鉆井側鉆技術研究與應用

呂育聲

（中石化江漢石油工程有限公司鉆井二公司，湖北潛江 433123）

鉆井側鉆技術研究與應用

呂育聲

（中石化江漢石油工程有限公司鉆井二公司，湖北潛江 433123）

結合側鉆井設計實例，總結側鉆工藝技術及今后的努力方向。

套管開窗；定向井；斜向器；工藝技術

套管開窗側鉆廣泛運用在老井恢復生產的鉆井作業中，是一個非常重要的工藝過程，包括側鉆位置的確定、開窗方式的選擇以及工具儀器的選擇等，它直接關系著重鉆作業的成敗。

1 側鉆工藝技術

1.1 井眼準備

1.1.1 井眼準備的目的

井眼準備的目的是使側鉆各階段以及下尾管順利，實現側鉆目的，恢復油水井生產。因此，側鉆前井眼準備也是側鉆作業的關鍵環節和主要步驟。

1.1.2 井眼準備程序及要求

（1）擠封油層

側鉆前封堵原油藏的目的：一是利用水泥塞為斜向器準備一個準確而堅固的人工井底，以便控制開窗側鉆的位置；二是防止油水互竄，影響采注效果。

（2）上部套管試壓

上部套管試壓的目的是了解套管是否完好，為套管開窗的位置和下入尾管的長度提供依據，并為尾管固井、試壓及后期投產分采分注打好基礎。

（3）通井

通井可以了解套管是否有變形等情況，是為能否順利下入斜向器和其他工具，選擇側鉆開窗位置和尾管下入深度提供依據。

1.2 開窗技術

鉆井開窗工藝技術就是在設計的井筒位置固定一個斜向器，利用斜向器的導斜作用，使開窗鉆具在套管側面開窗，然后由側鉆鉆具鉆開油層至設計深度，下人套管固井、射孔完井。

1.3 側鉆故障預防與處理技術

1.3.1 井漏的分析與預防

發生井漏必須具備兩個條件：一是巖層縫隙大于鉆井液中最大固相顆粒的粒徑；二是井眼液柱壓力大于地層孔隙壓力。因此，鉆進時保持鉆井液密度不高于鉆井液設計密度上限，或與地層壓力系數相近，既能夠在一定程度上減少井漏的風險，又有利于快速鉆進，既能夠滿足井控要求，又不會導致壓力失控。

1.3.2 卡鉆故障預防

鉆具與井壁間的摩阻過大，是引起壓差卡鉆的根本原因，這就對鉆井液性能和工程措施提出了較高的防卡要求，預防壓差卡鉆的措施有以下幾點：

（1）鉆井液體系選用，控制固相含量

（2）控制合適的壓差

鉆具與井壁間的摩阻隨液柱壓力的增加而增加，因此在井下正常的前提下，保持較低的鉆井液密度有利于防止壓差卡鉆。

（3）保持良好的流變性，提高洗井效率

實驗表明“低切力、中黏度、高排量”有助于安全快速鉆井。所以保持良好的鉆井液流變性，提高洗井效率，有利于防止卡鉆。

（4）加強工程措施

側鉆井一般井斜較大，井筒內很容易形成巖屑床，“勤劃井眼、多拉井壁”，加強工程措施是防止壓差卡鉆的重要一環。

2 側鉆井設計實例

2.1 地質概況

根據TP128CH井實鉆資料，TP128CH井自上而下鉆遇良里塔格組垂厚約129m，恰爾巴克組垂厚約230m，一間房組垂厚約92m。

例如：有機硅材料耐低溫達到零下70度以上，耐高溫達到250度以上，1969年美國宇航員阿姆斯特朗登月時穿的鞋就是有機硅材料的。航天、航空使用的密封材料都是有機硅的。有機硅在紡織品上使用，能增加5倍的強度，能增強紡織品的柔性，防塵防水，不用有機硅材料就沒有高檔的紡織品。在建筑上使用有機硅材料，是最高端的防水劑。所有的高檔化妝品都離不開有機硅材料。在醫院所有使用的人造器官、人造血管，都是有機硅材料的。有機硅材料是高分子領域，最優質的耐老化、耐紫外線耐臭氧的材料。總之，有機硅新材料在各行各業，無所不在。

2.2 工程設計

由地質數據可知良里塔格組巖性穩定性、可鉆性良好，符合開窗側鉆的要求。為了能夠順利的進行套管開窗側鉆，選擇采用陀螺定向，并用斜向器導斜，使開窗側鉆方位準確。

2.3 技術難點

2.3.1 開窗側鉆點深

由于側鉆點深，鉆具長度超過6 200m，對井下情況判斷和鉆具扭矩傳遞造成較大困難，增加了斜向器坐掛和套管開窗的難度。

2.3.2 地層易漏，小井眼施工風險大

老井眼經酸化和壓裂后開采，油層壓力變化大，發生井漏的可能性大；小井眼環空間隙小且水平段長，鉆具與井壁接觸面積大，上提下放過程中的摩阻大，易黏附卡鉆。

2.3.3 井底溫度高、壓力大

根據老井實鉆情況分析，預計井底井溫高、壓力大，定向工具的工作環境惡劣，開窗側鉆中工具及定向儀器能否正常工作，是側鉆是否成功的關鍵。

2.4 開窗側鉆作業

2.4.1 開窗點選擇

TP128CH井開窗點選擇在良里塔格組，造斜點深6 271m。2.4.2 打水泥塞

打水泥塞的目的在于封堵老井眼為斜向器準備一個準確而堅固的人工井底，以便控制側鉆開窗位置。

2.4.3 下斜向器

下入陀螺測斜儀測定井斜、方位，然后根據開窗方位確定定向鍵方位。投球，小排量開泵，帶球入座后，泵壓逐漸升高10MPa，停泵，然后開泵憋壓至25MPa，穩壓5min。憋壓使斜向器內高壓液體由丟手接頭及中心管上的傳壓空進入缸筒內，推動活塞下行剪斷銷釘，卡瓦下落咬住套管內壁實現固定。

2.4.4 開窗磨銑階段

從銑錐磨銑斜向器頂部上方到銑錐底圓剛出套管外壁。在施工中要注意鉆壓和轉速均應由小到達，由低到高，并始終觀察井下返屑情況判斷是否進入地層。

2.4.5 窗口修整與保護階段

從銑錐底圓出套管到銑錐全部出套管。實際打開的窗口具有不規則、不光滑的特點，必須經過修整，使之成為標準窗口。下部鉆進過程提下鉆時，井下鉆具組合通過窗口也應注意下放速度，因鉆頭或扶正器很可能掛住斜向器邊沿使斜向器轉動或磨壞斜向器。

3 結論

1）各級側鉆技術的選擇與井身結構及地層等因素密切相關。

2）不同的開窗方式有著其各自的特點，應當依據不同地層條件及施工要求認真分析，采用最合理的開窗方法。

3）側鉆井一般井斜較大，容易形成巖屑床。保證鉆井液良好的性能，并加強工程措施是防止壓差卡鉆的重要環節。同時，要注意鄰井的注采影響。

4）斜向器設計位置應避開套管接箍，選擇地層穩定、可鉆性好且固井質量好的井段。

[1] 孫海芳，靳樹忠.套管井側鉆技術實踐與認識[J].鉆采工藝，2002，25（4）：14-17.

Research and Application of Drilling Side Drilling Technology

Lu Yu-sheng

This paper combines the side drilling design example，summarizes the sidetracking technology and the future direction of the effort.

casing window；directional well；diagonal device；process technology

TE242.6

A

1003–6490（2017）05–0229–02

2017–04–20

呂育聲（1983—），男，湖北潛江人，助理工程師，主要從事鉆井工程技術相關工作。