引起定向钻进时方位稳不住。

解决方位偏差太大的办法是进行扭方位作业。扭方位作业时主要应考虑可能带来的狗腿和安全问题，特别是在裸眼段较长的井段。如果偏差值大的无法以扭方位来弥补，只有填井重钻。

跃336斜井方位偏差太大的原因：托压引起定向钻进时方位稳不住。

（五）跃336斜井工具面偏差大

例如：跃336斜井定向目标是全力增斜，当前井斜5°，方位100°，目标工具面为0°，定向1个单根再打1根复合后测斜，井斜6°，方位350°，说明工具面发生了偏差，按照效果来分析，此时全力增斜工具面应为10°。

造成工具面偏差的原因有：量螺杆角差时发生错误或误差、角差计算错误、螺杆弯向跟螺杆上的记号不一致等。

解决办法：如在定向过程中发现当前工具面达不到目标效果或与目标效果发生偏差，应及时根据当前工具面所达成的效果进行工具面修正。

三、对侧钻定向过程的认识及建议

1．第一次定向时，如果井斜小于3°，而且无磁干扰的情况下，尽量使用磁性工具面进行定向，目标工具面应该等于当前设计方位。如果井斜大于3°，须使用重力工具面进行定向，根据当前方位的偏差情况来确定目标工具面。

2．定向过程中，不能直接把井斜调整到和设计最大井斜一致，需要留有一定的余地，需知增斜比降斜容易。井斜增到比设计最大井斜小2°～4°就可以了，然后再根据复合钻进时井斜的变化情况进行适当调整。相同的井段长度中，造斜率越低，最大井斜角越大，这一点也需要注意。

3．需要时刻注意方位的变化情况，根据实测数据来观察方位漂移规律，根据方位漂移规律来调整

方位。

4．斜向器坐封前，尽量进行一次反洗井作业，反洗井时间约为循环两周的时间。否则可能会出现坐封打压时压力保持不住的情况。

5．实钻井眼轨迹控制时，如果设计的最大井斜角小于10°，可以适当降低平均造斜率，从而使最大井斜角增大，这样方位不容易发生漂移。

参考文献

[1]刘乃震，王延瑞．现代侧钻井技术[M]．石油工业出版社，2009.

[2]赵金洲，张桂林．钻井工程技术手册[M]．中国石化出版社，2007.

作者简介：杨小栋（1983-）,青海油田井下作业公司大修侧钻大队担任钻井助理工程师。