渤海油田老井套管開窗側鉆技術研究與應用

王文，侯欣欣，劉海龍，謝濤，王嘯

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

隨著渤海油田的深度開發，低效井、長停井數量逐年攀升，但局部區域單井控制剩余儲量仍相對較高，同時受平臺槽口數量及開發經濟性限制，利用老井井槽側鉆新井眼是開發周邊剩余油最有效的手段之一[1-4]。套管開窗過程中，開窗鉆具提前出窗、過窗口易卡鉆等側鉆難題是提高開窗作業時效的主要障礙。本文通過優選側鉆點、開窗鉆井參數精細控制等方面的研究提高了開窗效率。

1 側鉆點優選

側鉆點宜選擇在固井質量良好及穩定地層，應避開斷層、鹽層等復雜地層和降斜井段。另外，應根據套管表及固井質量測井曲線選擇上下窗口及斜向器的錨定位置，避開套管接箍和套管扶正器，上窗口宜離上接箍3～5 m。在設計過程中，在防碰通過的條件下，側鉆點的選擇主要依據不同側鉆點下井眼軌跡的總進尺及窗口附近井眼軌跡全角變化率：一般現場施工要求窗口附近井眼軌跡最大全角變化率在3.5°/30m 以內，然后選擇總進尺最少的側鉆方案[5-7]。

2 開窗工具

開窗工具分為斜向器座掛、套管開窗兩趟鉆側鉆工具及一趟鉆開窗側鉆工具[8-10]。海上為節約起下鉆時間，基本采用一趟鉆開窗側鉆工具，常用的一趟鉆開窗鉆具組合為：斜向器+開窗磨鞋+撓性短節+次級磨鞋+1 根鉆鋌+MWD+6 根鉆鋌+變扣+加重鉆桿×10 柱+普通鉆桿。引導磨鞋主要用于開窗和修窗，次級磨鞋主要用于修窗，第1 根鉆鋌為防止MWD 在窗口磨損，后面6 根鉆鋌為增加開窗鉆具組合剛性，使開出的窗口平整圓滑。有時開窗點較淺，加鉆鋌可以增加鉆具懸重，用以剪切斜向器與開窗鉆具連接的銷釘。

3 開窗工藝流程

開窗作業是調整井作業的關鍵步驟，窗口的好壞直接影響后續鉆井的時效。開窗工藝流程主要包括：井眼準備、循環閥與MWD 井口測試作業、斜向器座掛作業、開窗工具與斜向器分離、套管開窗作業及修窗作業。

（1）井眼準備：刮管洗井，清除套管壁的油污，保證斜向器成功座掛。

（2）循環閥與MWD 井口測試作業：旁通循環閥與MWD 組合井口測試并復位旁通循環閥。

（3）斜向器座掛：斜向器下至設計開窗井深，使用MWD 測量方位，調整斜向器方位，擺方位完成后，重復開關泵，憋壓，完成斜向器座掛。

（4）開窗工具與斜向器分離：多次上提下放使銷釘疲勞，剪斷開窗工具與斜向器的連接銷釘，使其分離。

（5）開窗：套管開窗過程鉆井參數的控制對窗口質量影響較大，開窗主要分為5 個階段。

①磨窩：該階段開窗磨鞋緩慢吃進套管，應使用小鉆壓，緩慢送鉆，防止蹩扭，蹩停頂驅。一旦蹩停，提活開轉還需要重新磨窩，嚴重影響開窗效率；

②開窗磨鞋較好吃入套管后，可以提高送鉆速度，適量增加鉆壓和轉速，開窗速度快；

③過死點：死點為套管上到斜向器斜面距離等于鉆頭半徑Rb的點，分為上死點和下死點（圖1），套管上該點相對鉆頭線速度為零，無法打磨套管，開窗困難。該階段不能有效磨套管，加大鉆壓過死點，該過程較慢；

圖1 死點示意圖

④過完死點后，開窗速度可以加快，適當提高轉速，和階段②類似；

⑤開窗磨鞋快要出窗口，應適當降低鉆壓，防止鉆具跳窗，磨完套管后，鉆4～6 m 口袋。

（6）修窗：開窗作業結束后宜通過改變不同轉速修整上下窗口，停轉及停泵狀態鉆具上提下放，在確認磨鞋通過窗口阻掛不超過1 t 后起鉆無阻掛才可結束修整窗口。起出磨銑工具，應檢查磨銑工具外徑。當次級磨鞋直徑磨損大于3.175 mm時，應再下入新磨銑工具打磨窗口。

4 應用實例

渤海X 油田Y 井于2009 年9 月投產，后期日產液754 m3，日產油11 m3，含水率98.6%。為改善生產現狀，綜合考慮單井生產情況、剩余可采、措施潛力及鉆完井可實施性，決定利用Y 井眼側鉆新井A42H2，完善砂體開發井網，提高儲量動用程度，改善砂體開發效果。Y 井為已側鉆井，側鉆點深度在495.1 m，下入244.5 mm 套管（下深248 m）復合177.8 mm 尾管（下深248～1 724 m），152.4 mm 裸眼完井，完鉆井深1 976 m，井身結構見圖2。

圖2 Y 井井身結構示意圖

為了確定最優的側鉆點深度，利用Landmark 軟件進行五種側鉆方案的設計及優選，見表1。隔水導管鞋下裸眼側鉆、350 m 及420 m 深度339.725 mm 套管開窗均存在軌跡防碰問題且無法解決，460 m 深度339.725 mm 套管開窗軌跡難度適中，無防碰問題，可行性較好，177.8 mm 套管開窗軌跡難度略大且后續沒有合適的井身結構，綜合考慮最終選擇460 m 深度339.725 mm 套管開窗的設計方案。

表1 A42H2 側鉆方案優選

現場開窗實踐表明，該工藝流程開窗質量較好，次級磨鞋磨損量小于0.79 mm，小于標準要求的3.175 mm，無需下修窗鉆具組合進行修窗作業，后續馬達和旋轉導向鉆具過窗口順利，減少了起下鉆時間和修窗時間，提高了開窗效率。

5 結論

通過對套管開窗技術的研究，形成了側鉆點優選、精細開窗工藝流程技術，提高了套管開窗的窗口質量，無需單獨再下一趟修窗鉆具進行修窗作業，節約了起下鉆時間，提高了開窗效率，為渤海油田調整井作業提供了重要保障，也可為其他類似老油田套管開窗側鉆提供借鑒。