51/2″套損井側(cè)鉆定向井挖潛技術(shù)

馮超（中石油海洋工程有限公司天津分公司）

中石油海洋工程有限公司天津分公司進(jìn)入勝利油田市場(chǎng)以來，勝利油田已進(jìn)入高含水后期開采階段，并且每年新發(fā)現(xiàn)的套損井?dāng)?shù)成逐年上升態(tài)勢(shì)。為了更好服務(wù)業(yè)主，套損井側(cè)鉆定向井挖潛技術(shù)成為研究重點(diǎn)，側(cè)鉆是繼取套技術(shù)之后又一修復(fù)套損嚴(yán)重井，使其恢復(fù)生產(chǎn)的有效方法。如不定向側(cè)鉆，一是有可能造成鉆穿相鄰井的套管事故，二是可能進(jìn)入了相鄰井挖制的采油區(qū)域，其結(jié)果是事倍功半。因此，應(yīng)開展側(cè)鉆定向井工藝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)一步提供競(jìng)爭(zhēng)力提供技術(shù)保障，搶占中石油外部市場(chǎng)，為公司未來飛躍發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、套管開窗方法的優(yōu)選確定

套管側(cè)鉆開窗方法目前有兩種：一是鍛銑開窗，然后注水泥側(cè)鉆；二是側(cè)向開窗，即下入斜向器，然后用銑錐開窗側(cè)鉆。斜向器開窗時(shí)間短，只是鍛銑開窗工作量的十分之一左右。存在的不足是開始鉆進(jìn)時(shí)(大約20m)由于距離套管斷口很近和磁性干擾不能使用隨鉆測(cè)量?jī)x，同時(shí)存在套管上斷口在上提鉆具時(shí)存在阻卡的隱患。如采取鍛銑開窗側(cè)鉆，剛好在此地層處增斜，因此不可取。側(cè)鉆開窗已有五年的成熟經(jīng)驗(yàn)，開出的窗口平整圓滑，上提下放只有大于0.5t的夾持力，卡鉆的機(jī)率極小。斜向器的方位可以調(diào)整到設(shè)計(jì)方位，在轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)50m左右方位漂移不會(huì)太大。考慮到擴(kuò)孔和下尾管扶正器的需要，確定在套損點(diǎn)以上20～30m鍛銑5～6m，在此處固定斜向器，然后進(jìn)行側(cè)向開窗。

二、井身剖面的設(shè)計(jì)原則及計(jì)算方法

根據(jù)開窗方法和地層的情況確定井身剖面類型為斜直-增斜，鉆速和電測(cè)都有明顯的影響，一般認(rèn)為，最大井斜角小于15°的井，難于穩(wěn)定方位，最大井斜角在15°～30°之間的井，既能有效地調(diào)整井斜和方位，又能順利地進(jìn)行鉆進(jìn)、電測(cè)和固井。確定螺桿鉆具的造斜率K(K=1/Ro)后，就能計(jì)算出最大井斜角，反過來，確定了最大井斜角后，就能確定螺桿鉆具的造斜率，由此來選定螺桿鉆具的彎曲角度。

造斜點(diǎn)在套損點(diǎn)以上20m左右，井段長(zhǎng)50m左右。其目的一是避開隨鉆測(cè)量?jī)x的磁性干擾長(zhǎng)度，二是避開此段復(fù)雜的井段增斜扭方位。斜向器的導(dǎo)斜角設(shè)計(jì)成3°～2°。斜面方位與設(shè)計(jì)方位相同，因此窗口平滑圓整，方位漂移也不會(huì)太大。

三、裸眼鉆進(jìn)鉆具組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及井眼軌跡控制方法

1.開窗鉆具組合結(jié)構(gòu)

φ120銑錐+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

鉆進(jìn)參數(shù)：

起始階段：鉆壓5kN；排量10L/s；轉(zhuǎn)速20～30r/min。

鉆進(jìn)階段：鉆壓10～15kN；排量10L/s；轉(zhuǎn)速60～80r/min。

出套階段：鉆壓105～20kN；排量10L/s；轉(zhuǎn)速80—100r/min。

鉆進(jìn)長(zhǎng)度：5～5.5m修窗上提下放懸重下降不超過5kN。

2.斜直段鉆具組合結(jié)構(gòu)

φ118PDC鉆頭+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

施工參數(shù)：鉆壓20～40 kN；排量10～12L/s；轉(zhuǎn)速120～150r/min。

3.增斜段鉆具組合

φll8PDC鉆頭+φ95單彎螺桿+φ105定向接頭+φ73無磁抗壓鉆桿+φ73抗壓鉆桿+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

施工參數(shù)：鉆壓105～20kN；排量10～12L/s；泵壓14MPa。

4.穩(wěn)斜段鉆具組合結(jié)構(gòu)

φ118PDC鉆頭+φ115螺扶+φ105定向接頭+φ73無磁抗壓鉆桿+φ73抗壓鉆桿+φ115

螺扶+φ73抗壓鉆桿+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

施工參數(shù)：鉆壓20～40kN；排量12L/s；轉(zhuǎn)速120～150r/min。

四、提高側(cè)鉆井固井質(zhì)量措施

由于5 1/2″套管側(cè)鉆井的環(huán)空間隙相當(dāng)于常規(guī)井眼環(huán)空間隙的四分之一(約9mm)，在

狹窄的間隙中管串貼壁極易蹩漏竄，導(dǎo)致固井質(zhì)量差，甚至導(dǎo)致注水泥施工的失敗，小井眼固井面臨的困難有：

①封固井段套管串在小間隙環(huán)空中的居中扶正問題。

②提高水泥漿的頂替效率和防止注替過程中的堵蹩漏問題。

③小排量注替控制技術(shù)。

④如何形成高強(qiáng)度均勻優(yōu)質(zhì)薄水泥環(huán)以阻止地層油氣水進(jìn)入等。

為提高固井質(zhì)量應(yīng)采取以下措施：

①擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)大封固井段孔徑至140～150mm，增加水泥環(huán)的厚度提高固井質(zhì)量。

②在下井尾管上加放扶正器，在主油層段l0m尾管一只，非主油層20m套管一只，起到扶正尾管、保護(hù)井壁、減小流動(dòng)阻力，提高頂替效率。在斜向器位置鍛銑就是為了擴(kuò)眼和下扶正器而設(shè)計(jì)的。

③在水泥漿中加入降失水劑、分散劑、減阻劑，使配制的水泥漿在施工全過程中低失水，大大減少了環(huán)空間隙的流動(dòng)阻力。使薄水泥環(huán)堅(jiān)韌優(yōu)質(zhì)，在候凝期間抵御地層油氣水的侵入。

④在注水泥前用清水充分洗井，洗出井壁上和套管外壁上的泥餅，提高第一、二膠界面的膠結(jié)強(qiáng)度。注水泥漿頂替采用紊流狀態(tài)，環(huán)空返速在1.5～1.6m/s，提高頂替效率。

五、建議

①在5 1/2″套管內(nèi)側(cè)鉆應(yīng)用鍛銑和側(cè)向相結(jié)合的方法開窗，既有效地節(jié)省時(shí)間，又有利于擴(kuò)眼和下尾管扶正器。

②如果定向鉆進(jìn)井段較長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)鉆速較慢或加壓無效的情況，說明鉆具與井壁接觸面積增大，此時(shí)必須大幅度活動(dòng)鉆具，短起下鉆，分段循環(huán)；鉆進(jìn)中根據(jù)井眼軌跡控制需要和井下情況導(dǎo)向鉆進(jìn)數(shù)米，然后定向鉆進(jìn)。

③必須根據(jù)施工中的實(shí)際情況連續(xù)測(cè)量，利用計(jì)算機(jī)跟蹤計(jì)算、作圖，準(zhǔn)確預(yù)計(jì)井眼的變化趨勢(shì)，計(jì)算出待鉆井眼所需造斜率，以此為依據(jù)制定出合理的下步施工方案。

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2 譙抗逆,李鷺光.套管開窗側(cè)鉆分枝井工藝技術(shù)實(shí)踐[J];天然氣工業(yè);1995年01期;

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4 黃彬,李勇,馬旭川.川西地區(qū)套管開窗側(cè)鉆定向井技術(shù)應(yīng)用前景探討[J];鉆采工藝;2000年04期;