51/2″套損井側鉆定向井挖潛技術

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入勝利油田市場以來，勝利油田已進入高含水后期開采階段，并且每年新發現的套損井數成逐年上升態勢。為了更好服務業主，套損井側鉆定向井挖潛技術成為研究重點，側鉆是繼取套技術之后又一修復套損嚴重井，使其恢復生產的有效方法。如不定向側鉆，一是有可能造成鉆穿相鄰井的套管事故，二是可能進入了相鄰井挖制的采油區域，其結果是事倍功半。因此，應開展側鉆定向井工藝現場應用，進一步提供競爭力提供技術保障，搶占中石油外部市場，為公司未來飛躍發展打下堅實基礎。

一、套管開窗方法的優選確定

套管側鉆開窗方法目前有兩種：一是鍛銑開窗，然后注水泥側鉆；二是側向開窗，即下入斜向器，然后用銑錐開窗側鉆。斜向器開窗時間短，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時(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量儀，同時存在套管上斷口在上提鉆具時存在阻卡的隱患。如采取鍛銑開窗側鉆，剛好在此地層處增斜，因此不可取。側鉆開窗已有五年的成熟經驗，開出的窗口平整圓滑，上提下放只有大于0.5t的夾持力，卡鉆的機率極小。斜向器的方位可以調整到設計方位，在轉盤鉆進50m左右方位漂移不會太大?？紤]到擴孔和下尾管扶正器的需要，確定在套損點以上20～30m鍛銑5～6m，在此處固定斜向器，然后進行側向開窗。

二、井身剖面的設計原則及計算方法

根據開窗方法和地層的情況確定井身剖面類型為斜直-增斜，鉆速和電測都有明顯的影響，一般認為，最大井斜角小于15°的井，難于穩定方位，最大井斜角在15°～30°之間的井，既能有效地調整井斜和方位，又能順利地進行鉆進、電測和固井。確定螺桿鉆具的造斜率K(K=1/Ro)后，就能計算出最大井斜角，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。

造斜點在套損點以上20m左右，井段長50m左右。其目的一是避開隨鉆測量儀的磁性干擾長度，二是避開此段復雜的井段增斜扭方位。斜向器的導斜角設計成3°～2°。斜面方位與設計方位相同，因此窗口平滑圓整，方位漂移也不會太大。

三、裸眼鉆進鉆具組合結構設計及井眼軌跡控制方法

1.開窗鉆具組合結構

φ120銑錐+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

鉆進參數：

起始階段：鉆壓5kN；排量10L/s；轉速20～30r/min。

鉆進階段：鉆壓10～15kN；排量10L/s；轉速60～80r/min。

出套階段：鉆壓105～20kN；排量10L/s；轉速80—100r/min。

鉆進長度：5～5.5m修窗上提下放懸重下降不超過5kN。

2.斜直段鉆具組合結構

φ118PDC鉆頭+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

施工參數：鉆壓20～40 kN；排量10～12L/s；轉速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：鉆壓105～20kN；排量10～12L/s；泵壓14MPa。

4.穩斜段鉆具組合結構

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：鉆壓20～40kN；排量12L/s；轉速120～150r/min。

四、提高側鉆井固井質量措施

由于5 1/2″套管側鉆井的環空間隙相當于常規井眼環空間隙的四分之一(約9mm)，在

狹窄的間隙中管串貼壁極易蹩漏竄，導致固井質量差，甚至導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。

④如何形成高強度均勻優質薄水泥環以阻止地層油氣水進入等。

為提高固井質量應采取以下措施：

①擴孔鉆頭擴大封固井段孔徑至140～150mm，增加水泥環的厚度提高固井質量。

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、保護井壁、減小流動阻力，提高頂替效率。在斜向器位置鍛銑就是為了擴眼和下扶正器而設計的。

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，大大減少了環空間隙的流動阻力。使薄水泥環堅韌優質，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、二膠界面的膠結強度。注水泥漿頂替采用紊流狀態，環空返速在1.5～1.6m/s，提高頂替效率。

五、建議

①在5 1/2″套管內側鉆應用鍛銑和側向相結合的方法開窗，既有效地節省時間，又有利于擴眼和下尾管扶正器。

②如果定向鉆進井段較長，會出現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，此時必須大幅度活動鉆具，短起下鉆，分段循環；鉆進中根據井眼軌跡控制需要和井下情況導向鉆進數米，然后定向鉆進。

③必須根據施工中的實際情況連續測量，利用計算機跟蹤計算、作圖，準確預計井眼的變化趨勢，計算出待鉆井眼所需造斜率，以此為依據制定出合理的下步施工方案。

1 王珍應,馬德坤.井眼軌跡預測研究的回顧和展望[J];石油機械;1993年10期;

2 譙抗逆,李鷺光.套管開窗側鉆分枝井工藝技術實踐[J];天然氣工業;1995年01期;

3 謝繼安.φ140mm套管開窗側鉆定向井技術應用[J];石油鉆采工藝;1996年04期;

4 黃彬,李勇,馬旭川.川西地區套管開窗側鉆定向井技術應用前景探討[J];鉆采工藝;2000年04期;