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)大隊西區(qū)109隊油田開發(fā)中后期，由于套管本身質(zhì)量差、強度低，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)，嚴重的會造成油水井報廢。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較深的嚴重錯斷井的套損點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)。進一步完善井網(wǎng)，提高區(qū)塊開發(fā)水平。通過對 套管整形、加固、取換無法恢復(fù)的油水井開窗側(cè)鉆可以實現(xiàn)原層位的繼續(xù)生產(chǎn)，采取定向鉆進還可以較好 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年大隊新進XJ450修井機一臺，大鉤額定負荷800kN，最大負荷1125kN，井架高度32m，發(fā)動機額定功率354kW，驅(qū)動方式10X8。配套沃爾沃發(fā)電機組一套， 額定功率300kW。柴油機一臺，功率588

3、kW。 泥漿泵一臺，沖程長度 229m m,額定泵速150沖/分，輸入功率800馬力590千瓦。螺桿空氣壓縮機一 臺，排氣量5.6m3/min ,額定最大壓力1.0MPa ,電機功率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：對于油層套管損壞嚴重如錯斷、 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: 井筒準備，下斜向器，開窗，鉆進，擴眼，電測， 下套管固井，鉆塞

4、試壓，通井，電測合格交井。常規(guī)套損井治理工藝，處理事故復(fù)雜，施工周 期長，對套管損壞程度大，套管壽命縮短，短時期 內(nèi)可以恢復(fù)生產(chǎn)，一旦套損加劇，將會前功盡棄， 生產(chǎn)本錢高，投入產(chǎn)出比低，不符合精細管理、挖 潛增效的主題。應(yīng)用側(cè)鉆工藝技術(shù)，對復(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工具等4大類。1、斜向器也稱定向器或?qū)逼?，它是?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,斜面具有一定長度，其斜度、長度與井底水平位移有關(guān)，水平位移大要求斜面角度大、 長度短，反之斜面角度小， 長度長。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，使之在側(cè)鉆開窗及裸眼鉆進過程中不竄動、 轉(zhuǎn)動。目前常用的有水泥固定，即在定向器下部接一根68m長的廢油管或鉆桿，外圍焊上些鋼筋，并鉆少量水眼，使水泥漿能灌入管內(nèi)外到達水泥漿把尾管內(nèi)外固死的目的。其優(yōu)點是斜向器的結(jié)構(gòu)簡單，制造 容易，固定可靠；其缺點是施工麻煩，時間長。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，以到達穩(wěn)定斜向器的目的。其優(yōu)點與水泥固定法相反。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)?，加上鉆具質(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眼， 選開窗銑錐時直徑要大于鉆頭直徑 1 2mm。二、側(cè)鉆鉆進鉆柱組合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。單彎動力鉆具+D73mm無磁承壓鉆桿 X18m+ D73mm鉆桿。穩(wěn)斜段：D118mm鉆頭+D73mm無磁承壓鉆桿 X27m+ D73mm加重鉆桿80m+ D73mm鉆桿。 加深鉆進鉆柱組合： 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 D89mm 鉆桿，可 用 D73mm 替代。 造斜段： D52mm 鉆頭+1.5單彎動力鉆具 +D89mm 無磁承壓鉆桿 X18m+ D89mm 鉆桿 D89mm 鉆桿不 夠情況下，可采用鉆進裸眼段長度的 D89mm 鉆桿 +D73mm 鉆桿替代。穩(wěn)斜段： D152mm 鉆頭 +D89mm 無磁承壓鉆桿 X27m+ D89mm 加重鉆桿 80m+ D89mm 鉆桿 D89mm 鉆桿不夠情況下，可采用鉆進裸眼段長度的D89mm鉆桿+D73mm鉆桿替代。加深鉆進鉆柱組合：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，可采用鉆進裸眼段長度的D89mm鉆桿+D73mm鉆桿替代。三、側(cè)鉆鉆進參數(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個階段：開窗階段，騎窗階段，出窗階段，開窗進尺不低于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 修井機根底上， 認真組織討論設(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、試運行驗收合格 后，正式開工。施工中周密運行，精心組織，分別開展了氣層、水層開窗側(cè)鉆設(shè)計優(yōu)化，采用不同的鉆具 組合順利完成開窗鉆進。通過對井身結(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 天時間就完成了側(cè)鉆施工，實現(xiàn)了一次開窗、擴眼成功，完鉆

11、電測、固井電測全部合格，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深度1201.0m,設(shè)計深度1280m，7月9日開窗，側(cè)鉆84m，由于裸眼段坍塌，關(guān)停水井、擴眼、封固后電測成功，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，進一步說明大隊具備了套管內(nèi)開窗、鉆進、完井、固井的能力，為做好保油上產(chǎn)奠定了堅實根底，同時還改寫了 采油廠沒有自己側(cè)鉆隊的歷史。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)化完井套管標準, 下 D139.7mm 套管,