对开窗侧钻井的技术工艺分析

摘 要：在施工过程中，由于工作环境的不确定因素，以及施工难度系数大。为了提高经济效益，更好的完成工作，不得不进行技术改良。如何在定向钻井中取得更好的技术效果，是现场地质录井所要完成的任务。笔者就套管开窗技术进行简单的分析。

关键词：定向钻井 位移 技术 提高 经济效益 方式方法 研究

侧钻井是指为了满足特殊的工艺需要，在原有井眼轨迹（直井，定向井，水平井均可）的基础上，使用特殊的侧钻工具使钻头的钻进轨迹按照预先的设计偏离原井眼轨迹的过程。

侧钻技术在国外起始于三十年代，于八十年代得到深入发展。我国于八十年代开始研究侧钻技术，十年间内迅速成熟起来。该项技术在全国各油田得到了广泛的推广应用，并取得了明显的经济效益和社会效益，成为油田特别是老油区节支增效、节约挖潜的重要手段和措施。井眼的侧钻技术一般分为两种类型，一是裸眼井内侧钻技术，即在裸眼井内打入水泥造成人工井底然后钻或条件允许时直接进行悬空侧钻形成侧向井眼的工艺技术。二是套管开窗技术，即依据设计要求，在套管内某位置开一窗口或铣掉一段套管，侧向钻出一新井眼，实现重新完井的工艺技术。侧钻技术是在普通定向钻井技术的基础上发展起来的，除具有普通定向井和水平井的共性之外，也有其自身的独特性，正是这些独特性才形成了专门的侧钻工艺技术。侧钻的主要目的是实现：死井复活、提高采收率、降低成本。

一、侧钻井工艺及特点

（一）施工阶段

侧钻井施工可以分为三个阶段，第一阶段是作业前的准备，主要包括设备准备、窗口位置的确定、井眼与管柱的准备、做人工井底等工作；第二阶段是段铣或开窗；第三阶段是裸眼钻进阶段。

（二）工艺特点

侧钻井与打井相比，有如下特点：

1.辅助时间长，纯钻时间短；

2.开窗后进入深部地层，没有快速钻进，又因钻具与井眼之间的环空小，钻井液排量仅为打井的l/3左右；

3.一般采用31/2”钻杆，钻杆柔性大，限制钻压、转盘转速的提高，仅为打井时的l/3左右；

4.由于地层可钻性差，钻压、转盘转速低，机械钻速较低。

侧钻井可以分为两类，裸眼侧钻和套管开窗侧钻，前者又可分为两类：水泥回填侧钻和悬空侧钻。

侧钻技术主要应用于：

（1）钻井过程中套管内部有落物不能进行继续打捞，钻井、完井工作。

（2）钻井以及在采油中套管变形，影响生产。

（3）采油中砂堵砂埋严重，就要通过修复恢复生产。

（4）直井落空，偏离油层位置，经勘探其周围还有开采价值油藏。

（5）有特殊作业要求的多底井和泄油井等。

（6）一般在油井后期，为了节约成本，对利用价值相对低的油井就采用井眼开窗侧钻定向开采角油气藏。

二、开窗钻井工艺种类

开窗工具主要分为两大类：

一是锻铣式开窗工具，主要由锻铣器和锻铣刀片组成。

二是斜向器式开窗工具，分为：a.固定地锚斜向器式b.一体化式地锚斜向器。两种类型。主要由地锚总承、斜向总承和磨铣工具组成。

本章主要针对套管开窗技术进行简单的介绍，讲述了套管开窗的原理、专用工具及其现场使用，笔者就以套管锻铣器的工作流程简单的分析介绍一下。

三、套管锻铣器的结构设计和工作原理

（一）主要由保护接头、壳体、泵压显示装置、活塞总成、弹簧、刀片、下扶正器组成。其工作原理为：在工具进行井下后，开始启动转盘，这时泥浆经过火花塞上的喷嘴，产生压力形成助推力，进而支撑六个刀片外张切割套管。当套管被切断后，刀片达到最大张力位置，泵压力明显下降，这时可以加压对套管进行磨铣作业。作业完毕后，停泵、压力降消失，活塞在弹的反力作用下复位，刀片凭自重或外力收回刀槽内。

（二）最小排量的确定

套管锻铣器利用喷嘴压降推动活塞，并克服弹簧反力支撑刀片外张。首先考虑弹簧最大反力，计算最小排量。

四、锻铣器开窗侧钻工艺过程

（一）准备工作

1.确定项目：首先要检查分析，并认真的分析地质情况，以及以往发生事故的原因，对有可能产生的情况进行预测。

2.工具准备：根据施工需要，对施工工具形象选择，并根据井口本身的情况进行工具选择。开窗定向开窗侧钻需准备下列工具。（7”套管为例）

7”套管开窗锻铣器1-2套

锻铣刀片（根据锻铣段长）6-8付

1.5度175度单弯动力钻具各一套

定向接头2只（随钻测量用可循环式）

3-1/2钻杆（根据完钻井深）

4-3/4钻铤4柱

4-3/4无磁钻铤1-2根

4-3/4短钻铤2根

6”PDC钻头及牙轮钻若干

随钻测量仪器，电缆及绞车（应满足施工需要）

单多点测斜仪器各1-2套

直径152mm螺旋扶正器4-6只

强磁打捞器一只

备齐各种尺寸事故处理工具

（二）井眼准备工作

1.查阅原井资料，确定开窗侧钻位置，应尽量避开套管接箍，选择水泥封固质量好有利于侧钻的地层。

2.分析井口至侧钻点井段的原井身数据，查阅套管钢级、壁厚、内外径。

3.测量套管压力及液面高度，若原井眼套管压力较高，液面上长较快，应预先在开窗侧钻点以下100米处打水泥塞封固。

4.通套管内径、刮蜡，清除原井眼内原油及污物，检查套管是否有损坏或变形。

5.测磁性定位，检查套管有无损坏变形，应在钻杆内测套管接箍，把所有误差校正至钻杆上。

6.作出套管定向开窗侧钻设计，制定施工方案，技术措施，作业参数。

总之，为了适应油田事业的发展，各项技术工作都在不断的进步，我们一线工作人员，更要时刻的提高自身的技术，在不断发展中不断的进步。

参考文献

[1]樊洪海，谢国民；小眼井环空压力损耗计算[J]；石油钻探技术；1998年04期。

[2]胡茂焱；钻井液设计系统的研究[D]；中国地质大学（北京）；2005年.

作者简介：张根，出生年月日，1978.09.22.单位：中原油田钻井二公司。学历：本科。