套損井開窗側(cè)鉆技術(shù)研究與應(yīng)用

1、淺析開窗側(cè)鉆技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用張永坤中石化勝利油田分公司孤島采油廠作業(yè)大隊(duì)西區(qū)109隊(duì)油田開發(fā)中后期，由于套管本身質(zhì)量差、強(qiáng)度低，固井質(zhì)量差，井壁坍塌擠壓套管，修井中磨鞋、銃 錐損壞套管，屢次射孔、壓裂施工等對(duì)套管造成不同程度的損害，加上地質(zhì)因素影響，施工中發(fā)現(xiàn)油水井 套管出現(xiàn)了不同程度的損壞，給作業(yè)施工帶來很大難度，影響生產(chǎn)恢復(fù)，嚴(yán)重的會(huì)造成油水井報(bào)廢。一、開窗側(cè)鉆技術(shù)是治理套損井的主要工藝側(cè)鉆工藝技術(shù)就是在選定的套管損壞井損壞點(diǎn)較深的嚴(yán)重錯(cuò)斷井的套損點(diǎn)以上某一適宜深度位置 固定一專用斜向器也可以是與陀螺儀配套的定向斜向器，利用斜向器的導(dǎo)斜作用，使專用工具如銃錐等在套側(cè)面開窗，形成通向油層

2、的必由通道，然后由側(cè)鉆鉆具包括鉆頭鉆開油層至設(shè)計(jì)深度，下入小 套管固井射孔完成。開窗側(cè)鉆技術(shù)可以重新建立新井眼，恢復(fù)油水井生產(chǎn)。進(jìn)一步完善井網(wǎng)，提高區(qū)塊開發(fā)水平。通過對(duì) 套管整形、加固、取換無(wú)法恢復(fù)的油水井開窗側(cè)鉆可以實(shí)現(xiàn)原層位的繼續(xù)生產(chǎn)，采取定向鉆進(jìn)還可以較好 的挖潛局部剩余油。通過配套新套管防砂完井工具，可以實(shí)現(xiàn)多層位開采，滿足油田開發(fā)需要，具有很好 的應(yīng)用前景。二、大修設(shè)備現(xiàn)狀2007年大隊(duì)新進(jìn)XJ450修井機(jī)一臺(tái)，大鉤額定負(fù)荷800kN，最大負(fù)荷1125kN，井架高度32m，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率354kW，驅(qū)動(dòng)方式10X8。配套沃爾沃發(fā)電機(jī)組一套， 額定功率300kW。柴油機(jī)一臺(tái)，功率588

3、kW。 泥漿泵一臺(tái)，沖程長(zhǎng)度 229m m,額定泵速150沖/分，輸入功率800馬力590千瓦。螺桿空氣壓縮機(jī)一 臺(tái)，排氣量5.6m3/min ,額定最大壓力1.0MPa ,電機(jī)功率37kW。換頭27/8 正扣鉆桿一套 200根，修扣27/8 正扣鉆桿一套200根，擁有常規(guī)修井鉆具。三、技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)、工藝流程其原理為：對(duì)于油層套管損壞嚴(yán)重如錯(cuò)斷、 較大的井，可利用套管內(nèi)側(cè)鉆技術(shù)使油水井恢復(fù)生 產(chǎn)。即在老井套管損壞部位以上的某一位置開窗， 再配套鉆具組合通過窗口鉆出一新的井眼，鉆達(dá)預(yù) 定的目的層，然后下尾管固井。根本施工工序包括: 井筒準(zhǔn)備，下斜向器，開窗，鉆進(jìn)，擴(kuò)眼，電測(cè)， 下套管固井，鉆塞

4、試壓，通井，電測(cè)合格交井。常規(guī)套損井治理工藝，處理事故復(fù)雜，施工周 期長(zhǎng)，對(duì)套管損壞程度大，套管壽命縮短，短時(shí)期 內(nèi)可以恢復(fù)生產(chǎn)，一旦套損加劇，將會(huì)前功盡棄， 生產(chǎn)本錢高，投入產(chǎn)出比低，不符合精細(xì)管理、挖 潛增效的主題。應(yīng)用側(cè)鉆工藝技術(shù)，對(duì)復(fù)雜的事故可以留井不 處理，直接開窗側(cè)鉆，然后下小套管固井，恢復(fù)生 產(chǎn)，大大降低事故處理難度，加快施工進(jìn)度，能夠 盡快恢復(fù)油水井生產(chǎn)，保持井網(wǎng)完善程度。四、側(cè)鉆工具及鉆進(jìn)參數(shù)一側(cè)鉆工具。側(cè)鉆類工具一般包括斜向器導(dǎo)斜器、送斜器、開窗銃錐和裸眼鉆進(jìn)工具等4大類。1、斜向器也稱定向器或?qū)逼鳎莻?cè)鉆工藝中重要工具之一，起套管開窗導(dǎo)斜作用，陀螺方位測(cè)井儀與之配 合

5、可以為定向側(cè)鉆定開窗方位。一般與送斜器組合成一套工具。斜向器帶有一定斜度一般為34,斜面具有一定長(zhǎng)度，其斜度、長(zhǎng)度與井底水平位移有關(guān)，水平位移大要求斜面角度大、 長(zhǎng)度短，反之斜面角度小， 長(zhǎng)度長(zhǎng)。斜面硬度與套管硬度相近 常用 RC2 60-300, 形狀為弧面的半圓柱體。其尾部結(jié)構(gòu)不要是固定斜向器不動(dòng)，使之在側(cè)鉆開窗及裸眼鉆進(jìn)過程中不竄動(dòng)、 轉(zhuǎn)動(dòng)。目前常用的有水泥固定，即在定向器下部接一根68m長(zhǎng)的廢油管或鉆桿，外圍焊上些鋼筋，并鉆少量水眼，使水泥漿能灌入管內(nèi)外到達(dá)水泥漿把尾管內(nèi)外固死的目的。其優(yōu)點(diǎn)是斜向器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造 容易，固定可靠；其缺點(diǎn)是施工麻煩，時(shí)間長(zhǎng)。另一種卡瓦固定，是在定向器尾

6、部接上一套卡瓦裝置，利 用卡瓦咬住套管，以到達(dá)穩(wěn)定斜向器的目的。其優(yōu)點(diǎn)與水泥固定法相反。2、送斜器 組裝斜向器與送斜器，在井下固定好后利用接在送斜器上的下?lián)羝飨聯(lián)簦由香@具質(zhì)量頓鉆斷銷釘，起出送斜器。3、開窗銑錐開窗銑錐一般包括單式銑錐、 復(fù)式銑錐兩種形式。 與磨銑用工具類似， 主要區(qū)別有， 除了要求開窗快、 耐磨性好、幾何形態(tài)利于切削、切削負(fù)荷小、不溢卡鉆、便于排返鉆屑外，一般還要求鋪焊硬質(zhì)合金刀刃 時(shí)盡量調(diào)整好切削角， 返排通道大。 為了防止開窗后再用鉆頭擴(kuò)眼， 選開窗銑錐時(shí)直徑要大于鉆頭直徑 1 2mm。二、側(cè)鉆鉆進(jìn)鉆柱組合1、D139.7mm 套管內(nèi)推薦鉆柱組合：開窗段： D118mm

7、 開窗銑錐 +D105mm 鉆鋌 27m+D73mm 鉆桿。 磨浮箍、浮鞋、旋流管段： D118mm 平底磨鞋 +D105mm 鉆鋌 27m+D73mm 鉆桿。造斜段：D118mm鉆頭+1.5。單彎動(dòng)力鉆具+D73mm無(wú)磁承壓鉆桿 X18m+ D73mm鉆桿。穩(wěn)斜段：D118mm鉆頭+D73mm無(wú)磁承壓鉆桿 X27m+ D73mm加重鉆桿80m+ D73mm鉆桿。 加深鉆進(jìn)鉆柱組合： D118mm 鉆頭 + D73mm 加重鉆桿 110m+ D73mm 鉆桿。2、D177.8mm 套管內(nèi)推薦鉆柱組合開窗段： D152mm 開窗銑錐 +D120mm 鉆鋌 27m+D73mm 鉆桿。磨浮箍、浮鞋、

8、旋流管段： D152mm 平底磨鞋 +D120mm 鉆鋌 27m+D89mm 鉆桿 無(wú) D89mm 鉆桿，可 用 D73mm 替代。 造斜段： D52mm 鉆頭+1.5單彎動(dòng)力鉆具 +D89mm 無(wú)磁承壓鉆桿 X18m+ D89mm 鉆桿 D89mm 鉆桿不 夠情況下，可采用鉆進(jìn)裸眼段長(zhǎng)度的 D89mm 鉆桿 +D73mm 鉆桿替代。穩(wěn)斜段： D152mm 鉆頭 +D89mm 無(wú)磁承壓鉆桿 X27m+ D89mm 加重鉆桿 80m+ D89mm 鉆桿 D89mm 鉆桿不夠情況下，可采用鉆進(jìn)裸眼段長(zhǎng)度的D89mm鉆桿+D73mm鉆桿替代。加深鉆進(jìn)鉆柱組合：D152mm 鉆頭+ D120mm鉆鋌8

9、0m或D89mm加重鉆桿110m + D89mm 鉆桿D89mm鉆桿不夠情況下，可采用鉆進(jìn)裸眼段長(zhǎng)度的D89mm鉆桿+D73mm鉆桿替代。三、側(cè)鉆鉆進(jìn)參數(shù)PDC鉆頭：鉆壓30-50kN、轉(zhuǎn)速60-70r/min、環(huán)空返速由環(huán)空過流面積推算所需排量。牙輪鉆頭 ：鉆壓 60-70kN ，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 60-70r/min ，環(huán)空返速 1 .3-1 .5m/s 由環(huán)空過流面積推算所需排 量。四、銑錐開窗施工參數(shù)開窗主要分為3個(gè)階段：開窗階段，騎窗階段，出窗階段，開窗進(jìn)尺不低于2.7m，最好能打到3.5m。各階段參數(shù)如下：開窗段：0-1.0m，鉆壓 5-10kN，轉(zhuǎn)速 20-30r/min。騎窗段：，鉆壓

10、 10-20kN，轉(zhuǎn)速，30-40r/min。出窗段：，鉆壓 20-40kN，轉(zhuǎn)速，40-50r/min。五、開窗側(cè)鉆技術(shù)的具體應(yīng)用2021 年， 在 XJ450 修井機(jī)根底上， 認(rèn)真組織討論設(shè)備可行性，配套完善固控系統(tǒng)，配備側(cè)鉆鉆具和基本配套器材。經(jīng)過 2 個(gè)月的緊張籌備，第一口井于 5 月 15 日開工，經(jīng)過設(shè)備全面調(diào)試、試運(yùn)行驗(yàn)收合格 后，正式開工。施工中周密運(yùn)行，精心組織，分別開展了氣層、水層開窗側(cè)鉆設(shè)計(jì)優(yōu)化，采用不同的鉆具 組合順利完成開窗鉆進(jìn)。通過對(duì)井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用 D127mm 套管串完井，并順利組織了固井施工，僅用 15 天時(shí)間就完成了側(cè)鉆施工，實(shí)現(xiàn)了一次開窗、擴(kuò)眼成功，完鉆

11、電測(cè)、固井電測(cè)全部合格，取得了圓滿成 功。2021年6月30日搬上8-29-13井，該井是一口套變井水，施工目的套管開窗點(diǎn)深度1201.0m,設(shè)計(jì)深度1280m，7月9日開窗，側(cè)鉆84m，由于裸眼段坍塌，關(guān)停水井、擴(kuò)眼、封固后電測(cè)成功，下入D114.3mm 套管144.85m，恢復(fù)日注聚能力 90m3/d，于8月3日完井。32 口側(cè)鉆井投產(chǎn)后恢復(fù)恢復(fù)日注水能力170m /d,側(cè)鉆技術(shù)的成功應(yīng)用積累了豐富的側(cè)鉆經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步說明大隊(duì)具備了套管內(nèi)開窗、鉆進(jìn)、完井、固井的能力，為做好保油上產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)根底，同時(shí)還改寫了 采油廠沒有自己側(cè)鉆隊(duì)的歷史。六、結(jié)論側(cè)鉆工藝技術(shù)可以較好的解決套損井治理問題,特別是在D177.8mm 套管內(nèi)側(cè)鉆后,可以優(yōu)化完井套管標(biāo)準(zhǔn), 下 D139.7mm 套管,