水平井套管開窗技術研究及應用實踐

程召

摘要：針對油氣田開發現狀，開展小井眼側鉆水平井鉆井技術的研究和應用，論述了小井眼開窗側鉆水平井鉆井的工藝技術，使老井改造、加深、側鉆小井眼鉆井技術及徑向水平井等鉆井完井配套技術得以快速發展，對油氣田開發扶揚油層剩余油氣、提高采收率和綜合經濟效益具有十分重要的意義。鉆具尺寸小柔性大決定軌跡控制難度高，精細施工方案優化鉆具結構和實驗新型PDC鉆頭和泥漿體系，相比其它井提高了機械鉆速、減少起下鉆次數、縮短了鉆井周期、減小作業風險。為區塊套管開窗側鉆氣井水平井快速高效開發提供了一定應用實踐經驗。

關鍵詞：水平井;套管開窗;開窗側鉆;軌跡跟蹤;應用技術

井眼軌跡的控制主要是依靠合理的下部鉆具結構去抵御地層力的影響來實現的。由于小井眼所用鉆具剛度小，抗扭轉變形能力弱，抵御地層的能力也弱，因此小井眼軌跡控制技術比常規井眼困難得多。特別在井較深和井斜角較大的情況下，一旦實鉆井眼軌跡偏離了設計方位，在小井眼中扭方位困難極大，所以在小井眼中初始定向準確是非常重要的。由于鉆井參數的調整具有較大的局限性，只有通過井底動力鉆具及特別的鉆具組合進行井斜方位調整。同時采用隨鉆測斜儀跟蹤監測，另外一定要充分調研鄰井資料，選擇合適的方位提前角、最大井斜角、造斜點及鉆具結構、鉆井參數，盡量避免中速扭方位和增、降斜。此外，為使井眼能按預定的軌跡鉆進，必須在增斜段將井斜、方位向靶點方向調整，調整得越快，增斜段越短，對提高側鉆速度越有利。

一 套管開窗技術研究

1 開窗側鉆井4口，出現溜鉆1次，斷螺桿2次。主要原因：

⑵對于Φ89小鉆具加壓多少還沒有太多經驗。

⑶對于各個廠家Φ95螺桿使用時間的把握上還不明確。

2 開窗側鉆井4口，遇阻多次。主要原因：

⑴斜井段靶前距大，裸眼段長。

⑵斜井段長鉆具與井壁接觸面積大。

⑶排量大于8.5L/S泵壓高于18.5Mpa容易壓漏地層，小于7.8L/S泵壓低于17.5鉆屑攜帶不好，環空不暢，一停泵就容易沉砂。

⑷水平段鉆屑沉聚在下井壁上，形成巖屑床，加厚泥餅。

⑸施工周期長，開窗口水泥環和井壁被長期浸泡容易脫落和坍塌。

3 套管開窗側鉆井在軌跡失控上比較少見，多是地層突變因素影響，如蘇6-1-3CH，3830米按設計要求控制井斜往下走垂深，可地層正是砂巖突轉成黑色泥巖也會使得井斜下降，而巖屑和伽馬滯后的情況下，致使施工人員難以預料和規避。

二 井下復雜工況采取對策

1 防掉技術措施：

1.1入井鉆具、工具應準確丈量內徑、外徑和長度，并有詳細記錄，入井的特殊工具必須要繪制草圖。地面設備、儀表必須保證工作正常，靈敏準確，并保證其連續工作。儀器、儀表發生故障不得鉆進。

1.2每次起鉆時要認真檢查鉆具，發現損壞應及時更換，每趟鉆探傷和倒換鉆具。下鉆時，要涂好絲扣油，堅持按標準扭距緊扣，防止鉆具脫扣落井。

1.3 每趟鉆對鉆具進行探傷，確保完好的鉆具后在下鉆。并且對鉆具進行及時的倒換。鉆進時注意觀察泵壓變化，泵壓下降立即檢查地面設備，若地面設備無異常必須立即起鉆檢查井下工具。

井口操作時要防止工具落井。

2 防塌措施

2.1鉆入易垮塌層段后，要及時將鉆井液密度提高至設計上限，若井下仍不正常，需要提高密度時，在征得甲方同意后，可適當提高鉆井液密度，以平衡地層的坍塌壓力，保證鉆井施工安全、順利進行。

2.2起鉆時要注意灌滿鉆井液，防止因井內液面下降過多而造成井塌事故。

3 防卡措施

3.1鉆井液要具有良好的流變性。同時，要使鉆井液具有良好的攜巖能力，保證巖屑及時攜帶到地面。

3.2 鉆井液應保持性能穩定，濾失量要小，泥餅要薄而堅韌致密，鉆井液中可加入適量的潤滑劑，降低濾餅摩阻系數，改善鉆井液的潤滑性能。電測、下套管等作業時，要保證潤滑劑的用量，確保大井徑套管的順利下入。

3.3堅持短起下鉆，防止因形成巖屑床而卡鉆;堅持勤活動鉆具，防止因鉆具在井內靜止時間過長而發生卡鉆事故。

3.4切實做好井塌、井漏的預防工作，防止因井塌、井漏而導致卡鉆事故。

4 防漏措施

4.1 鉆進中注意防漏，有漏失顯示可在鉆井液中加入適量暫堵劑，提高地層的承壓能力。

4.2控制下鉆速度不能過快，開泵應先小排量，待返出正常后再增大排量，以免造成壓力激動憋漏地層。下鉆打通水眼時，盡可能避開易漏層，不要在易漏失層位定點循環，應在易漏層以上分段循環，并保持鉆井液具有良好的流態，減少對井壁的沖刷。

4.3加強固相控制，及時清除鉆井液中有害固相，防止憋堵和鉆井液密度自然增加。鉆進中若發生井漏，要立即起鉆至安全井段，查明原因，根據漏失情況處理好后，方可繼續鉆進。

5 防噴措施

5.1按設計標準化安裝井控設備，按標準試壓，崗位落實到位，搞好實戰演習。密切注意調查鄰井注水動態，若有影響及時聯系甲方停注泄壓。鉆開油氣層前鉆井液密度符合設計要求和井下安全的需要。

5.2鉆開油氣層前100m，進行氣層驗收，驗收合格方可鉆開油氣層，井場必須儲備足夠的加重材料和鉆井液處理劑。認真落實井控的十二項制度。特別是溢流觀察的崗位落實，罐區要有專人觀察，嚴格執行井控細則。

5.3起鉆按要求灌好泥漿，坐崗工核對起出與灌入量體積。鉆開油氣層后起鉆之前必須進行測油氣上竄速度，在保證安全的前提下方可起鉆。下鉆要控制鉆具的下放速度，避免出現大的激動壓力造成井漏誘發井噴。

三 結束語

套管開窗側鉆應做好以下工作，降低鉆井周期。設計前充分搜集資料，合理選擇開窗點，做好詳細的施工方案。根據地層物性，科學合理的進行鉆具組合，優化設計方案。優化鉆頭選型，針對開發適合小井眼開窗井在斜井段和水平段不同需求的鉆頭來達到快速鉆進的目的。由于目前套管開窗井周期長，泥漿浸泡時間長，或則井漏導致新老泥漿性能的不同對于井壁的穩定起負面影響，我們要細化措施，規范操作，及時調整鉆井液性能，同時加強技術指導與監督。

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