139.7套管開窗解析

1、1397mm 套管開窗側(cè)鉆鉆井技術(shù) 中原石油勘探局鉆井二公司 1397mm 套管開窗側(cè)鉆鉆井技術(shù) 2003 年 12 月1397mm 套管開窗側(cè)鉆鉆井技術(shù) 1 概述 139.7mm 套管開窗側(cè)鉆屬于小井眼微間隙鉆井， 近年來在油田開 發(fā)中，是一個(gè)投資小見效快的老油田開發(fā)手段，此項(xiàng)技術(shù)也是鉆井工程 的一個(gè)新課題。小井眼微間隙鉆井由于技術(shù)、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(cè)鉆施工過程中暴露出的問題主 要是周期長(zhǎng)、事故多、固井質(zhì)量難保證。我公司工程技術(shù)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(jìn)行分析總結(jié)，在近年的開窗側(cè)鉆井

2、大膽摸索、實(shí)踐，總 結(jié)出了固定導(dǎo)斜器、開窗及起下鉆過窗口、尾管懸掛器座掛的對(duì)策及技 術(shù)要求；對(duì)小井眼微間隙井的井控、安全鉆進(jìn)問題進(jìn)行分析，提出了新 的井控報(bào)警監(jiān)測(cè)方法及安全鉆進(jìn)操作規(guī)程；完善了小井眼鉆井液技術(shù)， 小井眼鉆頭、井下動(dòng)力鉆具優(yōu)選，小井眼復(fù)合鉆進(jìn)、井眼軌跡控制技術(shù) 及小井眼完井技術(shù)。 這些適用性操作性強(qiáng)的技術(shù)對(duì)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(dǎo)作用。 一、關(guān)于開窗、尾管懸掛器座掛失敗問題及對(duì)策 小井眼套管開窗，即是在139.7mm 套管內(nèi)某一位置下入并固定導(dǎo) 斜器， 采用銑削工具在套管上定向銑出一定長(zhǎng)度的窗口工藝。 開窗失敗 主要有：導(dǎo)斜器下不到預(yù)定位置；

3、下到一定位置后因?qū)逼鞴潭ú焕危?銑削過程中導(dǎo)斜器改變方位；鉆井施工中導(dǎo)斜器下移。開窗失敗危害很 大，要想補(bǔ)救難度非常大且費(fèi)用高，甚至可能導(dǎo)致該井報(bào)廢。 引起開窗事故的原因： 大部分都是操作不當(dāng)引起的， 如井眼準(zhǔn)備不 充分，沒有按規(guī)定的通徑規(guī)通井，導(dǎo)致中途遇阻；通井時(shí)循環(huán)不充分， 不用振動(dòng)篩，砂子和雜物堆積在定向接頭處，用陀螺儀調(diào)整導(dǎo)斜器方位 時(shí)，座不上鍵；銑削窗口時(shí)參數(shù)不當(dāng)，導(dǎo)致導(dǎo)斜器軸向移動(dòng)，下鉆過窗 口時(shí)，沒有按過窗口規(guī)定操作，導(dǎo)致導(dǎo)向器下移。 為此，我們?cè)谛【坶_窗側(cè)鉆實(shí)踐中總結(jié)出如下對(duì)策：2 （一）、下入和固定導(dǎo)斜器 （ 液壓卡瓦式導(dǎo)斜器 ） 技術(shù) 1、必須用通徑規(guī)通井。每次使用通徑

4、規(guī)時(shí)要認(rèn)真測(cè)量其尺寸，通 徑規(guī)的直徑比導(dǎo)斜器直徑大 3mm，長(zhǎng)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(yù)定開窗處反復(fù)上下活動(dòng) 鉆具，認(rèn)真劃眼，消除套管壁殘余水泥對(duì)固定導(dǎo)斜器的影響。對(duì)通井迂 阻井段，應(yīng)采用漲管技術(shù)或用銑錐進(jìn)行擴(kuò)孔，保證導(dǎo)斜器順利下入。 2、 檢查導(dǎo)向器的卡瓦是否松動(dòng)，送入桿與導(dǎo)斜器連接是否到位。 3、 導(dǎo)斜器的斜面方位與定向接頭的鍵相對(duì)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(nèi)徑。 5、 下導(dǎo)斜器要操作平穩(wěn)，控制下鉆速度，迂阻不超過 30KN ，不能 轉(zhuǎn)動(dòng),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(diào)整導(dǎo)斜器 斜面至設(shè)計(jì)方位。 7、 固定導(dǎo)斜器必須用清水，為保證憋壓效果，清水中應(yīng)無(wú)雜物。 8、 若憋壓達(dá)不到 22MPa 2MPa ，應(yīng)檢查泵和管匯是否刺漏，投球 是否到位。 （二）、復(fù)合銑錐銑削技術(shù) 1、 銑錐入井前的檢查： 銑錐端部要圓滑 ,因?yàn)殂婂F端部不圓滑易蹩 鉆，易把導(dǎo)向器蹩動(dòng)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(diào)整到設(shè) 計(jì)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(shí)防落物，使 用好刮泥器，下到導(dǎo)斜器位置后先要靜壓 70KN-

6、80KN 并記錄方入，反 復(fù)幾次后，如果不同噸位靜壓，方入一致，說明導(dǎo)向器軸向已固定牢。 4、 探明方入后開泵，排量 8 l/s，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)速 30r/min-40r/min , 緩慢下放,鉆壓控制到 5KN 以內(nèi)，進(jìn)尺 0.2m 后，鉆壓 10KN，轉(zhuǎn)速 60r/min ，如果鉆時(shí)變慢，可加大鉆壓到 30KN ，進(jìn)尺 1.7m 左右以后， 銑錐大部分進(jìn)入地層，鉆時(shí)變快泵壓升高，這時(shí)要減少鉆壓，總進(jìn)尺 3.5m-4.0m 開窗完畢。修窗口時(shí)要先上下活動(dòng)鉆具， 記錄好遇阻遇卡點(diǎn) 的方入，然后再以 40 r/min 的轉(zhuǎn)速反復(fù)劃眼，直到上下活動(dòng)、劃眼無(wú)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(yán)禁大于銑錐外徑。 2、起下鉆和鉆進(jìn)時(shí)一律裝刮泥器，嚴(yán)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(shí)要緩慢下放，嚴(yán)防硬壓，遇阻不超過 20KN ，起鉆過窗口時(shí)，要 1 檔低速并閃動(dòng)氣門緩慢上提，遇卡不能硬 拔，要輕撥動(dòng)，多活動(dòng)鉆具，遇卡不超過 20KN 。 5、起下鉆無(wú)特殊情況嚴(yán)禁在窗口附近循環(huán)和轉(zhuǎn)動(dòng)。 （四）、尾管懸掛器易出現(xiàn)的問題及對(duì)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(chǎng)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(zhì)量外， 主要是在使用中懸掛器的現(xiàn) 場(chǎng)操作及檢查，由于操作人員對(duì)鉆井設(shè)備操作

8、和井下情況了解不細(xì)，導(dǎo) 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(guān)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(rèn)真了解懸掛器的原理和使 用說明，關(guān)鍵是怎樣去實(shí)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(shí)需要憋壓 12MPa ，穩(wěn)壓 2min ，然后憋通建立 循環(huán)。實(shí)際操作中投球后泵送至球座時(shí)，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(dǎo)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(jì)算出鋼球在鉆井液 中的下落時(shí)間，提前停泵（如開關(guān)不放氣可停柴油機(jī)）閃動(dòng)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(dòng)卡瓦一定時(shí)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(yīng)采取如下措施： 1 、送入鉆桿下完鉆不必活動(dòng)鉆具，灌滿鉆井液接方鉆桿，小排量 循環(huán)使井內(nèi)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(shí)間不宜過長(zhǎng)，能滿足要求即可。循環(huán) 時(shí)間長(zhǎng)易刺壞浮箍和浮鞋，導(dǎo)致水泥漿倒返影響固井質(zhì)量。 3、 由于73mm 鉆桿與101.6mm 尾管內(nèi)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(nèi)徑分別用 48mm 和 4 83mm 通徑規(guī)分別通徑?，F(xiàn)

10、場(chǎng)操作中對(duì)尾管通徑很認(rèn)真。對(duì)通 73mm 鉆桿內(nèi)徑，一些操作人員認(rèn)為平時(shí)在接單根時(shí)都認(rèn)真通過內(nèi)徑，下鉆再 通內(nèi)徑?jīng)]必要。在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中確實(shí)存在著 73mm 鉆桿通不過48mm 通徑規(guī)的現(xiàn)象(如新胡 7-側(cè) 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(jiǎn)單的工序，就可能導(dǎo)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(jìn)行固井 作業(yè)；或?qū)⑽补芷鸪龈鼡Q懸掛器。 二、小井眼井控問題 現(xiàn)在全國(guó)各油田的井控裝備和常規(guī)井眼井控工藝都有長(zhǎng)足的發(fā)展， 施工人員的井控意識(shí)也很強(qiáng)，并且有一套切實(shí)可行的井控條例，井控工 藝技術(shù)成熟。目前小井眼開窗側(cè)鉆的井控工藝尚不成熟，現(xiàn)場(chǎng)施工

11、人員 還沒認(rèn)識(shí)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(cè)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?cè)莘e (m 3/km ) 裸眼 液柱高 (m) 環(huán)容 (m3/km) 有鉆桿時(shí) 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(nèi)的液柱 高度還要高。這就要求坐崗人員要認(rèn)真觀測(cè)，由原來的 3 m3以內(nèi)報(bào)警 變?yōu)?1 m3以內(nèi)報(bào)警。小井眼如果還以 3 m3報(bào)警，井控安全系數(shù)將要降 低三倍以上。73mm 鉆桿內(nèi)流動(dòng)阻力比環(huán)空中的流動(dòng)阻力小，因此在 下鉆過程中，鉆桿內(nèi)有時(shí)返噴鉆井液，當(dāng)鉆開油層后下鉆過程中，井下 污染的鉆井液先進(jìn)入鉆桿內(nèi)，把上部的原鉆井液返噴出來，從而降低了 鉆具內(nèi)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(dǎo)致鉆具內(nèi)井噴。 由上表可以看出，小井眼井筒總?cè)莘e小，在起下鉆時(shí)為了便于發(fā)

13、現(xiàn) 溢流，5 要用專用罐測(cè)量返出和灌入鉆井液量， 139.7mm 套管相當(dāng)于技 術(shù)套管，為了發(fā)揮技術(shù)套管的作用， 搬上設(shè)備通井后要認(rèn)真對(duì) 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(bǔ)救后試壓合格才能進(jìn)行下 步作業(yè)。 三、裸眼鉆進(jìn)中的安全問題及對(duì)策 139.7mm 套管開窗側(cè)鉆具有以下難點(diǎn)：井眼與鉆具、尾管的間 隙小，循環(huán)時(shí)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(shí)快時(shí)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(kuò)眼更危險(xiǎn)。窗口定向時(shí)易出現(xiàn)大肚子井眼，時(shí)刻威脅到井下安 全。 為了防止事故發(fā)生

14、， 要以預(yù)防為主， 處理為輔。 我們?cè)谑┕ぶ兄饕?采取以下對(duì)策： 1 、在滿足井眼軌跡控制的前提下，盡量簡(jiǎn)化小井眼的鉆具結(jié)構(gòu)。 2、鉆井液要清潔，攜砂性、潤(rùn)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(shí)，要防止在某一固定位置長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行循環(huán)。 5、下鉆遇阻要先循環(huán)一周再劃眼，時(shí)刻注意泵壓變化，劃一段鞏 固一段，不要一直劃到底。擴(kuò)眼時(shí)的砂子顆粒大且多，更要控制擴(kuò)眼速 度。 6、每次下鉆到底后，先降低柴油機(jī)轉(zhuǎn)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(diào)整到正常排量。 7、鉆時(shí)快時(shí)，鉆進(jìn) 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(shí)要認(rèn)真循環(huán)觀察。 8、 鉆進(jìn)時(shí)要定時(shí)定深進(jìn)行短起下鉆清砂。 9、鉆具在套管內(nèi)也不能靜止，要定期活動(dòng)鉆具，防止鉆井液中的 砂子沉淀卡鉆。 10 、防止鉆具內(nèi)外落物，鉆進(jìn)、起下鉆時(shí)都要用好刮泥器。 11 、確定井位搬上設(shè)備后要及時(shí)停注水井，并卸壓至 5MPa 以內(nèi)。 12 、配齊并用好四級(jí)固控設(shè)備，小井眼所鉆巖屑碎，細(xì)砂多，應(yīng) 及時(shí)清6 除，防止砂子在井眼中形成惡性循環(huán)。 13 、定期對(duì)鉆具進(jìn)行探傷檢查。 四、小井

16、眼鉆井液技術(shù) 小井眼鉆井液技術(shù)難點(diǎn)在于： 側(cè)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(jìn)入目的層。因時(shí)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(jié)構(gòu) 力低，不能有效懸浮和攜帶巖屑，易造成井下復(fù)雜，更應(yīng)該解決好： 井漏問題 1、側(cè)鉆小井眼中環(huán)空壓耗占到 75% 以上，國(guó)外一些資料甚至認(rèn)為 占到 90 ，環(huán)空壓耗的大幅增大使鉆井液的當(dāng)量密度相應(yīng)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(nèi)上下活 動(dòng)所產(chǎn)生的壓力波動(dòng)大。 3、油氣層段經(jīng)過多年開采后地層實(shí)際壓力系數(shù)較低。 攜砂問題

17、 1、鉆井液配制時(shí)間短，結(jié)構(gòu)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(yīng)明顯，而鉆頭水眼處的水功率又小，對(duì) 井底清洗造成困難，易留下隱患。 4、井眼環(huán)空間隙小，活動(dòng)鉆具產(chǎn)生的壓力激動(dòng)作用較大，易導(dǎo)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(shù)措施 1、鉆井液的配制。根據(jù)側(cè)鉆井的特點(diǎn)，采用老漿 80%+20% 新漿， 提高鉆井液的穩(wěn)定性。如無(wú)老漿則提前配 6%的坂土漿水化 24h ，然后 加入護(hù)膠劑、 降濾失劑、 流形調(diào)節(jié)劑， 充分循環(huán)調(diào)整性能達(dá)到

18、設(shè)計(jì)要求。 2、堵漏工藝。鉆進(jìn)中根據(jù)地層特點(diǎn)及臨井資料，要及時(shí)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(xì)鈣 2%4%+ 石棉絨1%2%+細(xì)顆粒隨鉆堵漏劑 3%6%。當(dāng)漏速8m3/h 可以采 用： A、 采用 DSR 堵漏技術(shù)， 配 4%Na-坂土漿+DSR12%+4%貝殼粉 +4% 核桃殼粉 +5% 細(xì)顆粒隨鉆堵漏劑。 7 B、 采用 MTC 技術(shù)堵漏。 C、 采用化學(xué)堵漏技術(shù)。 D 、 采用膠質(zhì)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(guān)井?dāng)D堵漏劑 23 入地層，靜止 24h。 3、 攜砂技術(shù)。 A、 提高鉆井液的配制質(zhì)量，

19、加入足夠的護(hù)膠劑，保證鉆井液的穩(wěn) 定性。 B、 鉆進(jìn)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(dòng)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(qiáng)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(dòng)對(duì)井壁的沖擊， 形成掉塊。 4、 防卡技術(shù)。側(cè)鉆小井眼鉆進(jìn)中，由于液柱壓力、環(huán)空壓耗、接 觸面積無(wú)法改變，只有通過提高鉆井和鉆井液技術(shù)預(yù)防卡鉆。 A、 側(cè)鉆前調(diào)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(yán)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(jìn)，減少壓差。 C、 側(cè)鉆前一次性加入原油 10%，乳化劑（原油量）3%，并加入 固體潤(rùn)滑劑（ NSL） 1%，采用兩種潤(rùn)滑方式降低摩阻，提高鉆井液的 潤(rùn)滑性能。 五、小井眼復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù) 今年以來， 我公司對(duì)小井眼開窗側(cè)鉆進(jìn)行了攻關(guān)， 成功把復(fù)合鉆井 技術(shù)引用到小井眼側(cè)鉆中。和過去相比，平均機(jī)械鉆速提高 66 % ，鉆 井周期大幅度縮短，使我公司側(cè)鉆小井眼技術(shù)水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。 （一）、鉆頭的優(yōu)選 井下動(dòng)力鉆具配合高效鉆頭為復(fù)合鉆井技術(shù) ，因此選擇適合地層特 點(diǎn)的鉆頭，是提高鉆井速度的關(guān)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(cè)鉆點(diǎn)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(shí)一般選 用短保徑的 PDC鉆頭；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)選用長(zhǎng)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(duì)比，選用的是勝利 118mmFMP-6PDC 鉆頭配合動(dòng)力鉆具進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)。 8 動(dòng)力鉆具配合高效 PDC 鉆頭有以下明顯優(yōu)點(diǎn)： 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(fù)合鉆進(jìn)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(kuò)眼。 （二）、螺桿的合理使用 目前，我公司使用的井下動(dòng)力鉆具主要是螺桿鉆具。針對(duì)小井眼的 特性，我們選擇單彎螺桿對(duì)開窗側(cè)鉆小井眼進(jìn)行軌跡控制。側(cè)鉆小井眼 95mm 螺桿一般不帶穩(wěn)定器，其型號(hào)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(cè) 29 井使用，。使用井段 1702m1805m , 目的穩(wěn)斜鉆進(jìn)，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(duì)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(hào) 井號(hào) 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(cè) 17 2527 2857 -4.5 復(fù)合鉆進(jìn) 29 14 272/ 284.51 / 2 新胡 7-側(cè) 109 1458 1520 -6.67 復(fù)合鉆進(jìn) 27 25 72未變 9 3 新胡 7-側(cè) 109 1520 1550 -3 復(fù)合鉆進(jìn) 25 24.1 72/ 73 4 新胡 7-側(cè) 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(fù)合鉆進(jìn)，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(hào) 井號(hào) 使用井段 (m) 造斜率 7100m 鉆井 方式 井斜變化 方位變化 1 明側(cè) 170 1975 2087 0.73 復(fù)合 鉆進(jìn) 14.4 13.58 258 未變 2 文 51-側(cè) 52 2530 2835 -10 復(fù)合 鉆進(jìn) 47.84 17.69 290 0/302 3 明側(cè) 170 2087 2145 3.16 復(fù)合 鉆進(jìn) 13.58 0/ 15.41

25、 258 252.6 由表 3 知，1單彎螺桿在小井眼中復(fù)合鉆進(jìn)，井斜角在 15。左右時(shí)， 穩(wěn)斜效果比較好；井斜角大于 15。時(shí)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(hào) 井 號(hào) 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(cè) 52 2340 -2368 定向 4.7 / 4.95 355 353 2 文 98-側(cè) 17 2447 -2527 24.5 定向 3.6 / 29 240/ 272 3 新胡 7-側(cè) 109 1326 -1349 13.91 定向 2.8 /

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

27、 明側(cè) 170 井 1893 -1927 20.6 定向 10.5 / / 17.5 / 265/ 260/ 10 明側(cè) 170 井 1927 -1988 復(fù)合鉆進(jìn) 17.5 / 260/ / 266/ 由表 4 知，95mm1.25 單彎螺桿全力扭方位時(shí)，扭方位率 50 /100m110 /100m ;全力增斜時(shí)造斜率 16 7100m25 7100m ;復(fù)合 鉆進(jìn)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(hào) 井號(hào) 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(cè) 52

28、2368 2390 245 定向 6.84 / / 8.5 / 342.82 / / 296.5 / 2 文 51-側(cè) 52 2390 2530 25 28 定向 8.5 / 47.84 / 296/ / 293/ 3 明 1-側(cè) 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(shí)，扭方位率 250 / /100m300 7100m ;全力增斜時(shí)造斜率 28 7100m30 7100m 95mm1.5 /單彎螺桿由于彎度大，鉆頭偏移量大，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)螺桿芯子 受交變應(yīng)力大，易斷芯子，所以盡量少用 1.5 /單

29、彎復(fù)合鉆進(jìn)。 (三) 、小井眼軌跡控制 1、側(cè)鉆小井眼鉆進(jìn)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(jié)構(gòu)鉆進(jìn) 20m 以脫離老井眼。起鉆前測(cè) 單點(diǎn)，若方位與設(shè)計(jì)方位偏差較大，下入第種結(jié)構(gòu)組合。 1.5。單彎螺 桿扭方位效果好，一般井斜 5 以內(nèi)，一個(gè)單根可扭方位 25 0 。 b、 井斜在 30 以內(nèi)的小井眼，下入第種組合。定向至最大井斜 后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆進(jìn)。 c、 118mmPDC + 1 單彎螺桿是小井眼復(fù)合鉆進(jìn)的最佳組合。增 完斜下入第種結(jié)構(gòu)，鉆進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)井斜、方位變化可隨時(shí)改為滑 動(dòng)鉆進(jìn)，及時(shí)控制井眼軌跡。 d、 0.75單彎和直螺桿，復(fù)合鉆進(jìn)事故率低，因此井下情況復(fù)雜或 需要降井斜井段，可下入第種組合。 e、 小井眼復(fù)合鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓 20KN30KN ;轉(zhuǎn)速 50r

31、/min 60r/min ；排量 6 l/s 10 l/s。 f、 無(wú)論何種鉆具組合，鉆進(jìn)中要及時(shí)測(cè)量井斜， 有問題及時(shí)采取措 施。在滿足井身質(zhì)量的前提下，盡量簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，及時(shí)短起下鉆進(jìn)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(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)。在 不考慮地層傾角的情況下， 0.75單彎復(fù)合鉆進(jìn)降斜率 5/100m ； 1單彎 螺桿復(fù)合鉆進(jìn)降斜率 10/100m15/100m ；且井斜角越大，降斜率越 高。因此在定向時(shí)可根據(jù)地層傾角留有一定增降斜量。 （四） 、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 今年我公司完成開窗側(cè)鉆井 8 口，平均側(cè)鉆井深 2397.88m ，平均 裸眼段長(zhǎng) 488

32、.6m ，平均鉆井周期 14.67 天/口，建井周期 33.63 天/口， 平均機(jī)械鉆速 2.75m/h 。鉆井速度比過去平均機(jī)械鉆速 1.66m/h 提高 66% ，復(fù)合鉆井技術(shù)在小井眼側(cè)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(cè)鉆井的技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況。 （五） 、幾點(diǎn)認(rèn)識(shí) （ 1 ）、井下動(dòng)力鉆具配合高效鉆頭復(fù)合鉆井在小井眼中的成功應(yīng) 用，12 大幅度提高了機(jī)械鉆速，縮短了鉆井周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效 、人 益。 （2） 、勝利118mmFMP-6PDC 鉆頭在明 1-側(cè) 29 井沙一至沙三 段鉆進(jìn)，平均機(jī)械鉆速高達(dá) 3.5m/h 。但在文 209 塊沙二段泥巖

33、地層， 機(jī)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(fù)合鉆進(jìn)，在一般 地層均降斜，限制了小井眼鉆進(jìn)速度的提高。 （ 4）、采用井下動(dòng)力鉆具配合高效鉆頭鉆井，簡(jiǎn)化了鉆具結(jié)構(gòu)， 減少了鉆鋌，井下安全性提高，因此復(fù)合鉆井技術(shù)適合小井眼側(cè)鉆井 的施工。 六、小井眼完井技術(shù) 139.7mm 油層套管開窗側(cè)鉆井，鉆進(jìn)時(shí)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(shù)難點(diǎn) 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(fēng)險(xiǎn)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(zhì)量差。 3、 固井施工泵壓高，蹩漏地層的危險(xiǎn)隨時(shí)存在，一但發(fā)生井漏， 環(huán)空水泥返高無(wú)法保證，嚴(yán)重威脅到固井質(zhì)量。 4、 套管重復(fù)段固井質(zhì)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(shù) 1 、井眼準(zhǔn)備 井眼質(zhì)量?jī)?yōu)劣是固井施工成功與否的先條件，井眼準(zhǔn)備工作通常 從兩方面著手，一是從源頭抓起，當(dāng)前小間隙井眼主要是側(cè)鉆定向井，

35、 鉆進(jìn)過程中通過優(yōu)化鉆具組合，優(yōu)化鉆井參數(shù)，加強(qiáng)跟綜監(jiān)測(cè)嚴(yán)格控 制井身質(zhì)量，對(duì)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(zhǎng)度 0.5m，外徑116mm、破鍵擴(kuò)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(dāng)，粘切適中， 低失水，薄而堅(jiān)韌泥餅，良好的潤(rùn)滑性，強(qiáng)抑制性及強(qiáng)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(cè)解 釋有狗腿度較大、縮徑、 “大13 肚子”等情況的井眼，通井時(shí)帶破鍵接頭， 反復(fù)擴(kuò)劃眼修整井壁，達(dá)到起下鉆暢通無(wú)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(zhì)潤(rùn)滑泥漿

36、 封閉裸眼井段。 2、水泥漿配方試驗(yàn) 小井眼微間隙固井對(duì)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(qiáng)，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(jí)水泥膨脹劑 （G502 ）分散劑 （ USZ ） 降失水劑 （ M-83S ） 早強(qiáng)劑 （ W3210 ） 消泡劑 （ G603 ） 。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件（配漿水質(zhì)、溫度、壓力、稠 化時(shí)間等）調(diào)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(chǎng)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(jì)算長(zhǎng)度。 工具附件先按照裝箱單檢查是否齊全；然后檢查

37、有無(wú)被摔碰，密 封件是否完好；各附件是否匹配，絲扣是否完好；內(nèi)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(jié)構(gòu)：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(shí)先裝好刮泥器，防止落物掉入井內(nèi)。 重復(fù)段一般為 60m-80m ，為了彌補(bǔ)重復(fù)段固井質(zhì)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(jī)控制的液壓鉗按 標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)盤防止轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shè)計(jì)井深，鉆桿內(nèi)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(shè)計(jì)排 量循環(huán)，將下套管時(shí)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(dá)到要求及時(shí)固井。 6、固井技術(shù) （ 1）、防漏。對(duì)于鉆進(jìn)中有漏失的井， 固井時(shí)注入一定量的平衡液， 導(dǎo)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(shí)調(diào)整，盡可能降低環(huán)空液柱壓力及流動(dòng)阻力，防止井漏的再次 發(fā)生。如：文 51-側(cè) 52 井鉆進(jìn)中發(fā)生多次漏失，固井時(shí)采用此方案， 施工正常，固進(jìn)質(zhì)量良好。 （ 2）、壓穩(wěn)防竄。 固井及侯凝期間， 半徑 500m 以內(nèi)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(nèi)油氣上竄速度控制 在 15m/h 以內(nèi)。同一井眼存在不同壓力級(jí)別的油氣層時(shí)采用兩凝水泥 漿體系固井。侯凝期間采用動(dòng)態(tài)加壓方法，對(duì)油氣層井段施加一定回 壓，以防油氣浸入井內(nèi)產(chǎn)生油氣竄影響固井質(zhì)量。 （ 3）、套管居中。 套管居中依靠加扶正器實(shí)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(shí)現(xiàn)。每根套管焊接 2 組，每組 6 塊，旋流狀分布，外 徑115mm。 （4）、驅(qū)替排量。大排量頂替有利于提高頂替效率，促使固井質(zhì)量 提高。小井眼環(huán)空間隙有限，排量與泵壓關(guān)系十分敏感，從安全的角度 出發(fā)，頂替排量適中即可。實(shí)踐證明，頂替排量達(dá)到環(huán)空返速 1m/s 時(shí) 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(jìn)中無(wú)漏失的井， 在理論總?cè)莘e基礎(chǔ)上附 加 100%-120% ，有利于延長(zhǎng)水泥漿接觸時(shí)間，驅(qū)替井內(nèi)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?cè)莘e基礎(chǔ)上附 加 10%-15% 。 （7）、頂替液。頂替液用高粘 CMC 配制（CMC + SMP +黃河H號(hào)）， 粘度 150s 左右，替入量略大于套管內(nèi)容積，以便于聲幅 -變密度測(cè)井。 （ 8）、循環(huán)清洗井眼。 替漿碰壓后放壓觀察單流凡爾關(guān)閉情況， 無(wú) 泥漿倒返，卸掉水泥頭，接方鉆桿蹩壓 8