開窗一體式斜向器及通刮一體式工具在大31-側斜18井的應用

李寧

摘要：開窗側鉆技術是降低鉆井成本投入，增加采出產量的常用有效措施。而目前勝利油田的側鉆井施工已經形成一套很規范的流程，在工藝上基本已經無法改進，只有在工具上進行改進，從而縮減側鉆井施工的成本。針對側鉆井實施過程中用于前期處理井筒及開窗的常規工具因施工工序多影響側鉆井實效與施工成本問題，我隊在大31-側斜18井施工時試驗開窗一體式斜向器及通刮一體化工具。

關鍵詞：側鉆;開窗工具;通刮一體工具;斜向器

分類號：TE246

1、技術分析

1.1工具結構

開窗一體式斜向器主要由分段式銑錐、連通管、斜面部分、封隔器部分、保護套部分組成（詳見圖1-1）。

通刮一體工具主要由刮削器部分、通井規部分組成（詳見圖1-2）。

1.2工作原理

通刮一體工具：該工具根據設計需要，選擇合適的尺寸，下至通井深度，開泵循環正常后，頭入配套金屬球，當金屬球進入工具內球座后，循環通道堵死，這時泵壓升高，當達到刮削器銷釘剪短壓力時，銷釘剪短，刮削器牙張開，上提鉆具對設計位置進行刮削。這樣達到通井刮削一趟鉆具完成。

開窗一體式斜向器：該工具下到預定位置后，直接開泵憋壓，使工具上下活塞同時移動，推動卡瓦牙直徑增大，直至與套管內部接觸，泵壓升高至設計壓力，現場連續憋壓三次以上，時卡瓦牙與套管內壁卡死，保證一體式斜向器完全做掛在套管內壁上，同時在該工具坐封的過程中，下面封隔器膠皮部分也工作，膠皮擴張與套管實現密封。上提下放5t檢查坐封是否成功，成功后，下壓15t剪短銷釘，銑錐和斜向器本體脫開;再上提8t剪斷銷釘，銑錐和中心桿脫開。開泵循環可進行開窗作業。

分段式銑錐其設計原理是：前段φ95×18cm段用來開出套管以及磨掉中心桿剩余部分，后段φ119×45cm部分用來擴大窗口，中間φ89×18cm部分只起承接作用。

2、現場使用情況

2.1通井規使用

大31-側斜18井設計通井深度1270m，刮削1070-1270m，該工具下入深度1270m后，開泵循環暢通，泵壓1MPa，投球，待球入座后，正打壓5MPa，后迅速泄壓至1MPa，刮削器張開，上提鉆具對1070-1270m范圍反復刮削3次，起出工具，其刮削器有2個牙未張開，張開牙后其刮削范圍最大124mm，刮削效果不好（如圖2-1所示）。

2.2開窗一體式斜向器的使用

斜向器坐封：大31-側斜18井下入一體式斜向器，調整上斜面為設計深度1170.6m，正打壓25MPa三次坐掛斜向器，上提下放懸重保持原懸重24t沒有變化，斜向器坐掛未成功，廠家詢問該公司專家，決定增大正打壓壓力至27MPa，反復打壓后上提下放顯示坐掛成功;下壓20t至才將銑錐與斜向器之間的銷釘剪短，比設計剪切噸位增加5t;上提6t至懸重30t，剪斷中心桿與銑錐之間的銷釘，丟手成功，比設計剪切噸位小2t。

銑錐開窗：丟手成功后，開泵替泥漿進行開窗作業，該井自8月15日17：00開始開窗，初始鉆壓為5KN，至16日8：00開窗井段1170.9-1172.1m，進尺1.2m，期間泵壓自11MPa升至18MPa，間歇出現憋泵現象，至10：00開窗基本無進尺，現場分析銑錐出現問題，可能中間89×18cm部分在前段開出窗口后一直騎在窗口位置，窗口一直磨損中間部分，進尺緩慢，長時間在窗口磨銑可造成銑錐磨斷，造成嚴重工程事故。我隊決定起鉆更換老式銑錐開窗，起出分段式銑錐，檢查銑錐中間段磨損嚴重。改為老式銑錐僅用不到10小時就開窗及修窗完畢。

3、關鍵技術及結構的需完善部分

針對該一體式斜向器及通刮一體工具在本井的使用工程中存在的問題及工具的薄弱環節，提高工具的使用效率及成功率，我有如下的個人意見。

3.1連接銷釘的剪切力及銷釘的合理配備

根據使用地區的開窗點深度，使用鉆具的懸重，設計合理的剪切銷釘材質和剪切力，這樣能保證不因鉆具重量過大造成銷釘意外剪短，也不因銷釘剪切力過大導致剪切泵壓過高，或造成剪切失敗。

3.2合理設計銑錐的構造

衡量銑錐好壞的主要技術指標就是磨銑的速度，窗口的效果。銑錐在開窗時，要承受斜向器及套管對其磨損，因此磨銑的材料要有足夠的耐磨性，老式銑錐的磨銑材料就很合理，建議將分段式銑錐該為老式銑錐樣式，取消其分段樣式，選擇中心管直接連接斜向器的方式。銑錐最好能改變其合金快的排列方式，由原來的豎排，改為左螺旋結構形式，這樣能連續接觸斜向器及套管，開窗時更平穩，切削速度較快。

3.3通刮一體式工具的改善

該井使用的通刮一體工具長3.15m，剪切力設計也不合理，根據后期幾口井使用工藝所的通刮一體工具，其工具長度僅1.3m，即去掉該井工具通井規部分，通井刮削效果都能達到，使用效果很好。

4、結論

目前石油工程進入寒冬期，油公司壓縮鉆井成本，因此必須降低側鉆井成本，這樣才能有利潤。在側鉆工藝已經成熟的今天，只有通過改進工具來縮短施工周期，而通刮一體工具、開窗一體式斜向器，銑錐試鉆成為可以縮短施工井周期的有效途徑，因此，研究使用合理的工具，成為降本增效的最好辦法。

（勝利石油工程有限公司井下作業公司 山東東營257000）