定向开窗侧钻工艺技术浅析

【摘要】大港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，目前大港油田已经普遍应用开窗侧钻技术。开窗侧钻是解决老油田产能问题的最有效手段，它可以使老井恢复产能，节约投资，具有良好的经济效益。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开窗侧钻技术成熟与否的关键，针对出现的问题并通过现场的实践，我在本文中进行了开窗侧钻工艺技术的分析。

【关键词】定向；开窗侧钻；分析

一、概述

在油水井的某一特定深度固定一个导斜器，利用斜面的造斜和导斜作用，用铣锥在套管的侧面开窗，从此窗口另钻新的井眼，然后下尾管固井完成的一整套工艺技术就是开窗侧钻工艺技术。开窗侧钻技术起源于20年代的前苏联，它是在多底井、分支井钻井技术基础上发展而来的。我国应用开窗侧钻技术比较晚，于1957年才开始应用。

二、开窗侧钻的选井原则

（1）侧钻开窗部位以上套管必须完好；（2）开窗部位必须在套管损坏部位30m以上，套损位置最好低于1800m；（3）尽量选择固井质量好、井斜小、地层硬的井段；（4）对出砂井和严重窜漏井，侧钻长度与倾角均应加大；（5）裸眼井段钻遇有潜力的油层不少于2层，综合含水小于85%；（6）侧钻井的裸眼井段钻遇的水层和高含水层尽可能的少；（7）进行严格的通井、试压、分析井史与电测资料，随时调整侧钻方案。

三、开窗侧钻的类型

五、侧钻工艺技术

1.井眼准备

1）提出或打捞出老井眼中的井内管柱，修复窗口以上套管；2）通井：了解套损情况，保证侧钻工具顺利入井；3）挤封油层或漏失井段：一是防止层间互窜；二是为斜向器创造准确坚固的井底；4）上部套管试压：了解套管完好情况，为确定开窗位置和完井尾管长度提供依据。

2.开窗钻具结构

以139.7mm套管内使用钻铰式复式铣锥为例，钻柱结构（自上而下）为：Φ89mm方钻杆+Φ73mm钻杆+Φ105mm配重钻铤3—5根（使用旋转钻具也可以不用）+Φ118mm钻铰式复式铣锥。

3.开窗

第一阶段：从铣锥磨铣斜向器顶部到铣锥底圆与套管内壁接触，此段开始要轻压慢转，然后中速磨铣，钻压为2—5kN，转速60—80r/min。

第二阶段：从铣锥底圆接触套管内壁到底圆刚刚铣穿套管外壁。此阶段应采取轻压快转，钻井压力应为5—15kN，转速80—120r/min，使铣锥沿套管外壁均匀磨铣，保证窗口长度。

第三阶段：从铣锥底圆铣穿套管到铣锥最大直径全部铣过套管。这是保证下窗口圆滑的关键段。要定点快速悬空铣进，其长度等于一个铣锥长度。钻压应为1—5kN，钻速120—150r/min。

在开窗磨铣过程中，钻、修井液返速均应大于0.6m/s，以保证磨铣碎屑上返井口。

4.裸眼钻进过程

侧钻的裸眼钻进时井斜较大，泥浆循环通道在窗口处很小；钻具与井眼间隙小，断落钻杆不容易打捞等。

1）试钻：用开窗时的铣锥（铣鞋）试钻5—10m，再换其他钻头或工具钻进，避免钻头与原套管憋钻的现象发生；2）钻进：根据地层的可钻性不同选用牙轮钻头、PDC钻头或短翼三刮刀钻头，针对不同的井段及造斜段、稳斜段、降斜段的要求选用不同组合的井下钻具，既要满足钻进的需要，又要满足井眼轨迹控制的特别要求；3）划眼及扩孔：裸眼钻进时，特别是井斜角较大时，要坚持每根钻具划眼以消除键槽及清除岩屑床，保证裸眼钻进的安全。

5.完井工艺

侧钻井完井方法根据侧钻目的及油藏特征可以使用尾管完井、筛管完井、滤砂管完井及裸眼完井工艺。

六、体会和认识

1.开窗侧钻的设计问题：

2.开窗锻铣的施工

1）斜井段的段铣和直井段铣有着很大的区别，在定向井斜井段段铣，用于直井的锻铣工具必须加以改进，保证段铣工具的居中效果和便于段铣工具起出后再下入到原位置操作；2）定向井斜井段的锻铣，刀片的使用效果和使用寿命都要比直井的低；3）锻铣位置的选择，应尽量避开套管扶正器位置。

3.轨迹控制技术

1）窗口内，侧钻点的选择，应尽量靠近上窗口。条件允许的情况下，应以降斜侧钻出去为好，这样即可以减少挂碰套管的可能性，又便于侧成功；2）如属于三维侧钻水平井，应把调整方位的工作尽量放在上部来完成；3）对于高造斜率的井段，每 5—10m 的井斜、方位的变化情况，都要及时处理，认真预测，如和提前预计的误差较大，应及时采取措施。如造斜率偏低应及时更换与设计相吻合的高造斜率的工具，如造斜率偏高，也应及时采取措施，来降低造斜率；4）认真检查、量取动力钻具，定向接头，定向杆件及仪器的工具面的方向，确保测取工具面的准确性，减少各部件之间的误差；5）严格管好钻具，确保井深无误，卡住每趟钻的起钻井深，做到1米不多打，1米不少打，否则对下部的施工影响非常大。特别是对于下入用弯动力钻具增斜中靶前的一趟钻，一定要卡好起下钻井深。因为它决定着下一步弯动力钻具增斜率的大小和是否能够完成；6）对于刚钻过的高造斜的井段，应先用柔性好的钻具组合、通井，然后再逐步增强钻具组合的刚度。