1、开窗侧钻井技术开窗侧钻井技术第一部分：侧钻装备及工艺技术第一部分：侧钻装备及工艺技术第二部分：侧钻井控技术第二部分：侧钻井控技术第三部分：第三部分：技术难点技术难点主要内容主要内容侧钻工艺技术一、侧钻装备及工艺技术装备装备 拥有ZJ30-C、XJ450、XJ550、XJ650 型等车载钻、修井机可承担常规油气井大修作业、浅钻井工程及侧钻工程的施工作业。F-500F-500型泥浆泵，型泥浆泵，F-800F-800型泥浆型泥浆泵和泵和F-1000F-1000型泥浆泵型泥浆泵泥浆罐、振动筛泥浆罐、振动筛 、除气器、除、除气器、除砂器、除泥器、离心机等泥浆砂器、除泥器、离心机等泥浆净化设备净化设备先进
2、的固控系统先进的固控系统井下工具设备井下工具设备：1 1、73mm73mm（1818倒角）正扣钻杆，倒角）正扣钻杆，78.6mm78.6mm加加重钻杆。重钻杆。2 2、35Mpa35Mpa环形防喷器环形防喷器3 3、35Mpa35Mpa节流及压井管汇节流及压井管汇4 4、小井眼有线随钻、小井眼有线随钻、MWDMWD5 5、小井眼泥浆马达及单牙轮钻头、小井眼泥浆马达及单牙轮钻头6 6、钻具内防喷工具、钻具内防喷工具前前 言言 随着油田开发进入中后期，由于套损等工程因素造成随着油田开发进入中后期，由于套损等工程因素造成原井或附近剩余油无法开采，原井或附近剩余油无法开采，或区块精细描述后、重新认识或
3、区块精细描述后、重新认识有增产潜力等地质因素，有增产潜力等地质因素，打加密井或更新井开采富集油会使打加密井或更新井开采富集油会使采油成本大幅上升。利用原井套管和已有的地面设施开窗侧采油成本大幅上升。利用原井套管和已有的地面设施开窗侧钻可以降低成本，保证油田稳产、上产。钻可以降低成本，保证油田稳产、上产。 套管内侧钻工艺技术在大港油田多年来被做为一种套损套管内侧钻工艺技术在大港油田多年来被做为一种套损井的修复手段实施井的修复手段实施, ,基本上属于自由侧钻。随着不断的实践基本上属于自由侧钻。随着不断的实践和认识，近年来油田已把它做为一种增产措施来实施，它要和认识，近年来油田已把它做为一种增产措施
4、来实施，它要求通过套管内开窗定向，打出长井段、大位移的井眼，开采求通过套管内开窗定向，打出长井段、大位移的井眼，开采原井眼开采不到的剩余油或新区块。原井眼开采不到的剩余油或新区块。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术第二部分、侧钻工艺技第二部分、侧钻工艺技术术 侧钻井分为自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻。小井眼侧钻井分为自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻。小井眼侧钻一般是在侧钻一般是在5 1/2“5 1/2“套管或套管或7 ”7 ”套管内进行。井下公司自套管内进行。井下公司自19921992年开始实施侧钻工艺，经过不断的实践、发展和完善，年开始实施侧钻工艺，经过不断的实践、发展和完善，已经形成了一套具有自己特色的
5、、切实可行的工艺技术，已经形成了一套具有自己特色的、切实可行的工艺技术，尤其是在尤其是在开窗、定向、完井、固井开窗、定向、完井、固井等工艺上在国内同行业等工艺上在国内同行业处于领先水平。处于领先水平。侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术一、侧钻前期准备一、侧钻前期准备：1 1、侧钻前现场准备：除了保证作业施工进入现场的道路畅、侧钻前现场准备：除了保证作业施工进入现场的道路畅通无阻外，为满足侧钻作业设备的摆放、安装要求，我们需通无阻外，为满足侧钻作业设备的摆放、安装要求，我们需要一个以井口为标点，宽米，钻机方向长米，钻杆要一个以井口为标点，宽米，钻机方向长米，钻杆区方向长米的现场。区
6、方向长米的现场。 2 2、停注水井：为了防止侧钻井周围注水井串通，影响侧、停注水井：为了防止侧钻井周围注水井串通，影响侧钻井的裸眼钻进和完井质量，在开窗前一周停注周围连钻井的裸眼钻进和完井质量，在开窗前一周停注周围连通的注水井并卸压。通的注水井并卸压。3 3、验证套管：采用模拟通井规及封隔器验证预计开窗位、验证套管：采用模拟通井规及封隔器验证预计开窗位置以上套管有无变形、破漏，保证下步侧钻施工顺利进置以上套管有无变形、破漏，保证下步侧钻施工顺利进行。行。钻具组合：钻具组合：114mm114mm8-10m8-10m通井规通井规+73mm+73mm油管。油管。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术4 4、注灰
7、、试压：对原井眼射开层进行逐层封堵，防止在、注灰、试压：对原井眼射开层进行逐层封堵，防止在钻进和完钻投产后发生层间串槽现象。钻进和完钻投产后发生层间串槽现象。钻具组合：钻具组合：73mm73mm笔尖笔尖+73mm+73mm油管油管 5 5、刮削套管：为了保证斜向器及完井尾管悬挂器固定牢、刮削套管：为了保证斜向器及完井尾管悬挂器固定牢靠，对其座封井段进行刮削，清洁套管内壁。靠，对其座封井段进行刮削，清洁套管内壁。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术二、开窗：二、开窗： 目前国内外套管开窗工艺有两种方式，即段铣式开窗和侧目前国内外套管开窗工艺有两种方式，即段铣式开窗和侧磨式开窗：磨式开窗： 1.1.段铣式开
8、窗：段铣式开窗： 采用段铣刀将套管整体磨铣掉采用段铣刀将套管整体磨铣掉202030m30m，做为侧钻的窗口。，做为侧钻的窗口。其缺点是段铣时间长，工序复杂，易发生事故。其缺点是段铣时间长，工序复杂，易发生事故。 2.2.侧磨式开窗：侧磨式开窗： 采用铣锥在导斜面的引导下，将套管一侧磨穿形成采用铣锥在导斜面的引导下，将套管一侧磨穿形成“水水滴形滴形”窗口，其特点是窗口具有方向性，施工时间短，工艺窗口，其特点是窗口具有方向性，施工时间短，工艺简单，易操作，成功率高。简单，易操作，成功率高。 截至到目前共实施侧钻井百余口，截至到目前共实施侧钻井百余口，3 3口井采用段铣式开窗，口井采用段铣式开窗，其
9、余全部使用侧磨式开窗，其成功率达到其余全部使用侧磨式开窗，其成功率达到100%100%。因此，侧磨。因此，侧磨式开窗是一项十分成熟的工艺。式开窗是一项十分成熟的工艺。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术开窗位置的选择：开窗位置的选择： 开窗位置除考虑避开套管接箍外，开窗位置除考虑避开套管接箍外， 一般来讲最好选择在一般来讲最好选择在固井质量好并且地层岩性为泥岩的井段。固井质量好是保证斜固井质量好并且地层岩性为泥岩的井段。固井质量好是保证斜向器座挂井段的套管的稳固，防止在开窗施工中因为套管颤动向器座挂井段的套管的稳固，防止在开窗施工中因为套管颤动而导致窗口移位。选择泥岩井段开窗是为
10、了在开窗时防止因为而导致窗口移位。选择泥岩井段开窗是为了在开窗时防止因为地层可钻性好钻速过快而导致窗口形成不规则。地层可钻性好钻速过快而导致窗口形成不规则。 不过通过我们近两年的施工经验发现，开窗位置也可以选不过通过我们近两年的施工经验发现，开窗位置也可以选择在无水泥环的井段，这样就需要对预定的开窗位置进行二次择在无水泥环的井段，这样就需要对预定的开窗位置进行二次封固后再进行座挂斜向器，然后开窗。这种情况的井我们已经封固后再进行座挂斜向器，然后开窗。这种情况的井我们已经成功的施工。成功的施工。侧磨式开窗工艺：侧磨式开窗工艺： 1.1.固定导斜器钻具组合：固定导斜器钻具组合： 液压锚定密封导斜器
11、液压锚定密封导斜器+ +定定向短节向短节+ +钻杆钻杆+ +方钻杆。方钻杆。 为了保证开窗方位的准确为了保证开窗方位的准确性，性， 采用陀螺仪对导斜面定采用陀螺仪对导斜面定向后再固定向后再固定; ; 导斜器固定导斜器固定/ /开开窗窗/ /修窗两趟钻具即可完成。修窗两趟钻具即可完成。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术由护送器、斜向器体、锚定总成等部分组成，由护送器、斜向器体、锚定总成等部分组成，锚定总成由悬挂系统、液控系统组成锚定总成由悬挂系统、液控系统组成侧钻工艺技术侧钻工艺技术由接头、柱状体、锥由接头、柱状体、锥体三部分组成。特点是钨体三部分组成。特点是钨钢颗粒及钨钢块排列合理钢颗粒及钨钢块排列合
12、理，利于磨铣，利于磨铣 ，左旋形状，左旋形状，磨铣平稳，不挂窗口，磨铣平稳，不挂窗口，不不卡斜向器卡斜向器，柱状体部位具，柱状体部位具有修窗功能，可一次完成有修窗功能，可一次完成开窗及修窗作业。开窗及修窗作业。侧钻工艺技术侧钻工艺技术开窗铣锥开窗铣锥套管锻铣器实物图套管锻铣器实物图侧钻工艺技术侧钻工艺技术2.2.开窗钻具组合：开窗钻具组合： 开窗铣锥开窗铣锥+ +钻铤钻铤+ +加重钻杆加重钻杆+ +钻杆钻杆+ +方钻杆方钻杆 在开窗过程中，分三个阶段开窗，最后修窗，窗口一般宽度在开窗过程中，分三个阶段开窗，最后修窗，窗口一般宽度120mm120mm、长度、长度1800mm1800mm。 。 初
13、始铣初始铣: :即铣锥接触到导斜器顶部至铣锥底圆与套管内壁接触为即铣锥接触到导斜器顶部至铣锥底圆与套管内壁接触为开窗的第一阶段。开窗的第一阶段。钻压控制在钻压控制在5kN5kN以内，转速以内，转速40r/min 40r/min 50r/min50r/min。 侧磨开窗的第一阶段钻压由侧磨开窗的第一阶段钻压由0 0逐步加至逐步加至5kN5kN，尽量减小导斜面振动，尽量减小导斜面振动幅度，形成规则的窗顶。幅度，形成规则的窗顶。 骑套铣骑套铣: :即铣锥底圆接触到套管内壁至底圆与套管外壁相接触。即铣锥底圆接触到套管内壁至底圆与套管外壁相接触。钻压控制在钻压控制在5kN 5kN 30kN30kN、转速
14、、转速50r/min 50r/min 80r/min80r/min。 侧磨开窗的第二阶段要注意钻压与钻柱的结构关系，均衡套管与侧磨开窗的第二阶段要注意钻压与钻柱的结构关系，均衡套管与导斜面的磨损，形成圆滑的窗口。导斜面的磨损，形成圆滑的窗口。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术出窗铣出窗铣: :即铣锥底圆出套管外壁至铣锥最大直径全部出套管。即铣锥底圆出套管外壁至铣锥最大直径全部出套管。钻压控制在钻压控制在10kN 10kN 20kN20kN、转速、转速50r/min 50r/min 80r/min80r/min。侧磨开窗的第三阶段要注意降低钻压，使窗口底部圆滑规则。侧磨开窗的第三阶段要注意降低钻压，使窗
15、口底部圆滑规则。修窗：钻压修窗：钻压5kN5kN20kN20kN，转速，转速50r/min50r/min90r/min90r/min。 该阶段可提高转速，快速下放，验证开窗质量，要求阻挂在该阶段可提高转速，快速下放，验证开窗质量，要求阻挂在规定范围内。规定范围内。侧钻工艺技术侧钻工艺技术三、裸眼钻进及轨迹控制：三、裸眼钻进及轨迹控制： 1 1）钻头选型：）钻头选型： 在在51/251/2套管内进行开窗侧钻，所使用的钻头套管内进行开窗侧钻，所使用的钻头主要有主要有PDCPDC钻头、三牙轮钻头、单牙轮钻头，我钻头、三牙轮钻头、单牙轮钻头，我们根据不同的地层选择不同的钻头。们根据不同的地层选择不同的
16、钻头。 在实践中由于在实践中由于PDCPDC钻头对地层的适应性较差，钻头对地层的适应性较差，机械钻速低，被逐步淘汰。三牙轮钻头由于轴承机械钻速低，被逐步淘汰。三牙轮钻头由于轴承细易发生掉牙轮事故，也没有得到广泛应用。单牙轮钻头为敲细易发生掉牙轮事故，也没有得到广泛应用。单牙轮钻头为敲击挖掘式钻进，机械进尺较快，适应地层广泛，且不易发生掉击挖掘式钻进，机械进尺较快，适应地层广泛，且不易发生掉牙轮事故牙轮事故, ,所以在侧钻中得到广泛使用。所以在侧钻中得到广泛使用。 实例：在港实例：在港381-1K381-1K井首先用的是井首先用的是PDCPDC钻头，进尺钻头，进尺212.48m212.48m，纯
17、钻时纯钻时:193h:193h，平均机械钻速为，平均机械钻速为1.1m/h1.1m/h，最慢时钻速，最慢时钻速0.43m/h0.43m/h。采用单牙轮钻头在同样的钻具组合及钻进参数下，进尺采用单牙轮钻头在同样的钻具组合及钻进参数下，进尺302.91m302.91m，纯钻时：，纯钻时：60.5h60.5h，平均机械钻速，平均机械钻速5m/h5m/h。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术单牙轮钻头的优点：单牙轮钻头的优点： 应用领域比较广，对地层的适应性较强。应用领域比较广，对地层的适应性较强。 工作扭矩比工作扭矩比PDCPDC钻头在相同钻压和地层的钻头在相同钻压和地层的条件下更低，可减少小尺寸钻具胀扣问题
18、，条件下更低，可减少小尺寸钻具胀扣问题，避免井下事故。避免井下事故。 单牙轮钻头兼有三牙轮钻头和单牙轮钻头兼有三牙轮钻头和PDCPDC钻头钻头的优点，又分别弥补了二者的不足，比三牙的优点，又分别弥补了二者的不足，比三牙轮钻头更适用于强度和塑性同时都大的地层，轮钻头更适用于强度和塑性同时都大的地层，同时也能适用于同时也能适用于PDCPDC钻头难于对付的硬夹层钻头难于对付的硬夹层和其它复杂地层。和其它复杂地层。 配合井下动力钻具能适应高转速及定向侧钻的需要配合井下动力钻具能适应高转速及定向侧钻的需要, ,同同时井径扩大率可达时井径扩大率可达7 71010。 结构简单，轴承粗，强度大，使用安全可靠。
19、结构简单，轴承粗，强度大，使用安全可靠。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术 在使用单牙轮钻头过程中，我们发现单牙轮在使用单牙轮钻头过程中，我们发现单牙轮钻头在施工过程中也存在一定的问题，我们技术钻头在施工过程中也存在一定的问题，我们技术人员与厂家进行沟通，针对各作业区地层情况，人员与厂家进行沟通，针对各作业区地层情况，分别设计、改造了实用、有效的单牙轮钻头，在分别设计、改造了实用、有效的单牙轮钻头，在现场施工中取得了良好的效果。例如针对宜春单现场施工中取得了良好的效果。例如针对宜春单牙轮的保径效果差建议厂家改进了保径齿部分，牙轮的保径效果差建议厂家改进了保径齿部分，针对南部地区深层的硬地层引用了针对南
20、部地区深层的硬地层引用了YA617和和YC系系列单牙轮。列单牙轮。侧钻工艺技术侧钻工艺技术2 2）井眼轨迹的设计及控制：）井眼轨迹的设计及控制： 套管内开窗侧钻裸眼轨迹设计应考虑以下问题：套管内开窗侧钻裸眼轨迹设计应考虑以下问题： A.A.原井眼轨迹情况，是否为定向井、直井或水平井；原井眼轨迹情况，是否为定向井、直井或水平井；B.B.开窗点的方位选择；开窗点的方位选择； C.C.造斜段井斜角及狗腿角的控制；造斜段井斜角及狗腿角的控制； D.D.根据增斜率及岩性的可钻性选择不同弯度的弯马根据增斜率及岩性的可钻性选择不同弯度的弯马达；达； E.E.根据实际情况选择裸眼轨迹跟踪方式（有线或无根据实际
21、情况选择裸眼轨迹跟踪方式（有线或无线）线）侧钻工艺技术侧钻工艺技术 井眼轨迹设计原则：井眼轨迹设计原则：A.A.套管内开窗侧钻井的井眼轨迹一般设计为三段制即直套管内开窗侧钻井的井眼轨迹一般设计为三段制即直- -增增- -稳。稳。B.B.造斜率的合理确定是侧钻井井眼轨迹设计的关键，它应根据靶造斜率的合理确定是侧钻井井眼轨迹设计的关键，它应根据靶点及裸眼段长度要求确定。点及裸眼段长度要求确定。C.C.全角变化率应控制在全角变化率应控制在3 3/30m- 6/30m- 6/30m/30m以内，确保裸眼测量仪以内，确保裸眼测量仪器及完井套管顺利通过。器及完井套管顺利通过。D.D.造斜马达的设计应根据造
22、斜率及地层可钻性选择合理角度的弯造斜马达的设计应根据造斜率及地层可钻性选择合理角度的弯马达。马达。E.E.裸眼钻进要根据不同岩性及中靶要求选择相应的钻进参数。裸眼钻进要根据不同岩性及中靶要求选择相应的钻进参数。侧钻工艺技术侧钻工艺技术 随钻测量方式的选择随钻测量方式的选择 小井眼有线随钻测斜仪和无线随钻测斜仪都可实现随钻小井眼有线随钻测斜仪和无线随钻测斜仪都可实现随钻跟踪。通过比较我们认为：跟踪。通过比较我们认为： 有线随钻测量仪器具有对泥浆性能要求低、对泵压要求有线随钻测量仪器具有对泥浆性能要求低、对泵压要求宽松、仪器易操作易维修、井口反馈数据及时准确且成本低宽松、仪器易操作易维修、井口反馈
23、数据及时准确且成本低的优点。造斜井段利用电缆下入有线随钻测量仪器将井下测的优点。造斜井段利用电缆下入有线随钻测量仪器将井下测量的测点井斜、测点方位及当时动力钻具的工具面角传到地量的测点井斜、测点方位及当时动力钻具的工具面角传到地面，有线随钻测量仪需经常起下电缆，工作效率低，数据传面，有线随钻测量仪需经常起下电缆，工作效率低，数据传输速度快，最小可靠有效工作零长约为输速度快，最小可靠有效工作零长约为5.5-8m5.5-8m。在定向。在定向侧钻井中得到广泛应用。侧钻井中得到广泛应用。侧钻工艺技术侧钻工艺技术 无线随钻测斜仪器是利用钻井液脉冲将钻进参数无线随钻测斜仪器是利用钻井液脉冲将钻进参数传到地
24、表传到地表, ,可以实现旋转钻井。仪器结构复杂不易操作可以实现旋转钻井。仪器结构复杂不易操作及维修，对泥浆性能、泵压有一定要求，成本高数据传及维修，对泥浆性能、泵压有一定要求，成本高数据传输时间长，最小可靠有效工作零长较大（输时间长，最小可靠有效工作零长较大（16-18m16-18m）。）。 优点是不用电缆，工作效率高，可防止起下电缆造成的优点是不用电缆，工作效率高，可防止起下电缆造成的井下复杂情况。一般在水平侧钻井中应用。井下复杂情况。一般在水平侧钻井中应用。侧钻工艺技术侧钻工艺技术3 3）定向钻进钻具组合及施工参数：）定向钻进钻具组合及施工参数：造斜井段造斜井段: :钻具组合：钻具组合：单
25、牙轮钻头单牙轮钻头+ +单弯马达单弯马达+ +止回阀止回阀+ +无磁抗压缩钻杆无磁抗压缩钻杆+ +加重钻杆加重钻杆+ +钻杆。钻杆。钻进参数钻进参数钻压：钻压：20-40kN20-40kN；排量；排量8-10L/s8-10L/s；转速：马达转速。；转速：马达转速。该钻具组合结构简单、造斜率效果好、安全可靠，是我们该钻具组合结构简单、造斜率效果好、安全可靠，是我们经常采用的钻具组合。经常采用的钻具组合。侧钻工艺技术侧钻工艺技术稳斜井段：稳斜井段：钻具组合：钻具组合： 单牙轮钻头单牙轮钻头+ +止回阀止回阀+ +螺旋稳定器螺旋稳定器+ +短钻铤短钻铤+ +螺旋稳螺旋稳定器定器+ +无磁钻铤无磁钻铤
26、+ +加重钻杆加重钻杆+ +钻杆。钻杆。钻进参数钻进参数 钻压：钻压：20-30kN20-30kN；排量；排量8-10L/s8-10L/s；转速：；转速：70-90rpm70-90rpm。 该钻具组合是我们经常采用的稳斜钻具组合，稳该钻具组合是我们经常采用的稳斜钻具组合，稳斜效果好，通过钻压调整一般都能实现稳斜中靶。斜效果好，通过钻压调整一般都能实现稳斜中靶。侧钻工艺技术侧钻工艺技术四、泥浆体系：四、泥浆体系：采用抑制性钻井液体系采用抑制性钻井液体系配方：膨润土配方：膨润土5 56%6%CMC0.3CMC0.30.5%+(0.5%+(磺化沥青磺化沥青)SAS1)SAS12%+(2%+(腐钾腐钾
27、)KHM1)KHM12%+ NH4-HPAN0.52%+ NH4-HPAN0.51%+HMP-III11%+HMP-III11.5%+1.5%+细目碳酸钙细目碳酸钙2%+2%+单项封闭剂单项封闭剂1%+1%+油溶暂堵剂油溶暂堵剂2%2%片碱片碱注：进入油层井段加入注：进入油层井段加入2%2%细目碳酸钙和细目碳酸钙和2%2%油溶暂堵剂。油溶暂堵剂。其特点：其特点：抑制性强；抑制性强；保护油气层效果好；保护油气层效果好；剪切稀释剪切稀释性好。其常规性能要求如下：性好。其常规性能要求如下：侧钻工艺技术侧钻工艺技术钻井液体系钻井液体系 常常 规规 性性 能能 流变性能流变性能 N N值值摩阻摩阻 密度
28、密度g/cmg/cm3 3 漏斗漏斗粘度粘度s s APIAPI滤失滤失量量ml ml 泥饼泥饼mm mm 含砂含砂% % PH PH 静切力静切力10s/10min10s/10min(Pa) (Pa) YPYPpa pa PVPVmPa.smPa.s 抑制性泥浆抑制性泥浆 353550 50 5 5 0.5 0.5 0.3 0.3 9 911 11 0 03.0/3.0/1.51.56.5 6.5 5 58 8 101015 15 0.40.40.6 0.6 0.08 0.08 侧钻工艺技术侧钻工艺技术保护油气层措施保护油气层措施 1.1.尽量快速钻进缩短钻井周期，从而减少泥浆浸泡油气尽量快
29、速钻进缩短钻井周期，从而减少泥浆浸泡油气层时间层时间,2004,2004年打开油气层后平均泥浆浸泡时间为年打开油气层后平均泥浆浸泡时间为4 45 5天。天。 2.2.侧钻中对油气层采用单向压力屏蔽暂堵技术，即加入侧钻中对油气层采用单向压力屏蔽暂堵技术，即加入2%2%细目碳酸钙（粒度本着孔候直径的细目碳酸钙（粒度本着孔候直径的2/32/3选取）和选取）和2%2%油溶暂油溶暂堵堵剂，对油气层实施压差屏蔽暂堵。堵堵剂，对油气层实施压差屏蔽暂堵。 3.3.加重材料采用能酸溶的石灰石粉，从泥浆材料上降低加重材料采用能酸溶的石灰石粉，从泥浆材料上降低油气层污染程度。油气层污染程度。 4.4.在工程上选择合
30、理的钻井液密度，严格控制起下钻速在工程上选择合理的钻井液密度，严格控制起下钻速度，减少压力激动，具体做好以下几点：度，减少压力激动，具体做好以下几点： 侧钻工艺技术侧钻工艺技术 依据老井分析资料及钻井液特性，在不出现井塌、井喷等依据老井分析资料及钻井液特性，在不出现井塌、井喷等情况下，密度尽量走低线。情况下，密度尽量走低线。 进入目的层在钻井液体系中加入进入目的层在钻井液体系中加入5%5%的复合暂堵剂，阻止或的复合暂堵剂，阻止或减少固、液的侵入。减少固、液的侵入。 进入目的层前要严格控制钻井液进入目的层前要严格控制钻井液APIAPI滤失量滤失量5ml5ml、含砂量、含砂量0.3%0.3%、HT
31、HPHTHP滤失量滤失量15ml15ml。 用好三级净化设备，清除无用固相，保证钻井液的清洁。用好三级净化设备，清除无用固相，保证钻井液的清洁。 钻井时尽量采用大排量低泵压钻井参数钻进。钻井时尽量采用大排量低泵压钻井参数钻进。 进入目的层前做好各项准备工作，做好各项工序的衔接工进入目的层前做好各项准备工作，做好各项工序的衔接工作，提高机械钻速，快速穿过目的层，减少对储层的侵泡时间作，提高机械钻速，快速穿过目的层，减少对储层的侵泡时间。 建立健全油气层保护监督体系，全体施工人员树立保护油建立健全油气层保护监督体系，全体施工人员树立保护油气层的意识，保证各项保护油气层措施的实施。气层的意识，保证各
32、项保护油气层措施的实施。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术 五、完井、固井五、完井、固井 1 1、通井、调配泥浆：、通井、调配泥浆： 采用原钻具自由悬重下放，遇阻划眼，通至井底后，循采用原钻具自由悬重下放，遇阻划眼，通至井底后，循环调整好泥浆性能。（在不影响钻井液固相携带能力的前提环调整好泥浆性能。（在不影响钻井液固相携带能力的前提下，将钻井液的塑性粘度、屈服值和静切力降至允许范围的下，将钻井液的塑性粘度、屈服值和静切力降至允许范围的最低值）最低值） 2 2、电测：、电测： 电测资料可以为识别岩性变化、构造形态和划分油层组电测资料可以为识别岩性变化、构造形态和划分油层组提供依据，同时也为完井、固井施工
33、提供参考，因此测井内提供依据，同时也为完井、固井施工提供参考，因此测井内容一般包括标准电极系视电阻率测井、自然电位测井、井斜容一般包括标准电极系视电阻率测井、自然电位测井、井斜及井径测量。及井径测量。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术3 3、完井：、完井： 目前，国内如：胜利、江苏、辽河等在目前，国内如：胜利、江苏、辽河等在51/251/2套管内套管内均采用均采用33尾管悬挂完井，这使下步增产措施有了很大的尾管悬挂完井，这使下步增产措施有了很大的局限性，也不利于投产后修井作业。为此大港油区一直使局限性，也不利于投产后修井作业。为此大港油区一直使用用44尾管完井尾管完井, ,过去我们采用同心变扣带过去我
34、们采用同心变扣带 44尾管堆至井尾管堆至井底完井，尾管处于弯曲状态，对固井及投产后修井作业十底完井，尾管处于弯曲状态，对固井及投产后修井作业十分不利。尤其侧钻定向井、长裸眼段井、水平侧钻井的发分不利。尤其侧钻定向井、长裸眼段井、水平侧钻井的发展，此项技术更加不适应发展的要求。展，此项技术更加不适应发展的要求。 通过不断摸索创新，我们自主开发出液压悬挂器加同通过不断摸索创新，我们自主开发出液压悬挂器加同心管完井技术，使我们的小井眼完井技术达到国内同行业心管完井技术，使我们的小井眼完井技术达到国内同行业领先水平。此外我们还开发了液压悬挂大小胶塞碰压完井领先水平。此外我们还开发了液压悬挂大小胶塞碰压
35、完井技术，使我们的完井方式更趋完美。技术，使我们的完井方式更趋完美。侧钻工艺技术侧钻工艺技术 随着无接箍尾管的使用，我们开发的弹性扶正器及刚性扶随着无接箍尾管的使用，我们开发的弹性扶正器及刚性扶正器，能够改善无接箍尾管居中程度。完井管柱组合：正器，能够改善无接箍尾管居中程度。完井管柱组合： 浮鞋浮鞋+ +浮箍浮箍+ +短套管短套管+ +浮箍浮箍+ +短套管短套管+ +筛板筛板+ +套管套管短节套管套管短节（置于油顶以上（置于油顶以上202030m30m）+ +悬挂器总成悬挂器总成+ +送入钻具送入钻具 悬挂器位置窗口浮箍浮鞋井眼套管扶正器102mm套管侧钻工艺技术侧钻工艺技术弹性扶正器刚性扶正
36、器侧钻工艺技术侧钻工艺技术同心变扣 悬挂器 侧钻井的完井方式除了固井射孔完井以外，我侧钻井的完井方式除了固井射孔完井以外，我们还研究应用了筛管们还研究应用了筛管+ +裸眼封隔器悬挂完井方式。裸眼封隔器悬挂完井方式。这种完井方法适合出砂严重的油田和区块。这种完井方法适合出砂严重的油田和区块。20042004年年我们井下公司在冀东油田完成了我们井下公司在冀东油田完成了4 4口侧钻水平井，口侧钻水平井，根据甲方开发需要，分别采用了尾管悬挂固井射孔根据甲方开发需要，分别采用了尾管悬挂固井射孔和筛管和筛管+ +裸眼封隔器悬挂完井方式。对泥饼的处理裸眼封隔器悬挂完井方式。对泥饼的处理采用挤酸和酸洗方法解决
37、，均取得不错的开发效果。采用挤酸和酸洗方法解决，均取得不错的开发效果。筛管完井方式对于出砂严重的地层有着很好的开采筛管完井方式对于出砂严重的地层有着很好的开采效果，该技术已经得到冀东油田甲方的充分认可。效果，该技术已经得到冀东油田甲方的充分认可。侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术冀东油田高冀东油田高104-5CP5104-5CP5井筛管井筛管+ +裸眼封隔器悬挂完井示意图裸眼封隔器悬挂完井示意图下入状态下入状态冀东油田高冀东油田高104-5CP5104-5CP5井筛管井筛管+ +裸眼封隔器悬挂完井示意图裸眼封隔器悬挂完井示意图完成状态完成状态侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧
38、钻工艺技术筛管筛管+ +裸眼封隔器悬挂完井施工步骤裸眼封隔器悬挂完井施工步骤1 1、用钻具将内、外管组合送入预定位置；、用钻具将内、外管组合送入预定位置；2 2、悬挂器坐挂；、悬挂器坐挂；3 3、反替泥浆及酸洗；、反替泥浆及酸洗；4 4、膨胀封隔器坐封；、膨胀封隔器坐封；5 5、提出井内管柱完井。、提出井内管柱完井。 高高104-5CP5104-5CP5井是单一油层井是单一油层(Ng12(Ng12），所以该井选择了），所以该井选择了两级封隔器悬挂不固井完井方式，但这种工艺也可以实两级封隔器悬挂不固井完井方式，但这种工艺也可以实现多级悬挂和膨胀封隔器以上固井。现多级悬挂和膨胀封隔器以上固井。实现
39、该工艺的关键实现该工艺的关键是：是：合理选择筛管和确定膨胀封隔器的卡封位置合理选择筛管和确定膨胀封隔器的卡封位置冀东油田高冀东油田高104-5CP9104-5CP9尾管悬挂完井井身结构示意图尾管悬挂完井井身结构示意图: :悬挂器1550m钻深2142m导斜器1650m浮鞋88.9mm尾管浮箍扶正器139.7mm套管1650m水泥返高：1550m侧钻工艺技术侧钻工艺技术 完井尾管规格尺寸：完井尾管规格尺寸： N80N80， 外径外径88.9mm88.9mm，壁厚壁厚6.45mm6.45mm。固井后采。固井后采用用6060枪枪6060弹弹, ,憋压点火憋压点火方式射开油气层方式射开油气层, ,相位
40、相位: :底边向下底边向下, ,孔密：孔密：2828孔孔/ /米，理论穿透能力米，理论穿透能力700mm700mm。4.4.纤维及微膨胀水泥浆体系在固井中的应用：纤维及微膨胀水泥浆体系在固井中的应用： 针对侧钻井小井眼固井，摩阻大，循环泵压高，更容易针对侧钻井小井眼固井，摩阻大，循环泵压高，更容易压漏地层的难点，我们研发应用了纤维及微膨胀水泥浆体系压漏地层的难点，我们研发应用了纤维及微膨胀水泥浆体系. . 纤维微水泥浆体系的优点：纤维微水泥浆体系的优点： 1 1）、具有堵漏、防漏失作用，使低压油层得到保护，）、具有堵漏、防漏失作用，使低压油层得到保护，减少油层伤害。减少油层伤害。 2 2）、析
41、水量为）、析水量为0 0，即凝固后不产生自由水，提高固井效，即凝固后不产生自由水，提高固井效果果. . 3 3）、固后形成的水泥环具有高强度、高韧性，防止了）、固后形成的水泥环具有高强度、高韧性，防止了在试油射孔和其它作业过程中造成因水泥环薄而破碎的现象，在试油射孔和其它作业过程中造成因水泥环薄而破碎的现象，从而防止了串槽的发生，延长了采油时间。从而防止了串槽的发生，延长了采油时间。 侧钻工艺技术侧钻工艺技术侧钻井控技术侧钻井控技术第三部分：侧钻井控技术第三部分：侧钻井控技术 侧钻井控技术侧钻井控技术节流管汇节流管汇压井管汇压井管汇侧钻井控技术侧钻井控技术侧钻井控技术侧钻井控技术1、井口装置（
42、示意图）： 四通双公短节油套接箍2FZ18-35FH18-352 2、节流管汇及压井管汇示意图：、节流管汇及压井管汇示意图： 井口止回阀通径65mm通径65mm通径65mm通径65mm通径65mm通径65mm通径65mm通径65mm通径103mm通径103mm遥控或可调节阀排放管线到循环池到循环池到循环池节流管线远程泵连接处远程压井管线可调节阀型号：YG35型号：JG/S335通径65mm通径65mm侧钻井控技术侧钻井控技术3 3、井控要求、井控要求3.13.1井控培训要求：按照井控培训要求：按照大港油田井下作业井控实施细大港油田井下作业井控实施细则则执行。执行。（1 1）井架工以上的钻井有关
43、人员必须通过相应培训，持）井架工以上的钻井有关人员必须通过相应培训，持有井控操作证，能够及时发现溢流、正确实施关井操作有井控操作证，能够及时发现溢流、正确实施关井操作程序、及时关井及井控装备的安装、使用、保养。程序、及时关井及井控装备的安装、使用、保养。（2 2）坐岗人员要培训井控基本知识、起下钻不同尺寸钻）坐岗人员要培训井控基本知识、起下钻不同尺寸钻具的体积与钻井液罐液面升降尺寸的换算、在不同井眼具的体积与钻井液罐液面升降尺寸的换算、在不同井眼内起不同尺寸钻具时液面变化、钻井液报警器的使用调内起不同尺寸钻具时液面变化、钻井液报警器的使用调节、坐岗纪录的填写等，能够及时发现溢流、及时报警。节、
44、坐岗纪录的填写等，能够及时发现溢流、及时报警。（3 3）对班组培训）对班组培训: :防喷演习人员跑位准确、协调一致、防喷演习人员跑位准确、协调一致、动作迅速、关井准确、抢装内防喷器时间在动作迅速、关井准确、抢装内防喷器时间在1 1分钟以内。分钟以内。 侧钻井控技术侧钻井控技术3.23.2井控演习要求：井控演习要求： 开窗完成后组织班组按钻进、起下钻杆、起下钻铤和空井发开窗完成后组织班组按钻进、起下钻杆、起下钻铤和空井发生溢流的四种工况分岗位、按程序进行防喷演习。生溢流的四种工况分岗位、按程序进行防喷演习。钻开油气层前必须进行防喷演习钻开油气层前必须进行防喷演习, ,演习不合格不得打开油气演习不
45、合格不得打开油气层。层。3.33.3井控岗位要求：按照井控岗位要求：按照大港油田井下作业井控实施细则大港油田井下作业井控实施细则执行。执行。3.43.4加重钻井液储备和加重材料储备：设计储备加重剂加重钻井液储备和加重材料储备：设计储备加重剂1515吨，吨，储备比设计密度高储备比设计密度高0.1-0.2g/cm30.1-0.2g/cm3的重泥浆的重泥浆40m340m3。3.53.5低泵冲实验和油气上窜速度测定要求：低泵冲实验和油气上窜速度测定要求：钻开油气层前至完钻钻开油气层前至完钻, ,每班做低泵冲实验每班做低泵冲实验, ,控制排量为正常排控制排量为正常排量的量的1/31/3至至1/2,1/2
46、,准确记录泵压及循环压耗等相关数据。准确记录泵压及循环压耗等相关数据。起钻前进行油气上窜速度测定。起钻前进行油气上窜速度测定。 侧钻井控技术侧钻井控技术4 4、井控主要措施：、井控主要措施：4.14.1做好地质预报，卡准地层。做好地质预报，卡准地层。4.24.2起钻前，泥浆罐应有充足的钻井液备用。起钻前，泥浆罐应有充足的钻井液备用。4.34.3每起钻每起钻3 3柱，必须向井内灌钻井液，并专人观察灌注情况。柱，必须向井内灌钻井液，并专人观察灌注情况。4.44.4下钻时，每下下钻时，每下3 3柱检查一次钻井液返出量。若返出量不正常柱检查一次钻井液返出量。若返出量不正常时，应停止下钻，接方钻杆；小排
47、量循环；同时检查有无溢流时，应停止下钻，接方钻杆；小排量循环；同时检查有无溢流或漏失。或漏失。4.54.5钻进中遇到钻速突然加快、放空、井漏、气测及油气水显钻进中遇到钻速突然加快、放空、井漏、气测及油气水显示异常等情况，应立即停钻观察。如发现溢流要及时发出报警示异常等情况，应立即停钻观察。如发现溢流要及时发出报警信号，按四、七动作及时关井。关井求压后迅速实施压井作业。信号，按四、七动作及时关井。关井求压后迅速实施压井作业。发生漏失应根据漏失情况迅速判断井下情况，并迅速采取堵漏发生漏失应根据漏失情况迅速判断井下情况，并迅速采取堵漏措施，避免先漏后喷及卡钻等钻井工程事故的发生。措施，避免先漏后喷及
48、卡钻等钻井工程事故的发生。 侧钻井控技术侧钻井控技术4.64.6按钻井液设计一定量的堵漏剂。按钻井液设计一定量的堵漏剂。4.74.7加强地层对比，及时提出地质预报，并做好地层压力监测加强地层对比，及时提出地质预报，并做好地层压力监测工作，掌握分层压力变化。钻进中地质应与工程相结合进行随工作，掌握分层压力变化。钻进中地质应与工程相结合进行随钻压力监测，绘出全井地层压力梯度曲线。根据监测、检测结钻压力监测，绘出全井地层压力梯度曲线。根据监测、检测结果，按修改设计审批程序，调整钻井液密度。果，按修改设计审批程序，调整钻井液密度。4.84.8及时发现溢流显示是井控技术的关键环节。从开钻时开始，及时发现
49、溢流显示是井控技术的关键环节。从开钻时开始，全井要落实专人坐岗观察井口和循环池液面变化，发现溢流，全井要落实专人坐岗观察井口和循环池液面变化，发现溢流，及时报告。及时报告。4.94.9发现溢流关井时，关井最高压力不得超过井控装备额定工发现溢流关井时，关井最高压力不得超过井控装备额定工作压力、套管抗内压强度的作压力、套管抗内压强度的80%80%（上部套管试压（上部套管试压15MPa15MPa）和地层）和地层破裂压力三者中最小值。破裂压力三者中最小值。4.104.10起完钻要及时下钻，检修设备时必须保持井内钻具至窗口起完钻要及时下钻，检修设备时必须保持井内钻具至窗口以上以上20-50m20-50m
50、，并观察出口管钻井液返出情况。，并观察出口管钻井液返出情况。侧钻井控技术侧钻井控技术4.114.11进入设计目的层后，定期对闸板防喷器开、关活动。进入设计目的层后，定期对闸板防喷器开、关活动。 钻开钻开油气层后第一次起钻前；油气层后第一次起钻前；溢流压井后起钻前；溢流压井后起钻前；钻开油气层井漏堵漏后或尚未完全堵住前；钻开油气层井漏堵漏后或尚未完全堵住前；钻进中曾发生严重油气侵但未发生溢流前；钻进中曾发生严重油气侵但未发生溢流前；钻头在井底连续长时间工作后中途需刮井壁时；钻头在井底连续长时间工作后中途需刮井壁时；需长时间停止循环进行其他作业（电测、下套管）起钻前需长时间停止循环进行其他作业（电
