吐哈油区侧钻井优快开窗工艺应用分析
来源:用户上传
作者: 赵明 胡建国 苟函 罗洪 兰勇 孙鑫鑫 刘智
【摘要】套管开窗侧钻是挖掘老区潜力，实现油田二、三次采油，提高原油采收率的有效方法。开窗是侧钻井的关键环节，其成功与否直接影响到后期的侧钻施工，所以研究优质高效的套管开窗工艺技术，对于后期钻井施工的顺利进行以及油田的上产增效具有非常重要的意义。影响套管开窗效果及效率主要有八个方面的因素。针对开窗过程中出现的斜向器座封、开窗钻井液、开窗位置以及开窗参数等方面出现的问题制定出相应的优快开窗对策，将套管开窗的成功率提高到了95%以上，不仅缩短了施工周期，减少了施工成本，对于提高油气产量，建立优快开窗工艺技术体系具有非常重要的意义。在近年，吐哈油区，使用优快开窗工艺技术在现场应用了10口井，均取得了较好的效果，从下斜向器到铣锥开窗结束，平均每口井施工周期由原来的1.14天缩短至0.93天，平均机械钻速也由0.51m/h达到0.75m/h。
【关键词】套管开窗侧钻 优快开窗工艺技术
1 目前套管开窗状况分析与研究
目前侧钻井普遍采用的开窗方式是磨铣开窗，其原理是：在设计井段下入导斜器，再用铣锥将套管磨穿形成窗口，然后再用钻头钻出新井眼。
1.1 磨铣开窗侧钻特点
磨铣开窗的优点是侧钻开窗井段短，通常为2-3米，一次能穿过多层套管，切屑量少，容易侧钻出新井眼。磨铣开窗的缺点是下井工具多，工艺复杂；若窗口不光滑，给下步作业造成困难，且存在导斜器转动或移动的风险。
1.2 磨铣开窗程序1.2.1 原井眼准备
确定好开窗位置后，首先要进行通井、洗井。通井要通到开窗点以下30-50米。必要时还要陀螺仪复测原井井斜数据，以便更准确地确定新井眼的方位和位移。做完井筒准备后，打桥塞或注水泥封堵老井眼，若打水泥塞，待水泥凝固后，下钻探灰面，试压，并钻水泥塞到预定位置[2]。1.2.2 导斜器定向与固定
导斜器[1]是一个带有一定斜度（一般为3°―4°）的斜面。且斜面也可设计为具有一定技术要求的半圆柱体。导斜器按大小分为118mm、127mm、152mm、178mm等；按断面形状分为平面、凹面导斜器；按导斜器的方法分为水泥固定、卡瓦固定；按其制造材料可分为钢、生铁、铸铁三种导斜器。
1.2.3 磨铣开窗
磨铣开窗是套管侧钻施工中的重要环节。它是利用铣锥沿导斜器的斜面均匀磨铣套管及导斜器，在套管上开出一个斜长圆滑的窗口，以便于侧钻过程中钻头、钻具、测井仪器、套管等的顺利起下，窗口质量的好坏，对下一步施工影响很大。
铣锥是磨铣套管开窗的工具，本体由优质钢锻制加工而成。主要工作面是侧面的硬质合金刀刃。侧钻常用的铣锥有单式铣锥和复式铣锥二种。对铣锥的基本要求是开窗快，耐磨性好，几何形态利于切削，切削的负荷小，不易卡钻，便于排屑。铣锥的最大直径尽量与裸眼钻头直径相同，以便在开窗后不再需要扩眼。
2 开窗的影响因素及优快开窗技术措施研究
2.1 导斜器座封的影响
导斜器座封的成败是影响套管开窗的首要因素，导斜器座封失败主要有以下几种情
况[3]：
（1）导斜器不能下至预定位置：下导斜器之前未对井筒进行通井，井内的水垢、铁锈等杂物堵塞井眼。
（2）导斜器通道堵死，导致液缸不能工作：井内的液体太脏，下导斜器之前未洗井，或座封导斜器使用泥浆作为介质进行打压座封，导致导斜器通道堵死，一般最好使用清水对导斜器座封，座封完后再将井筒内的清水替为泥浆进行开窗。
（3）下陀螺定向时陀螺不能下到定向接头位置：钻杆内壁太脏，未使用标准的Φ48mm×0.3m通径规过规。
（4）导斜器座封后，在倒扣过程中，导斜器中心杆断脱，未从丝扣处倒开。未按照操作规程操作，野蛮操作，导致导斜器中心杆从接箍处或中间断脱，导致铣锥下入后无法开窗。
2.2 开窗钻井液的影响
侧钻小井眼井因减少了前期钻井程序，使得钻井液开钻后直接进行开窗。因钻井液材料配置时间短，不能充分溶解，水化性差，造成钻井液稳定性差，易沉淀，结构力低，不能有效悬浮和携带铁屑及岩屑，易造成井下复杂。根据侧钻井的特点，最好采用老浆 80%+新浆 20%，提高钻井液的稳定性。如无老浆则提前配 6%的土浆水化 24h，然后加入护胶剂、 降滤失剂、 流形调节剂，充分循环调整性能达到设计要求。
2.3 开窗位置选择不当的影响
开窗位置的选择对有效提高侧钻井开窗质量和开窗速度具有非常重要的作用。
（1）开窗部位以上套管完好，无变形及漏失：开窗点以上的套管必须保证完好，使用相应的通井规通井，并且按照设计要求进行试压，以免后续施工的工具不能下至预定位置或给后期施工造成不必要的影响。
（2）套管外水泥封固良好：套管外的水泥封固必须良好，否则铣锥磨开窗口进入地层时就会出现地层坍塌或是铣锥沿着套管壁向下走，不能按照特定的轨迹磨铣钻进。2.4 开窗时各项参数选择不当，影响开窗速度，严重的影响卡钻
开窗共分为三个阶段：初始阶段、骑套阶段、出套阶段。在这三个阶段，必须控制好各项参数，不能从头至尾使用同一参数进行磨铣。在磨铣过程中，每磨铣0.1m必须上提钻具活动，防止卡钻。
初始阶段：铣锥接触到导斜器顶部至铣锥根部开始切削套管，这一阶段必须轻压慢转，使铣锥先铣出一个比较圆滑的孔洞。钻铣参数：W：0-5KN，N：20-30r/min，Q：8-10L/S，P：10-12Mpa.
骑套阶段：从铣锥根部开始接触套管内壁到底圆刚刚铣穿套管内壁，此阶段容易出现开窗死点，因此应采取中压快转的技术措施，以保证铣锥沿套管外壁均匀钻进，保证窗口长度。钻铣参数：W：20-40KN，N：40-60r/min，Q：8-10L/S，P：10-12Mpa.
出套阶段：从铣锥低圆铣穿套管到铣锥最大直径全部铣过套管，这是保证下窗口圆滑的关键段，此段稍一加压就会滑到井壁，因此要定点快速悬空铣进，其长度至少要等于一个铣锥长度。钻铣参数：W：10-20KN，N：40-60r/min，Q：8-10L/S，P：10-12Mpa。
3 认识与结论
通过对侧钻井开窗进度慢和开窗失败的原因分析，针对开窗过程中出现的斜向器座封、开窗钻井液、开窗位置以及开窗参数等方面出现的问题制定出相应的优快开窗对策，将套管开窗的成功率提高到了95%以上，不仅缩短了施工周期，减少了施工成本，对于提高油气产量，建立优快开窗工艺技术体系具有非常重要的意义。
参考文献
[1] 吴奇主编.井下作业工程师手册[M].石油工业出版社，2009.07
[2] 何生辉.井眼固井技术[J].钻采工艺，2006.04
[3] 万任搏，罗英俊.修井工具与技术.采油技术手册第五分册[M].北京：石油工业出版社，1989.08
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-5173032.htm
