139.7套管開窗解析

1、1397mm 套管開窗側鉆鉆井技術 中原石油勘探局鉆井二公司 1397mm 套管開窗側鉆鉆井技術 2003 年 12 月1397mm 套管開窗側鉆鉆井技術 1 概述 139.7mm 套管開窗側鉆屬于小井眼微間隙鉆井， 近年來在油田開 發(fā)中，是一個投資小見效快的老油田開發(fā)手段，此項技術也是鉆井工程 的一個新課題。小井眼微間隙鉆井由于技術、工具不配套，大部分仍采 用常規(guī)鉆井手段來鉆小井眼微間隙井， 側鉆施工過程中暴露出的問題主 要是周期長、事故多、固井質量難保證。我公司工程技術人員根據(jù)前幾 年小井眼微間隙井的鉆井常出現(xiàn)的窗口問題、尾管懸掛器問題、井控、 井下安全問題進行分析總結，在近年的開窗側鉆井

2、大膽摸索、實踐，總 結出了固定導斜器、開窗及起下鉆過窗口、尾管懸掛器座掛的對策及技 術要求；對小井眼微間隙井的井控、安全鉆進問題進行分析，提出了新 的井控報警監(jiān)測方法及安全鉆進操作規(guī)程；完善了小井眼鉆井液技術， 小井眼鉆頭、井下動力鉆具優(yōu)選，小井眼復合鉆進、井眼軌跡控制技術 及小井眼完井技術。 這些適用性操作性強的技術對于今后提高小井眼微 間隙鉆井水平，減少事故的發(fā)生具有一定的指導作用。 一、關于開窗、尾管懸掛器座掛失敗問題及對策 小井眼套管開窗，即是在139.7mm 套管內某一位置下入并固定導 斜器， 采用銑削工具在套管上定向銑出一定長度的窗口工藝。 開窗失敗 主要有：導斜器下不到預定位置；

3、下到一定位置后因導斜器固定不牢， 銑削過程中導斜器改變方位；鉆井施工中導斜器下移。開窗失敗危害很 大，要想補救難度非常大且費用高，甚至可能導致該井報廢。 引起開窗事故的原因： 大部分都是操作不當引起的， 如井眼準備不 充分，沒有按規(guī)定的通徑規(guī)通井，導致中途遇阻；通井時循環(huán)不充分， 不用振動篩，砂子和雜物堆積在定向接頭處，用陀螺儀調整導斜器方位 時，座不上鍵；銑削窗口時參數(shù)不當，導致導斜器軸向移動，下鉆過窗 口時，沒有按過窗口規(guī)定操作，導致導向器下移。 為此，我們在小井眼開窗側鉆實踐中總結出如下對策：2 （一）、下入和固定導斜器 （ 液壓卡瓦式導斜器 ） 技術 1、必須用通徑規(guī)通井。每次使用通徑

4、規(guī)時要認真測量其尺寸，通 徑規(guī)的直徑比導斜器直徑大 3mm，長度 2m,下鉆防落物，通井要過窗 口以下 20m 左右，起鉆前要徹底循環(huán)，并在預定開窗處反復上下活動 鉆具，認真劃眼，消除套管壁殘余水泥對固定導斜器的影響。對通井迂 阻井段，應采用漲管技術或用銑錐進行擴孔，保證導斜器順利下入。 2、 檢查導向器的卡瓦是否松動，送入桿與導斜器連接是否到位。 3、 導斜器的斜面方位與定向接頭的鍵相對位置要畫圖備案。 4、 送入鉆具必須用48mm X200 mm 的通徑規(guī)通內徑。 5、 下導斜器要操作平穩(wěn)，控制下鉆速度，迂阻不超過 30KN ，不能 轉動,中途和座封之前不要循環(huán)。 6、 陀螺下到井底，要座

5、鍵 3 次以上，數(shù)據(jù)一致后，再調整導斜器 斜面至設計方位。 7、 固定導斜器必須用清水，為保證憋壓效果，清水中應無雜物。 8、 若憋壓達不到 22MPa 2MPa ，應檢查泵和管匯是否刺漏，投球 是否到位。 （二）、復合銑錐銑削技術 1、 銑錐入井前的檢查： 銑錐端部要圓滑 ,因為銑錐端部不圓滑易蹩 鉆，易把導向器蹩動位，水道要暢通，外徑要符合要求，鎢鋼顆粒焊接 牢固。 2、 開窗所用鉆井液要具有良好攜砂性，鉆井液的密度要調整到設 計密度 ,防止開窗后液柱壓力不平衡發(fā)生井噴。 3、 為了窗口平滑，要用 3 根105mm 的鉆鋌，下鉆時防落物，使 用好刮泥器，下到導斜器位置后先要靜壓 70KN-

6、80KN 并記錄方入，反 復幾次后，如果不同噸位靜壓，方入一致，說明導向器軸向已固定牢。 4、 探明方入后開泵，排量 8 l/s，啟動轉盤,轉速 30r/min-40r/min , 緩慢下放,鉆壓控制到 5KN 以內，進尺 0.2m 后，鉆壓 10KN，轉速 60r/min ，如果鉆時變慢，可加大鉆壓到 30KN ，進尺 1.7m 左右以后， 銑錐大部分進入地層，鉆時變快泵壓升高，這時要減少鉆壓，總進尺 3.5m-4.0m 開窗完畢。修窗口時要先上下活動鉆具， 記錄好遇阻遇卡點 的方入，然后再以 40 r/min 的轉速反復劃眼，直到上下活動、劃眼無阻 卡后起鉆。 3 （三）、起下鉆過窗口的操

7、作規(guī)程： 1、下井鉆具外徑嚴禁大于銑錐外徑。 2、起下鉆和鉆進時一律裝刮泥器，嚴防井口落物。 3、剎把一律正副司鉆操作。 4、鉆具下鉆到窗口位置時要緩慢下放，嚴防硬壓，遇阻不超過 20KN ，起鉆過窗口時，要 1 檔低速并閃動氣門緩慢上提，遇卡不能硬 拔，要輕撥動，多活動鉆具，遇卡不超過 20KN 。 5、起下鉆無特殊情況嚴禁在窗口附近循環(huán)和轉動。 （四）、尾管懸掛器易出現(xiàn)的問題及對策： 尾管懸掛器是懸掛尾管并完成尾管注水泥的專用工具。 在現(xiàn)場使用 過程中，易出現(xiàn)懸掛、固井注水泥失敗等事故。 尾管懸掛器失敗的原因除本身質量外， 主要是在使用中懸掛器的現(xiàn) 場操作及檢查，由于操作人員對鉆井設備操作

8、和井下情況了解不細，導 致懸掛器出現(xiàn)問題。 使用懸掛器可謂“一錘定音”的作業(yè)，使用的好壞關系到一口井的成 敗。為了減少和杜絕懸掛器事故，要求我們認真了解懸掛器的原理和使 用說明，關鍵是怎樣去實施。如德州生產(chǎn) 139.7mm X101.6mm 液壓尾 管懸掛器 ,在座封懸掛器時需要憋壓 12MPa ，穩(wěn)壓 2min ，然后憋通建立 循環(huán)。實際操作中投球后泵送至球座時，由于操作人員停泵慢或放氣閥 不放氣致使泵壓升高，一直憋壓到 18MPa 憋通球座，導致懸掛器不能 座封。正規(guī)操作是：根據(jù)鉆井液密度、粘度和井深計算出鋼球在鉆井液 中的下落時間，提前停泵（如開關不放氣可停柴油機）閃動氣門，緩慢 使泵壓

9、上升到 12MPa ，穩(wěn)壓兩分鐘，給懸掛器液缸推動卡瓦一定時間， 保證坐封，然后再蹩通循環(huán)。懸掛器還要保證注水泥成功，由于懸掛器 坐封前后的過流面積相差很大，應采取如下措施： 1 、送入鉆桿下完鉆不必活動鉆具，灌滿鉆井液接方鉆桿，小排量 循環(huán)使井內砂子帶出裸眼井段然后加大排量清洗井底 ,要留專人看泵壓 表，防止憋泵。 2、循環(huán)清砂處理鉆井液的時間不宜過長，能滿足要求即可。循環(huán) 時間長易刺壞浮箍和浮鞋，導致水泥漿倒返影響固井質量。 3、 由于73mm 鉆桿與101.6mm 尾管內徑不同，所以要使用鉆 桿膠塞和尾管膠塞。這就要求鉆桿和尾管的內徑分別用 48mm 和 4 83mm 通徑規(guī)分別通徑?，F(xiàn)

10、場操作中對尾管通徑很認真。對通 73mm 鉆桿內徑，一些操作人員認為平時在接單根時都認真通過內徑，下鉆再 通內徑?jīng)]必要。在現(xiàn)場作業(yè)中確實存在著 73mm 鉆桿通不過48mm 通徑規(guī)的現(xiàn)象(如新胡 7-側 109 井出現(xiàn)卡48mm 通徑規(guī)的現(xiàn)象)，所 以在施工中少一道看似簡單的工序，就可能導致固井失敗。 4、 若懸掛器因其它因素座掛不住，可將尾管座到井底，進行固井 作業(yè)；或將尾管起出更換懸掛器。 二、小井眼井控問題 現(xiàn)在全國各油田的井控裝備和常規(guī)井眼井控工藝都有長足的發(fā)展， 施工人員的井控意識也很強，并且有一套切實可行的井控條例，井控工 藝技術成熟。目前小井眼開窗側鉆的井控工藝尚不成熟，現(xiàn)場施工

11、人員 還沒認識到小井眼井控與大井眼井控之間的區(qū)別， 給安全生產(chǎn)帶來很大 隱患。 中原油田一般用215.9mm 鉆頭鉆開油氣層，下入139.7mm 油 層套管完井，139.7mm 套管開窗側鉆使用118mm 鉆頭鉆開油氣層, 溢流量 3 m3在不同井眼中液柱高度不同，具體見下表 1 : 表 1 溢流量 3m3 在不同井眼中液柱高度 溢流量 (m3) 井眼 (mm) 總容積 (m 3/km ) 裸眼 液柱高 (m) 環(huán)容 (m3/km) 有鉆桿時 液柱高 (m) 鉆桿 尺寸 (mm ) 3 215.9 36.6 81.9 24 125 127 3 118.6 11.05 271.7 6.865 4

12、41.2 73 由表 1 不難看出小井眼 1 m3比大井眼 3 m3溢流量在井筒內的液柱 高度還要高。這就要求坐崗人員要認真觀測，由原來的 3 m3以內報警 變?yōu)?1 m3以內報警。小井眼如果還以 3 m3報警，井控安全系數(shù)將要降 低三倍以上。73mm 鉆桿內流動阻力比環(huán)空中的流動阻力小，因此在 下鉆過程中，鉆桿內有時返噴鉆井液，當鉆開油層后下鉆過程中，井下 污染的鉆井液先進入鉆桿內，把上部的原鉆井液返噴出來，從而降低了 鉆具內的液柱壓力。因此在下鉆中途要分段循環(huán)泥漿，把受污染鉆井液 循環(huán)出來。否則下鉆越深返噴量越大，易導致鉆具內井噴。 由上表可以看出，小井眼井筒總容積小，在起下鉆時為了便于發(fā)

13、現(xiàn) 溢流，5 要用專用罐測量返出和灌入鉆井液量， 139.7mm 套管相當于技 術套管，為了發(fā)揮技術套管的作用， 搬上設備通井后要認真對 139.7mm 套管按規(guī)定試壓，檢查封堵射孔的炮眼情況和 139.7mm 套 管承壓情況，試壓不合格不允許下步施工。補救后試壓合格才能進行下 步作業(yè)。 三、裸眼鉆進中的安全問題及對策 139.7mm 套管開窗側鉆具有以下難點：井眼與鉆具、尾管的間 隙小，循環(huán)時的泵壓高，井下發(fā)生事故處理難。由于間隙小環(huán)空壓耗大 易井漏，鉆時快時砂子上返困難易蹩泵卡鉆，下鉆遇阻劃眼困難，尾管 固井前擴眼更危險。窗口定向時易出現(xiàn)大肚子井眼，時刻威脅到井下安 全。 為了防止事故發(fā)生

14、， 要以預防為主， 處理為輔。 我們在施工中主要 采取以下對策： 1 、在滿足井眼軌跡控制的前提下，盡量簡化小井眼的鉆具結構。 2、鉆井液要清潔，攜砂性、潤滑性、井壁穩(wěn)定性都要好，含油量 保持在 10%-15% 。 3、在裸眼井段起下鉆及首次起下鉆的必須控制速度，防止突然遇 阻、遇卡、抽吸井噴、壓漏地層等。 4、 在高壓油氣層或易漏地層要分段循環(huán)下鉆， 每段都要循環(huán)徹底， 防止井噴井漏。同時，要防止在某一固定位置長時間進行循環(huán)。 5、下鉆遇阻要先循環(huán)一周再劃眼，時刻注意泵壓變化，劃一段鞏 固一段，不要一直劃到底。擴眼時的砂子顆粒大且多，更要控制擴眼速 度。 6、每次下鉆到底后，先降低柴油機轉速

15、，單凡爾緩慢開泵，待鉆 井液返出正常，泵壓正常后，再增大排量，逐漸調整到正常排量。 7、鉆時快時，鉆進 2m-3m 要上提循環(huán) 6min-8min ，使砂子分散 開，防止憋泵。鉆遇快鉆時要認真循環(huán)觀察。 8、 鉆進時要定時定深進行短起下鉆清砂。 9、鉆具在套管內也不能靜止，要定期活動鉆具，防止鉆井液中的 砂子沉淀卡鉆。 10 、防止鉆具內外落物，鉆進、起下鉆時都要用好刮泥器。 11 、確定井位搬上設備后要及時停注水井，并卸壓至 5MPa 以內。 12 、配齊并用好四級固控設備，小井眼所鉆巖屑碎，細砂多，應 及時清6 除，防止砂子在井眼中形成惡性循環(huán)。 13 、定期對鉆具進行探傷檢查。 四、小井

16、眼鉆井液技術 小井眼鉆井液技術難點在于： 側鉆小井眼井因減少了鉆井程序， 縮 短了建井周期，使得鉆井液開鉆后直接進入目的層。因時間短，水化性 差，造成鉆井液穩(wěn)定性差，易沉淀。因鉆井液材料不能充分溶解，結構 力低，不能有效懸浮和攜帶巖屑，易造成井下復雜，更應該解決好： 井漏問題 1、側鉆小井眼中環(huán)空壓耗占到 75% 以上，國外一些資料甚至認為 占到 90 ，環(huán)空壓耗的大幅增大使鉆井液的當量密度相應大幅增加， 易造成井漏。常規(guī)井環(huán)空壓耗占到 10% 左右。 2、井眼小，鉆具與井眼之間的環(huán)空間隙小，鉆具在井眼內上下活 動所產(chǎn)生的壓力波動大。 3、油氣層段經(jīng)過多年開采后地層實際壓力系數(shù)較低。 攜砂問題

17、 1、鉆井液配制時間短，結構力低，攜砂困難。 2、小井眼環(huán)空間隙小，正常情況下，環(huán)空返速高，泥漿剪切稀釋 作用明顯，而在大肚子井段則返速很低，給攜砂洗井帶來很大困難。 3、環(huán)空壓耗高，壓持效應明顯，而鉆頭水眼處的水功率又小，對 井底清洗造成困難，易留下隱患。 4、井眼環(huán)空間隙小，活動鉆具產(chǎn)生的壓力激動作用較大，易導致 井壁失穩(wěn)，產(chǎn)生掉塊，增加洗井難度，在易垮塌地層造成坍塌卡鉆。 鉆井液技術措施 1、鉆井液的配制。根據(jù)側鉆井的特點，采用老漿 80%+20% 新漿， 提高鉆井液的穩(wěn)定性。如無老漿則提前配 6%的坂土漿水化 24h ，然后 加入護膠劑、 降濾失劑、 流形調節(jié)劑， 充分循環(huán)調整性能達到

18、設計要求。 2、堵漏工藝。鉆進中根據(jù)地層特點及臨井資料，要及時掌握地層 漏失情況。漏速在 1m3/h-8m3/h 的采用隨鉆堵漏，加入超細鈣 2%4%+ 石棉絨1%2%+細顆粒隨鉆堵漏劑 3%6%。當漏速8m3/h 可以采 用： A、 采用 DSR 堵漏技術， 配 4%Na-坂土漿+DSR12%+4%貝殼粉 +4% 核桃殼粉 +5% 細顆粒隨鉆堵漏劑。 7 B、 采用 MTC 技術堵漏。 C、 采用化學堵漏技術。 D 、 采用膠質水泥堵漏。 下入光鉆桿至漏層頂部， 打入堵漏劑替出 鉆桿后，起鉆至堵劑頂部，關井擠堵漏劑 23 入地層，靜止 24h。 3、 攜砂技術。 A、 提高鉆井液的配制質量，

19、加入足夠的護膠劑，保證鉆井液的穩(wěn) 定性。 B、 鉆進中采用 HV-CMC 提高表觀粘度，DPHP、MAN101 提高 塑性粘度，正電膠提高動切力。 C、 大肚子井段，首先采用合適的鉆井液體系，防止井塌形成大肚 子。如已形成大肚子，則加強短起下鉆清砂，配合稠泥漿推、封，保證 井下安全。 D、 平穩(wěn)操作，減少鉆具產(chǎn)生的壓力激動對井壁的沖擊， 形成掉塊。 4、 防卡技術。側鉆小井眼鉆進中，由于液柱壓力、環(huán)空壓耗、接 觸面積無法改變，只有通過提高鉆井和鉆井液技術預防卡鉆。 A、 側鉆前調整好鉆井液性能，加入適量三磺材料，形成薄而致密 的泥餅，嚴格控制濾失量w 5ml。 B、 盡量采用低密度鉆井液，用近

20、平衡壓力鉆進，減少壓差。 C、 側鉆前一次性加入原油 10%，乳化劑（原油量）3%，并加入 固體潤滑劑（ NSL） 1%，采用兩種潤滑方式降低摩阻，提高鉆井液的 潤滑性能。 五、小井眼復合鉆進技術 今年以來， 我公司對小井眼開窗側鉆進行了攻關， 成功把復合鉆井 技術引用到小井眼側鉆中。和過去相比，平均機械鉆速提高 66 % ，鉆 井周期大幅度縮短，使我公司側鉆小井眼技術水平上了一個新的臺階。 （一）、鉆頭的優(yōu)選 井下動力鉆具配合高效鉆頭為復合鉆井技術 ，因此選擇適合地層特 點的鉆頭，是提高鉆井速度的關鍵。目前中原油田常用的鉆頭有： 118mmYA437、丫 C517、YA517 單牙輪鉆頭；

21、118mmFMP-6、1345SS、 GP426L、GP443L、SY0303 等 PDC 鉆頭。中原油田小井眼側鉆點多 在下部，地層一般是沙一至沙三段，地層可鉆性差，因此定向時一般選 用短保徑的 PDC鉆頭；復合鉆進時選用長保徑的 PDC 鉆頭或單牙輪鉆 頭。我公司通過單牙輪鉆頭和 PDC 鉆頭的分析對比，選用的是勝利 118mmFMP-6PDC 鉆頭配合動力鉆具進行復合鉆進。 8 動力鉆具配合高效 PDC 鉆頭有以下明顯優(yōu)點： 1、 PDC 鉆頭定向、扭方位、增斜、穩(wěn)斜可一次完成； 2、 PDC 鉆頭可多次使用，鉆頭成本低。 3、 復合鉆進的小井眼平均井徑一般在 125mm132mm 之間

22、，基 本能滿足完井、固井需要，不需要擴眼。 （二）、螺桿的合理使用 目前，我公司使用的井下動力鉆具主要是螺桿鉆具。針對小井眼的 特性，我們選擇單彎螺桿對開窗側鉆小井眼進行軌跡控制。側鉆小井眼 95mm 螺桿一般不帶穩(wěn)定器，其型號根據(jù)彎曲角主要有： 直螺桿、0.5 單彎螺桿、0.75。單彎螺桿、1單彎螺桿、1.25。單彎螺桿、1.5 單彎螺 桿等六種。 1、 95mm 直螺桿 95mm 直螺桿在明 1-側 29 井使用，。使用井段 1702m1805m , 目的穩(wěn)斜鉆進，使用中井斜從 32.5 降至 25.12 ,降斜率 7 /100m，方 位從26.81。降至 23.38。因此對井眼軌跡變化大

23、、深部井段降斜或直 井段防斜可用直螺桿。 2、 95mm0.75 /單彎螺桿 表 2 0.75 /單彎螺桿在各井段的使用 序 號 井號 使用井段 （m） 造斜率/ /100m 鉆井方式 井斜變化 方位變化 1 文 98-側 17 2527 2857 -4.5 復合鉆進 29 14 272/ 284.51 / 2 新胡 7-側 109 1458 1520 -6.67 復合鉆進 27 25 72未變 9 3 新胡 7-側 109 1520 1550 -3 復合鉆進 25 24.1 72/ 73 4 新胡 7-側 109 1550 1580 0.67 定 向 24.1 / 24.3 73未變 由表

24、2 知，0.75。單彎螺桿在小井眼中復合鉆進，降斜率一般 4 /100m6 /100m。由于 0.75 單彎螺桿定向扭方位效果差，所以一般不 用來定向和扭方位。 3、95mm1。單彎螺桿 表 3 1 單彎螺桿在各井段的使用 序 號 井號 使用井段 (m) 造斜率 7100m 鉆井 方式 井斜變化 方位變化 1 明側 170 1975 2087 0.73 復合 鉆進 14.4 13.58 258 未變 2 文 51-側 52 2530 2835 -10 復合 鉆進 47.84 17.69 290 0/302 3 明側 170 2087 2145 3.16 復合 鉆進 13.58 0/ 15.41

25、 258 252.6 由表 3 知，1單彎螺桿在小井眼中復合鉆進，井斜角在 15。左右時， 穩(wěn)斜效果比較好；井斜角大于 15。時一般降斜，降斜率 10。100m 15 /100m。 4、95mm1.25。單彎螺桿 表 4 1.25。單彎螺桿在各井段的使用 序號 井 號 使用井段 (m) 造斜率 100m 鉆井方式 井斜變化 方位變化 1 文 51-側 52 2340 -2368 定向 4.7 / 4.95 355 353 2 文 98-側 17 2447 -2527 24.5 定向 3.6 / 29 240/ 272 3 新胡 7-側 109 1326 -1349 13.91 定向 2.8 /

26、 6 63/ 67 10 4 新胡 7-側 109 1349 -1458 20.64 定向 6。/ 28.5 / 67/ / 71。 5 新胡 7-側 109 1580 -1595 26.67 定向 24.5 / / 28.9 / 71。/ 74/ 6 新胡 7-側 109 1595 -1916 -2.7 復合鉆進 28.9 / 20.22 / 74/ / 75/ 7 明側 170 井 1768 -1824 19.5 定向 2.6 / / 13.5 / 256/ / 260/ 8 明側 170 井 1824 -1893 -4.3 復合鉆進 13.5 / 10.5 / 260/ / 265/ 9

27、 明側 170 井 1893 -1927 20.6 定向 10.5 / / 17.5 / 265/ 260/ 10 明側 170 井 1927 -1988 復合鉆進 17.5 / 260/ / 266/ 由表 4 知，95mm1.25 單彎螺桿全力扭方位時，扭方位率 50 /100m110 /100m ;全力增斜時造斜率 16 7100m25 7100m ;復合 鉆進一般降斜，降斜率 3 7100m5 7100m。 5、95mm1.5 /單彎螺桿 表 5 1.5 /單彎螺桿在各井段的使用 序 號 井號 使用井段 (m) 造斜率 7100m 鉆井方式 井斜變化 方位變化 1 文 51-側 52

28、2368 2390 245 定向 6.84 / / 8.5 / 342.82 / / 296.5 / 2 文 51-側 52 2390 2530 25 28 定向 8.5 / 47.84 / 296/ / 293/ 3 明 1-側 29 16411684 27 定向 30.2 / / 31 / 6 / / 22 / 由表 5 知，95mm1.5 /單彎螺桿全力扭方位時，扭方位率 250 / /100m300 7100m ;全力增斜時造斜率 28 7100m30 7100m 95mm1.5 /單彎螺桿由于彎度大，鉆頭偏移量大，復合鉆進時螺桿芯子 受交變應力大，易斷芯子，所以盡量少用 1.5 /單

29、彎復合鉆進。 (三) 、小井眼軌跡控制 1、側鉆小井眼鉆進常用鉆具組合: 、118mm 單牙輪鉆頭+105mmNDC1 根+105mmDC2 根 、118mmPDC 鉆頭+95mm1.5 /單彎螺桿+105mmNDC1 根 +89mm 承壓鉆桿 6 根 、118mmPDC 鉆頭+95mm1.25 /單彎螺桿+105mmNDC+ 89mm 承壓鉆桿 6 根 11 、 118mmPDC 鉆頭+95mm1 單彎螺桿+105mmNDC+ 89mm 承壓鉆桿 6 根 、118mmPDC 鉆頭+95mm0.75 單彎螺桿+105mmNDC+ 89mm 承壓鉆桿 6 根 2 、井眼軌跡控制 a、 開完窗，一

30、般用第種結構鉆進 20m 以脫離老井眼。起鉆前測 單點，若方位與設計方位偏差較大，下入第種結構組合。 1.5。單彎螺 桿扭方位效果好，一般井斜 5 以內，一個單根可扭方位 25 0 。 b、 井斜在 30 以內的小井眼，下入第種組合。定向至最大井斜 后，啟動轉盤復合鉆進。 c、 118mmPDC + 1 單彎螺桿是小井眼復合鉆進的最佳組合。增 完斜下入第種結構，鉆進過程中，發(fā)現(xiàn)井斜、方位變化可隨時改為滑 動鉆進，及時控制井眼軌跡。 d、 0.75單彎和直螺桿，復合鉆進事故率低，因此井下情況復雜或 需要降井斜井段，可下入第種組合。 e、 小井眼復合鉆進參數(shù)：鉆壓 20KN30KN ;轉速 50r

31、/min 60r/min ；排量 6 l/s 10 l/s。 f、 無論何種鉆具組合，鉆進中要及時測量井斜， 有問題及時采取措 施。在滿足井身質量的前提下，盡量簡化鉆具結構，及時短起下鉆進行 清砂,防止事故發(fā)生。 g、 通常情況，穩(wěn)斜段采用 1或 0.75 單彎螺桿進行復合鉆進。在 不考慮地層傾角的情況下， 0.75單彎復合鉆進降斜率 5/100m ； 1單彎 螺桿復合鉆進降斜率 10/100m15/100m ；且井斜角越大，降斜率越 高。因此在定向時可根據(jù)地層傾角留有一定增降斜量。 （四） 、現(xiàn)場應用 今年我公司完成開窗側鉆井 8 口，平均側鉆井深 2397.88m ，平均 裸眼段長 488

32、.6m ，平均鉆井周期 14.67 天/口，建井周期 33.63 天/口， 平均機械鉆速 2.75m/h 。鉆井速度比過去平均機械鉆速 1.66m/h 提高 66% ，復合鉆井技術在小井眼側鉆井中發(fā)揮了巨大的作用。 表 5 是 2003 年完成的 8 口開窗側鉆井的技術指標統(tǒng)計情況。 （五） 、幾點認識 （ 1 ）、井下動力鉆具配合高效鉆頭復合鉆井在小井眼中的成功應 用，12 大幅度提高了機械鉆速，縮短了鉆井周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效 、人 益。 （2） 、勝利118mmFMP-6PDC 鉆頭在明 1-側 29 井沙一至沙三 段鉆進，平均機械鉆速高達 3.5m/h 。但在文 209 塊沙二段泥巖

33、地層， 機械鉆速較低。 因此研制適合中原油田各種地層的 PDC 鉆頭系列十分 必要。 （3） 、 0.75、1、1.25單彎螺桿配合高效鉆頭復合鉆進，在一般 地層均降斜，限制了小井眼鉆進速度的提高。 （ 4）、采用井下動力鉆具配合高效鉆頭鉆井，簡化了鉆具結構， 減少了鉆鋌，井下安全性提高，因此復合鉆井技術適合小井眼側鉆井 的施工。 六、小井眼完井技術 139.7mm 油層套管開窗側鉆井，鉆進時用118mm 鉆頭，完井 下入101.6mm 或104.8mm 尾管，理論環(huán)空間隙為 8.2mm-6.6mm , 與常規(guī)215.9mm 鉆頭下入139.7mm 套管井眼（理論環(huán)空間隙 38.1mm ）相比

34、較而言為小井眼微間隙。 （一） 、小井眼微間隙完井技術難點 1 、空間隙小，循環(huán)排量受到限制，裸眼“大肚子”井段巖屑難以攜 帶干凈，固井施工風險大。 2 、環(huán)空間隙小，施工泵壓高，頂替排量受到限制，頂替效率低， 環(huán)空泥漿易形成滯留帶，替泥漿過程中發(fā)生竄槽，固井質量差。 3、 固井施工泵壓高，蹩漏地層的危險隨時存在，一但發(fā)生井漏， 環(huán)空水泥返高無法保證，嚴重威脅到固井質量。 4、 套管重復段固井質量難以保證，套管串試壓成功率低。 （二） 、小井眼微間隙完井技術 1 、井眼準備 井眼質量優(yōu)劣是固井施工成功與否的先條件，井眼準備工作通常 從兩方面著手，一是從源頭抓起，當前小間隙井眼主要是側鉆定向井，

35、 鉆進過程中通過優(yōu)化鉆具組合，優(yōu)化鉆井參數(shù)，加強跟綜監(jiān)測嚴格控 制井身質量，對于狗腿度較大井段用破鍵接頭（ 110mm 鉆柱接頭， 外鋪鎢鋼合金顆粒，長度 0.5m，外徑116mm、破鍵擴眼，消除“鍵 槽”，使井眼軌跡順暢。并且使鉆井液性能具有，密度適當，粘切適中， 低失水，薄而堅韌泥餅，良好的潤滑性，強抑制性及強抗溫抗污染能 力和防掉塊能力，維持井壁穩(wěn)定，井徑規(guī)則。二是已完鉆井，電測解 釋有狗腿度較大、縮徑、 “大13 肚子”等情況的井眼，通井時帶破鍵接頭， 反復擴劃眼修整井壁，達到起下鉆暢通無阻。 “大肚子”井眼用高粘泥漿 （150s 以上）攜砂，將滯留砂子攜帶干凈。下套管前用優(yōu)質潤滑泥漿

36、 封閉裸眼井段。 2、水泥漿配方試驗 小井眼微間隙固井對水泥漿性能要求具有，微膨脹，低失水（不 大于 100ml ），零析水，流變性好，觸變性強，過渡段短，并具有較好 的韌性。 現(xiàn)階段較為成熟的水泥漿配方為： 嘉華 D 級水泥膨脹劑 （G502 ）分散劑 （ USZ ） 降失水劑 （ M-83S ） 早強劑 （ W3210 ） 消泡劑 （ G603 ） 。依據(jù)現(xiàn)場施工條件（配漿水質、溫度、壓力、稠 化時間等）調試添加劑加量，優(yōu)選最佳施工方案。 3、套管及工具附件 套管送到井場后，編排丈量；檢查絲扣、外觀、扶正塊焊接情況 及外徑；通徑、清洗、計算長度。 工具附件先按照裝箱單檢查是否齊全；然后檢查

37、有無被摔碰，密 封件是否完好；各附件是否匹配，絲扣是否完好；內部是否有雜物， 膠塞尺寸是否與使用的套管、鉆桿匹配；性能參數(shù)能否滿足作業(yè)要求。 4、101.6mm 或104.8mm 套管入井 套管串結構：帶刀翼浮鞋 1 根套管浮箍 1 根套管球座短節(jié) 套管尾管懸掛總承。下套管時先裝好刮泥器，防止落物掉入井內。 重復段一般為 60m-80m ，為了彌補重復段固井質量問題，提高套管串 的承壓能力，可延伸為 100m-150m 。套管上扣用微機控制的液壓鉗按 標準扭矩上扣，邊下邊灌泥漿，套管下完接上懸掛總承灌滿泥漿，記 錄尾管懸重。 尾管懸掛總承入井后鎖死轉盤防止轉動，套管送入采用下立柱方 式，邊下立

38、柱邊用50mm 鉆桿通徑規(guī)通徑，根根灌泥漿，下放速度控 制在 1.5min/ 立柱 -2min/ 立柱。套管送至設計井深，鉆桿內灌滿泥漿， 接上方鉆桿，記錄總懸重。 5 、套管懸掛 上提鉆具留好收縮距， 小排量開泵， 泵壓穩(wěn)定后逐漸增大到設計排 量循環(huán)，將下套管時刮掉的井壁泥餅及砂子攜帶干凈，投球泵送蹩壓， 座掛尾管，尾管座掛后繼續(xù)蹩壓打開循環(huán)通道，倒扣循環(huán)處理泥漿， 性能達到要求及時固井。 6、固井技術 （ 1）、防漏。對于鉆進中有漏失的井， 固井時注入一定量的平衡液， 導漿使用 MTC 漿（封非油層井段） ，密度大于泥漿密度 0.1 g/cm 3 -0.15g/cm 3，14 尾漿用常規(guī)水

39、泥漿（封油氣層井段） ，替漿排量隨壓力變 化及時調整，盡可能降低環(huán)空液柱壓力及流動阻力，防止井漏的再次 發(fā)生。如：文 51-側 52 井鉆進中發(fā)生多次漏失，固井時采用此方案， 施工正常，固進質量良好。 （ 2）、壓穩(wěn)防竄。 固井及侯凝期間， 半徑 500m 以內注水井停注并 泄壓，使井下壓力系統(tǒng)處于靜態(tài)平衡。固井前井內油氣上竄速度控制 在 15m/h 以內。同一井眼存在不同壓力級別的油氣層時采用兩凝水泥 漿體系固井。侯凝期間采用動態(tài)加壓方法，對油氣層井段施加一定回 壓，以防油氣浸入井內產(chǎn)生油氣竄影響固井質量。 （ 3）、套管居中。 套管居中依靠加扶正器實現(xiàn)。 小井眼固井套管附 件不完善，沒有井

40、眼與套管相匹配的扶正器，套管居中依靠在套管上 焊接扶正塊而實現(xiàn)。每根套管焊接 2 組，每組 6 塊，旋流狀分布，外 徑115mm。 （4）、驅替排量。大排量頂替有利于提高頂替效率，促使固井質量 提高。小井眼環(huán)空間隙有限，排量與泵壓關系十分敏感，從安全的角度 出發(fā)，頂替排量適中即可。實踐證明，頂替排量達到環(huán)空返速 1m/s 時 能滿足固井需要。 （5）、隔離液。小間隙固井使用的隔離液有：玻璃水、 CMC 膠液 、 配漿水等幾種類型，依據(jù)井下情況選擇適宜的隔離液。注入量一般 1m3-1.5m3 ，占環(huán)空高度 250m-350m 。 （ 6 ）、水泥漿量確定。 鉆進中無漏失的井， 在理論總容積基礎上附 加 100%-120% ，有利于延長水泥漿接觸時間，驅替井內滯留泥漿，提 高水泥漿的填充率。有漏失前科的井尾漿量，在理論總容積基礎上附 加 10%-15% 。 （7）、頂替液。頂替液用高粘 CMC 配制（CMC + SMP +黃河H號）， 粘度 150s 左右，替入量略大于套管內容積，以便于聲幅 -變密度測井。 （ 8）、循環(huán)清洗井眼。 替漿碰壓后放壓觀察單流凡爾關閉情況， 無 泥漿倒返，卸掉水泥頭，接方鉆桿蹩壓 8