東頁深4井Φ273.1mm套管開窗技術實踐認識

江巍

摘 要：東頁深4井是部署在川東南綦江褶皺帶東溪斷背斜構造上的一口預探井，因實鉆目的層垂深與設計偏差較大，致使“直改平”時增斜段全角變化率過高，最終采用Φ273.1mm技術套管開窗側鉆。通過優選液壓導斜器及開窗工具，自加工防轉爪座，導斜器采用坐底坐封，保證開窗過程中導斜器不轉動、不下滑。導斜器斜軌角度4.5°，斜面經HB260～320硬度處理，提高了導斜器的抗磨、導斜和造斜能力;特殊設計的復式銑錐，保證在騎窗階段有效鉆入地層，快速通過“死點”位置，并實現開窗、修窗一體化;采用Φ218mm銑錐+Φ220mm銑棒擴窗、修窗，確保后續Φ215.9mmPDC+Φ172×1.5°單彎螺桿組合、斯倫貝謝Acher旋轉導向組合（雙扶Φ212mm）順利通過窗口，為今后Φ273.1mm套管開窗施工提供了寶貴經驗。

關鍵詞：套管開窗;導斜器;復式銑錐;“死點”位置;窗口

1 引言

東頁深4井是部署在川東南綦江褶皺帶東溪斷背斜構造上的一口預探井，因實鉆目的層垂深與設計偏差較大，致使“直改平”時增斜段全角變化率過高，最終采用Φ273.1mm技術套管開窗側鉆。施工中根據套管規格優選導斜器及開窗工具，優化開窗參數及開窗、修窗、試鉆方案，保證了后續施工中Φ215.9mmPDC+Φ172×1.5°單彎螺桿組合、斯倫貝謝Archer旋轉導向組合（雙扶Φ212mm）

順利通過窗口，為今后Φ273.1mm套管開窗施工提供了寶貴經驗。

2 開窗難點分析

①套管規格Φ273.1mm×P110×12.57mm，套管鋼級高、內徑247.96mm，導斜器坐封時卡瓦牙吃入受限，坐掛不牢。如懸空坐掛，極易在開窗或后續施工中出現斜向器下滑或轉動;

②套管鋼級高、壁厚大，極易在開窗騎套階段形成“死點”，銑錐長時間磨銑斜向器斜面，導致錐頭磨光、斜面受損，甚者斜向器松動，開窗失敗;

③后期增斜段、水平段使用旋轉導向工具，結構復雜、剛性強，增加了對開窗效果、窗口質量的要求。

3 開窗技術

3.1 開窗側鉆點選擇

根據側鉆軌跡所需增斜率反推開窗側鉆點，結合電測井徑、電測固井質量（CBL/VDL）、入井管串數據及實鉆地層巖性、鉆時等因素，綜合確定開窗側鉆點位置3653.00m。井深3653.00m附近巖性為灰色泥巖，可鉆性較好，井徑規則，固井質量優質，避開了套管接箍2.86m（電測接箍位置3650.14m），符合開窗側鉆點選擇要求。

3.2 開窗參數及階段措施

精確校準鉆具，銑錐下到斜向器頂尖以上，開泵至鉆進排量30L/s，開始套管開窗。校正指重表，緩慢下放鉆具，至扭矩有明顯擺動開始用鋼卷尺測量進尺，開窗施工過程：

3.2.1 初始階段

因導斜器坐掛后不緊貼井壁，復式銑錐與導斜面頂尖接觸時蹩勁大，易造成銑錐損傷，需要平穩操作。輕壓慢轉，控制鉆壓5～l0kN，轉速40～50r/min，讓銑錐磨銑出一個均勻的接觸面，記錄磨銑進尺在0.5m左右。

3.2.2 騎套階段

騎窗階段是開窗的關鍵階段，決定著能否開窗成功。

待完成初始階段0.5m進尺，扭矩變小穩定后，逐步提磨銑鉆壓至30～40kN，轉速提至70rpm。開窗過程中以鉆壓、扭矩不明顯增加為原則，送鉆均勻，勤送少送，確保有進尺開窗。嚴禁吊打，若30min無進尺，上提鉆具調整開窗參數，防止銑錐頭在“死點”位置長時間研磨，導致導斜器斜面磨損、錐頭磨光，開窗失敗。

觀察振動篩處鐵屑返出量及形狀;如有異常，加強活動鉆具，用稠漿推段塞。

嚴格執行開窗操作措施，精細操作，嚴禁在盲目加壓，造成提前出窗、窗口修理不齊整，出現卡鉆情況。

3.2.3 出套階段

復式銑錐頭剛進入地層時開窗速度較快，根據鉆時調整開窗參數，確保復式銑錐最大外徑出套管，下窗口圓滑平穩過渡到地層。

3.2.4 修窗階段

修窗轉速可提高至80～100rpm，增加鉆具擾動幅度。勻速緩慢正劃倒劃修正窗口，修窗至靈敏針不擺動，扭矩平穩。

3.2.5 銑錐鉆地層

復式銑錐受其結構及地層巖性影響，鉆入地層后通常鉆時較慢。本井選用的SKXZ-216開窗銑錐增加了3條切削齒（圖1所示），一定程度上提高了切削地層的能力。

本井在3653m開始磨銑開窗，導斜器斜面長度2.5m，待磨銑至井深3655.50m（銑錐全部出窗后），提高鉆壓至80kN鉆地層，鉆至井深3658.5m（出套3.0m，為下趟鉆擴窗銑錐+銑柱留足口袋）起鉆。

開窗期間要求平穩操作，送鉆均勻，勤校指重表，開窗各階段、參數無明顯劃分，根據進尺、鉆時、轉盤負荷、蹩鉆程度等情況及時調整開窗參數，為檢驗鉆壓大小，還可以根據井口返出鐵屑進行調整。

3.3 擴窗、修窗

①因開窗復式銑錐最大外徑216mm，為保證后續側鉆組合Φ215.9mmPDC+Φ172×1.5°單彎螺桿組合和斯倫貝謝Archer旋轉導向組合（雙扶Φ212mm）順利通過窗口。本井在開完窗后，用大剛性鉆具和銑錐、銑柱進行了擴窗、修窗。鉆具組合：Φ218mm復式銑錐+調整接頭+Φ220mm

銑柱+Φ165.1mm鉆鋌×6根+Φ127mm加重鉆桿×15根+Φ127mm鉆桿。通過調整接頭，調整銑錐與銑柱間距，實現在銑錐對下窗口進行修整、擴大的同時，銑柱也作用于上窗口，增加擴窗、修窗效果;

②下鉆至上窗口以上，開泵至正常循環排量30L/s，啟動頂驅，校準指重表，緩慢下放鉆具，以扭矩平穩為原則進行擴窗修窗，頂驅轉速80～100rpm;

③每修0.5m，上提鉆具驗證擴修效果，確保以無明顯阻卡。反復操作，待銑柱完全出套，上提下放無掛卡顯示，完成擴窗修窗。

3.4 試鉆

①鉆具組合：φ215.9mmPDC+浮閥+φ212mm扶正器+165.1mm鉆鋌×1根+φ212mm扶正器+165.1mm鉆鋌×5根+127mm加重鉆桿×15根+127mm鉆桿;

②下鉆至導斜器以上，開泵建立循環，控制下放速度緩慢通過窗口。開頂驅60rpm，鉆壓80-120kN，鉆至井深3675m（進地層20m左右）;

③起鉆時，扶正器、鉆頭過窗口無顯示。

4 認識與建議

①高鋼級厚壁套管，要考慮導斜器的坐掛工藝及防下滑防轉，對導斜器質量也提出了更高要求。本井優選烏魯木齊精博石油技術開發有限公司的SKDXQ-236（4.5°斜面）雙缸液壓導斜器及SKXZ-216開窗復式銑錐，取得了良好使用效果。在導斜器坐掛方面，采用“坐底坐掛”工藝，并通過自加工防轉爪座，有效解決了懸空坐掛可能發生的導斜器下滑、斜面轉動等問題;

②套管內坐導斜器開窗側鉆，導斜器斜面方位決定出窗方位，也決定新老井眼能否快速分離和防碰，需要慎重操作。無論是大井斜情況下利用陀螺儀或者MWD重力高邊，還是小井斜情況下利用陀螺儀磁方位坐掛，歸根是為了確定導斜器斜面方位，需要提前明確思路，準確測量角差;

③開窗騎套階段是關鍵，決定著能否開窗成功，根據進尺、鉆時、扭矩、返出鐵屑大小、形狀等情況及時調整開窗參數，保證開窗連續有進尺，快速順利通過“死點”位置進人地層。要求平穩操作，送鉆均勻，開窗各階段、參數無明顯劃分，開窗過程中嚴禁吊打，只要鉆壓不增加，扭矩不增加就送鉆，確保有進尺開窗。