側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座

1、側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第1頁 概述 側(cè)鉆井設(shè)計 側(cè)鉆井開窗技術(shù) 井眼軌跡控制技術(shù) 側(cè)鉆井完井技術(shù) 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第2頁第一個別概述側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第3頁 鉆采院是一所從事鉆井新工藝、新技術(shù)、新工具、新設(shè)備開發(fā)、研究、推廣、應(yīng)用以及常規(guī)生產(chǎn)井、特殊井設(shè)計科研院所。在側(cè)鉆井技術(shù)上，從“七五”末起，開始側(cè)鉆井技術(shù)攻關(guān)，先后完成國家級、總企業(yè)級、集團(tuán)企業(yè)級科研項目7項。在大港油田已成功設(shè)計、實施了數(shù)十口側(cè)鉆井，“九五”期間成功進(jìn)行了官50-9KH側(cè)鉆水平井施工。完井技術(shù)可進(jìn)行固井、篩管、裸眼礫石充填施工。側(cè)鉆井工具研發(fā)方面，進(jìn)行了側(cè)鉆井配套工具研制、應(yīng)用、改進(jìn)。主要

2、有開窗銑錐、開窗斜向器、145擴(kuò)孔鉆頭、固井懸掛器、101.6彈性扶正器、篩管懸掛器、礫石充填工具等。側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第4頁第二個別側(cè)鉆井設(shè)計側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第5頁（一）側(cè)鉆井設(shè)計難點側(cè)鉆井設(shè)計必須經(jīng)過嚴(yán)格剖面優(yōu)化設(shè)計；123因為側(cè)鉆井是在老井井區(qū)內(nèi)進(jìn)行施工，要認(rèn)真作好井眼軌跡防碰工作；因為側(cè)鉆井眼小，要進(jìn)行合理鉆具組合設(shè)計，以滿足剖面設(shè)計要求，到達(dá)優(yōu)質(zhì)快速鉆進(jìn)目標(biāo)； 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第6頁（一）側(cè)鉆井設(shè)計難點小井眼鉆井，要進(jìn)行合理流變參數(shù)設(shè)計，預(yù)防循環(huán)壓耗過大； 456泥漿體系優(yōu)選，以及合理泥漿比重確實定； 側(cè)鉆井配套工具設(shè)計優(yōu)選。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第7頁（二）設(shè)計軟

3、件 鉆井工程設(shè)計 WELLPLAN鉆井定向井設(shè)計(含三維水平井、大位移井) COMPASS鉆井工程設(shè)計(含水平井、定向井) WELPATH、Ddrag等19個固井、完井工程設(shè)計 CEMENT、PROMOD等9個連續(xù)管、欠平衡工程設(shè)計 Cstress、Mudlite等6個分支井、熱采井工程設(shè)計 Multi-res、Hotwell等5個鉆井工程設(shè)計軟件包 Drill鉆井液設(shè)計軟件 Drill定向井軌道設(shè)計軟件 Dxj地層壓力預(yù)測 Pretict鉆井工程設(shè)計系統(tǒng)（西南院）“固井工程設(shè)計與注水泥模擬”軟件系統(tǒng)（西安院） 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第8頁（二）應(yīng)用井剖面設(shè)計 1、普通定向側(cè)鉆井 普通定向側(cè)鉆

4、井剖面設(shè)計現(xiàn)場應(yīng)用較多。 如：官8-2-2井，該井為直井，1994年1月31日完井，完鉆井深2104.0m，139.7mm油層套管完井。因為套變嚴(yán)主要求側(cè)鉆，套變位置1966.42m。 要求開窗位置：1910m，完鉆井深2052m，方位46側(cè)鉆。 年4月25日下CT114mm錨定封隔器至1914.53m，定向座鍵，確定方位，開窗。5月8日鉆至設(shè)計井深2052m，注水泥完井。該井井身剖面及井身結(jié)構(gòu)為： 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第9頁喇叭口位置:1871.58 m 窗口：1910.19 m 101.6 mm套管下深：2044.72 m套管扶正器114mm浮箍114mm浮鞋135mm井眼 2050m官

5、8-2-2井井身剖面及井身結(jié)構(gòu)側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第10頁小12-6-2K井身剖面及井身結(jié)構(gòu)這類型井有官8-2-2K井、小12-6-2K井等幾十口井。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第11頁（二）應(yīng)用井剖面設(shè)計 2、側(cè)鉆水平井剖面設(shè)計 大港油田施工了一口側(cè)鉆水平井，該井是在139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆完成水平井，是“九五”期間總企業(yè)重點攻關(guān)項目，鉆采院為主要技術(shù)攻關(guān)單位，成立了專門側(cè)鉆水平井工程設(shè)計項目組、完井工藝技術(shù)研究項目組，進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。該井1997年完成，測量井深1968.4m，垂深井深1764.1m，最大井斜角88.28水平位移：295.9m，水平段長138.78m。當(dāng)初是我國第

6、一口獨立設(shè)計和施工套管開窗側(cè)鉆水平井。該井成功標(biāo)志著大港油田具備了套管開窗側(cè)鉆水平井能力。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第12頁（二）應(yīng)用井剖面設(shè)計 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第13頁第三個別側(cè)鉆井開窗技術(shù)側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第14頁 側(cè)鉆井技術(shù)按開窗工具不一樣來區(qū)分：主要有鍛銑開窗和斜向器開窗兩種。鍛銑開窗是經(jīng)過鍛銑工具在設(shè)計位置鍛銑掉一定長度井下套管，打水泥塞封固后，經(jīng)過鉆水泥塞、定向側(cè)鉆出新井眼。斜向器開窗是將斜向器下入到設(shè)計井側(cè)鉆點位置錨定后，經(jīng)過開窗工具在斜向器引導(dǎo)下，直接從套管內(nèi)開窗側(cè)鉆出新井眼。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第15頁 經(jīng)過現(xiàn)場實踐對比發(fā)覺，鍛銑開窗作業(yè)時間長，成本較高。相比斜向

7、器開窗工藝，作業(yè)成本要低多。具統(tǒng)計，斜向器開窗在正常情況下，開窗時間為4-9小時左右，如：港6-26K開窗時間為9小時，官919-2K、官17-24K開窗時間為4小時左右。 當(dāng)前我國現(xiàn)場應(yīng)用斜向器主要為平面斜向器。咱們經(jīng)過多年研究探索，從平面斜向器開始研究，截止到現(xiàn)在，已經(jīng)完成了弧面斜向器研究。現(xiàn)場實踐證實，弧面斜向器開窗方位控制性好，開窗銑錐開窗穩(wěn)定性好，開窗時間短，比平面斜向器含有更大優(yōu)越性。適合于難度較大定向井開窗側(cè)鉆施工要求。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第16頁側(cè)鉆井開窗技術(shù) 機(jī)械式弧面斜向器主要技術(shù)參數(shù)為： （1）含有124mm弧面； （2）斜面夾角3； （3）最大外徑116mm； （4

8、）含有自鎖性能斜向器固定機(jī)構(gòu)； （5）送入鉆壓9KN。 結(jié)構(gòu)如圖： 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第17頁側(cè)鉆井開窗技術(shù) 液壓式弧面斜向器： 1、結(jié)構(gòu)組成液壓自封式造斜工具主要由送入個別、斜面、密封膠筒、銷緊機(jī)構(gòu)、活塞推進(jìn)系統(tǒng)、座卡個別組成，其結(jié)構(gòu)如圖所表示。 結(jié)構(gòu)如圖： 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第18頁側(cè)鉆井開窗技術(shù) 液壓式弧面斜向器： 2、工作原理： 當(dāng)球入座后，高壓液體進(jìn)入到活塞缸內(nèi)，推進(jìn)上、下錐體移動，剪斷銷釘，伴隨壓力升高，使含有不一樣齒牙卡瓦先后牢靠座卡在套管內(nèi)壁上，密封膠筒也外脹封堵套管環(huán)空?；钊蚯耙苿訒r，自鎖機(jī)構(gòu)鎖緊，使活塞只能向前移動，而不能向后移位。當(dāng)卡瓦卡緊后，倒扣丟手，上提管柱

9、便可把送入個別提出井口，此時便完成了送斜作業(yè)。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第19頁側(cè)鉆井開窗技術(shù) 與之匹配開窗銑錐性能參數(shù)為： （1）最大外徑120mm； （2）最大外徑穩(wěn)定長度為300mm左右； （3）前端外徑：80mm； （4）磨銑鉆速：60rpm； （5）磨銑鉆壓：5-10KN。 結(jié)構(gòu)如圖： 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第20頁第四個別井眼軌跡控制技術(shù)側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第21頁 當(dāng)前常見剖面類型有三種：增斜剖面、增斜-穩(wěn)斜剖面、穩(wěn)斜-增斜-穩(wěn)斜剖面。對于139.7mm套管開窗側(cè)鉆井，鉆具尺寸小、柔性大，經(jīng)過精心設(shè)計及側(cè)鉆定向井、側(cè)鉆水平井實踐，總結(jié)出了小井眼軌跡控制鉆具組合，現(xiàn)在已經(jīng)能夠很有效

10、地實現(xiàn)118mm井眼16/30m造斜曲率。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第22頁 造斜鉆具組合為： 121mm鉆頭+95mm單彎馬達(dá)+定向直接頭+88.9mm無磁抗壓縮鉆桿+78mm鉆桿加重鉆桿+73mm鉆桿 穩(wěn)斜鉆具組合為： 121mm鉆頭+116mm穩(wěn)定器+89mm短鉆鋌+116mm穩(wěn)定器+89mm鉆鋌+116mm穩(wěn)定器+89mm鉆鋌+73mm鉆桿 應(yīng)用上述鉆具組合，合理匹配側(cè)鉆井施工參數(shù)，并經(jīng)過MWD隨鉆監(jiān)測或單、多點測斜，實現(xiàn)井眼軌跡有效控制。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第23頁第五個別側(cè)鉆井完井技術(shù) 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第24頁 完井是銜接鉆井和采油而又相對獨立一門技術(shù)工程。完井方式選擇是其

11、中最為關(guān)鍵一個步驟。一口井完井方式合理是否，直接關(guān)系到今后開發(fā)效益。側(cè)鉆井完井方式必須適合產(chǎn)層地質(zhì)特征。合理完井方式，能夠降低對地層損害，提升油井產(chǎn)量，延長油井壽命，真正到達(dá)“少投入、多產(chǎn)出”經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。當(dāng)前采取完井方式有：襯管完井、裸眼預(yù)充填礫石篩管完井、套管射孔完井。完井方式優(yōu)選框圖以下： 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第25頁 中、細(xì) 砂地層均勻砂割縫篩管完井繞絲篩管完井或預(yù)充填篩管 裸眼 充填 礫石 完井 細(xì)砂和粉 砂地層 井眼118mm 篩管 ECP 完井射孔完井均勻 砂非均勻砂非均勻砂單一均質(zhì)產(chǎn)層 單一非均質(zhì)產(chǎn)層或多產(chǎn)層 砂巖地層 井眼118mm 綜合考慮儲層是否單一、井眼尺寸、地層砂大小及

12、均勻性，給出以下側(cè)鉆井完井方式選擇流程圖：側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第26頁（一）側(cè)鉆井固井完井技術(shù) 對于139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆井，固井完井采取兩種尺寸套管，分別是88.9mm、101.6mm套管，完井技術(shù)各有特點： 1、88.9mm套管固井完井特點： （1）對于懸掛器要求不太嚴(yán)格； （2）可直接使用在118mm井眼中，完井方式簡便。 （3）扶正器居中套管； （4）套管通徑尺寸為76mm，不利于后續(xù)打撈、沖砂施工。如固井時，留有水泥塞，無法鉆塞，固井時必須嚴(yán)格控制留水泥塞。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第27頁（一）側(cè)鉆井固井完井技術(shù) 2、101.6mm套管固井完井特點： （1）尾管與上層套管重合段空

13、間小，對懸掛器要求高； （2）不能夠直接使用在118mm中，需要將井眼擴(kuò)孔（至135mm），完井方式復(fù)雜； （3）采取彈性扶正器居中套管； （4）套管通徑尺寸為90mm，能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)打撈、沖砂施工，完井留塞可鉆。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第28頁（一）側(cè)鉆井固井完井技術(shù) 3、擴(kuò)孔技術(shù)： 在選取擴(kuò)孔鉆頭時，要選取含有保徑功效擴(kuò)孔鉆頭，鉆頭自由外徑在145mm左右，擴(kuò)孔時，不能夠重復(fù)擴(kuò)眼。擴(kuò)孔參數(shù)為：鉆壓：10KN；轉(zhuǎn)速：65rpm; 排量：700L/min。 側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第29頁（一）側(cè)鉆井固井完井技術(shù) 4、配套工具參數(shù)：（1）101.6固井懸掛器 見下列圖：側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第30

14、頁 該懸掛器用于139.7mm套管側(cè)鉆井中， 懸掛101.6mm套管固井，能夠確保與尾管通徑（90mm）。也可用于小井眼、小間隙井懸掛器設(shè)計。工具性能參數(shù)總長：1200mm；額定負(fù)荷能力：334.9kN；密封耐壓：35MPa；通徑尺寸：90mm；坐掛泵壓：11MPa；打通泵壓：20MPa。 101.6mm固井懸掛器側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第31頁（一）側(cè)鉆井固井完井技術(shù) 4、配套工具參數(shù)：（2）101.6彈性扶正器 見下列圖：側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第32頁 101.6mm彈性扶正器 在套管開窗側(cè)鉆井時起到扶正套管作用，可用于小間隙固井。該工具已經(jīng)在大港油田8口井中應(yīng)用，取得了良好效果。性能參數(shù)：自由外徑：150mm；工具總長：320mm；最大外徑：114mm 。側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第33頁（一）側(cè)鉆井固井完井技術(shù) 4、配套工具參數(shù)：（3）145mm擴(kuò)孔鉆頭 性能參數(shù)： 自由外徑：114mm 擴(kuò)孔直徑：145mm 工作排量：10-12L/S; 如圖：側(cè)鉆井技術(shù)專題知識講座第34頁（二）防砂篩管完井 篩管完井與固井完井對比，可很好預(yù)防污染油層