侧钻工艺

注：1.下套管前检查全套工具，（所下套管应该小于原套管内径68mm）钻杆胶塞配套使用，正确连接套管串避免重复下套，下套管 平稳操作限速，且井内管柱不可转动，防止倒扣； 2.保证整个管柱的密封性，涂丝扣油有必要的缠塑料布，套管与 钻杆须用通管规通过，保证空心胶塞、钻杆胶塞能顺利通过； 3.下完套管，连接循环修井液，准确记录套管悬重； 4.投塞碰压，一般泵压上升5MPa左右，碰压之后再上升6MPa确 保钻杆胶塞与空心胶塞锁在一起； 5.准确计算出环空容积，按理论值的1.2-1.5倍确定灰浆量，密度 保持在1.85以上； 6.候凝过后，通井钻掉悬挂器口的残留水泥塞并通至阻流环，在 更换钻具将悬挂器口的水泥台阶修成喇叭口，便于工具下入。
4、固井作业
1.根据设计得出所下套管长度正确连接套管串，套管鞋+阻流环+套管 +空心胶塞+悬挂器（倒扣接头）连接钻杆； 2.循环洗井至出口返液，倒扣先旋转几圈检查扭矩是否正常，再继续 旋转20圈左右脱扣，上提1米判断是否倒开； 3.打入前置液将井内泥浆与灰浆隔离，注入计算好的所需灰浆，投入 胶塞打顶替将胶塞推送至阻流环，将灰浆推到环空部分，碰压完成固井 4.上提悬挂器中心管离开悬挂器口一定距离循环洗井，将多余灰浆洗 出，起钻。
侧 钻 工 艺
大修四队 2011年5月
主 要 内 容
第一部分 侧钻完井工艺流程
侧钻工艺的原理及用途 侧钻工具的使用 施工步骤及注意事项 裸眼钻进井眼控制

第二部分 泥浆工艺
泥浆的功用及计量仪器 泥浆性能及调配

第三部分 设备运转
第一部分 侧钻完井工艺流程
一、侧钻工艺的原理
所谓的侧钻工艺技术就是侧向钻进，在油水井的某一特定深度固定一个导斜 器，利用导斜器上斜面造斜，起到引斜作用，用铣锥在套管的侧面开一个窗口，从 窗口钻出新井眼，然后下尾管固井的一整套技术。实际上侧钻有裸眼侧钻和套管内 侧钻两种，还有，侧钻出一个井眼是一般侧钻井，钻出两个以上井眼的叫分支井。 现在我们接触到的只是套管内一般侧钻井。 套管开窗用途
导致钻进施工时发生井下事故，严重时造成人员与资力的损失。需要做的是有 必要的打捞出井内管柱、修复窗口以上套管通井、验窜、挤封漏失或射孔井段， 为下面工作提供一个良好的基础。 挤封油层的目的在于防止层间互相窜通，影响裸眼钻进和采油施工的运行。 为了确保要挤层段封堵质量，挤封前必须要冲砂洗井彻底露出挤封堵的全部层 段。（挤灰注意：管柱最好下到油层以下采用循环挤注来确保施工能达到的最 好效果；还有其他一些挤灰注意事项，根据油层渗透率、厚度挤封半径 《0.5m》、压力等因素计算所需灰浆量，挤灰准备工作做好） 上部套管试压主要是了解套管完好情况，同时来确定开窗位 置和窗眼的长度（一般油水井试压10MPa，30min，压降≤0.5） 通井了解套管损坏情况也是确定开窗位置及施工选用工具的 一个因素（要求通井规应比后面选用工具最大尺寸大4-6个毫， 长度也需大圩入井工具，如遇阻，采用修套工艺）
2、送斜器：有的是带斜面的圆柱体，斜面与导斜器斜面一致，底部有销钉 连接；有的则是类似油管底部与导斜器丝扣连接或销钉连接。下好深度注 灰的和卡瓦固定的都需要有通道与导斜器连接，没有循环通道的必须在水 泥浆初凝前下到预定深度位置。不管哪种，销钉的管类的强度都不是太大， 都要求在下钻过程中平稳缓慢，避免顿碰损坏，下不到预定位置。 3、开窗铣锥：常用的有单式铣锥和复式铣锥。要求开窗快，耐磨性好， 牙体有利于切削的形状，但负荷要小，不易卡钻，便于排铁屑。四级锥 度的结构具备了综合的开窗效果，首先是引导铣锥铣进，防止了铣锥提 前滑出套管，磨铣套管及扩大窗口，最后由保径段来修整窗口，铣锥尺 寸要大于下尾管接箍8个毫以上。单式铣锥一般是加长窗口的工具。我们 一般用的钻绞式开窗铣锥，结构：上接头、矩形刀片、YD合金、球形体、 棱型刀片。
在小井眼中多采用复 合钻进管柱，如螺杆 钻，大大提高了机械 钻速，有效控制了井 身轨道。
3、裸眼钻进：关键是优化钻具组合有效提高钻进速度，同时有效控制了井
眼轨迹，是侧钻井斜角、方位角、水平位移达到设计的要求。 a.修窗施工完成后，进行试钻5-10m，再换其他钻头裸眼钻进，避免钻头与原 套管憋钻。（这步我们一般试钻几米未按上面的标准） b.正常钻进，这时考虑到钻头的选择了，依据所钻井段地层结构，用牙轮、 PDC钻头还是刮刀，如果考虑到钻进及完井的需要，需适当增加井眼直径还可以 选择适当的偏心钻头（有一个较大的圆周运动）钻出较大的井眼；另一方面就是 钻具组合的选择来控制井眼的轨迹。钻进扭矩来源：转盘钻进/井下动力钻具/转盘 +井下动力钻具同时工作达到快速钻进的效果。 需要考虑到软硬夹层时，从软到硬需减小钻压，从硬到软应该适当加大钻压。 c.划眼是有必要的，特别井斜角较大时向原井筒的侧向力较大容易出现沟槽钻 过一根需要划眼同时清除井眼岩屑，来保证钻进的安全。 偏心钻头用在最后进行扩大裸眼直径。
牙轮钻头分类编号（四位字码）
岩石的硬度识别
5、悬挂器：是侧钻后下尾管固井的工具，主要组成部分正反扣接头（喇叭 口）、悬挂部分（尾管座）、空心胶塞。作用是1.顺利碰压完成固井2.固井 时使尾管与上部钻具顺利分开3.使尾管与套管过 渡处有个高强度的斜坡，便于以后修井作业。碰 压固井配套使用的胶塞。
第一阶段：铣锥刚接触到导斜器斜面磨铣至顶部接触到套管壁。目的是磨出一个均匀 面确定窗口的切入点。先轻压慢转防止破坏斜面并引导接触到 套管再加点钻压中速 磨铣，一般钻压控制在2-5KN，转速在60-80r/min。 第二阶段：确定窗口在套管的切入点到铣锥顶部露出套管外壁。采取轻压快钻，钻压 选择在5-15KN，转速在80-120r/min。不得盲目加压使提前滑出套管，窗口的长度就 会变短造成大井斜角井底位移也会加长，影响后面的工作。 第三阶段：铣锥顶部钻出套管到最大直径全部出套管，是保证窗口圆滑的关键阶段。 在保证第二阶段的窗口质量条件下，铣锥沿导斜器斜面磨铣套管，在磨铣过程中顶部 没有支撑，支撑都在于窗口对铣锥的作用上，也就出现了悬空磨铣，钻压不可过大， 一般保持在半吨以内，转速120-150r/min快速磨铣。注意的是，悬空磨铣时容易脱扣， 要求钻具丝扣必须上紧，下钻具严格检查。 最后阶段已经算是修窗阶段，如果期间更换铣锥，选择直径最好是一致；如不 一致也必须由小到大的顺序更换，一面窗口出现台阶。最后得到的应该是一斜长圆滑 的窗口完成原套管与裸眼的过渡。
套管开窗：条件是导斜器位置准确避开节箍，导斜器固定牢靠顶尖部位贴 导管壁，防止钻具旋转开窗发生下沉或转动。选择材料形态合适的钻头，防 止开不出窗口或破坏窗口；再就是设备方面，能保证开窗过程中有一个稳定 的工作状态包括循环系统动力系统。 如30-30井（7寸套管）我们选择的钻具组合为： Φ152mm钻铰式复式铣锥+Φ128mm配重钻铤×18m+ Φ73mm钻杆
注：1.裸眼钻进的过程中始终存在一个状态，因为是侧钻与原井眼脱离产生井斜， 进入裸眼的钻具受到窗口及导斜器的一个侧向力，旋转的钻具紧靠窗口，与窗口 处的套管、斜面和窗口始终处于摩擦。如果在一个位置旋转时间过长会造成切削 钻具，也有断折的可能，这要求我们认真挑选进入窗口的钻具。真的断了由于窗 口处通道较小，过后打捞也是难点。 起出钻具认真检查通过窗口深度的钻具，有 无损伤。 2.起下大直径钻具，在窗口处需要平稳缓慢操作，防止顿碰刮窗口造成事故。 3.如果因为设备问题或其他原因停止钻进，井内钻具必须上提至窗口以上。 4.钻进时提前进行岗位分工，专人看好泥浆泵泵压变化，灌区液面的变化及观 察出口返液情况包括固相含量/排量大小/返液温度；油层漏，进入油层前采取堵漏 措施。泥浆性能做好维护，出现情况及时调整。
6、阻流环：单流阀；其作用是固井时防止尾管水 泥倒流，密封性好坏会影响固井的质量。 固井胶塞作用是将尾管内灰浆下推，出单流阀 返至所下尾管与井壁的环空部位。骤及注意事项
侧钻施工涉及工序包括，井眼准备、开窗、裸眼钻进、完井工艺等。
1、井眼准备工作是侧钻中不可忽略的一个工序，往往有些准备工作不到位，
钻多底井 满足开采需求
事故侧钻、 已钻开井眼偏 离含油区需补救
老油井枯竭 采油井二次完井
总的来说侧钻井是一种投资少、见效快、经济效益显著 老油田开发技术，是许多油田增储上产和提高采收率的 一种手段。
开窗侧钻示意图
二、侧钻工具的使用
侧钻中主要涉及到工具有导斜器、送斜器、开窗铣锥、合适的钻头、悬挂器、 阻流环、固井胶塞等。分为造斜工具、开窗工具、固井工具。依次了解： 1、导斜器：是侧钻过程中导斜和造斜的一种工具。主要由断面形态、尾部结构、 表面硬度、斜面斜度等方面区分选择。有平面和凹面的，按固定方法分水泥固定的、 卡瓦固定的，硬度分钢、生铁、铸铁，斜面由施工要求而定（一般3-4度）。
2、开窗：目前针对施工的井都是选用下导斜器造斜达到开窗的目的，施工
前，要做的是，查阅钻井资料，了解地层结构，侧钻深度漏失情况，钻进时 井眼状况（井控工作的落实），选用的钻井液参数；根据有无临井及临井距 离和套管的规格钢级选择硬度斜面大小合适的导斜器和开窗工具，这影响开 窗的效率，井眼的斜度，井底位移是否会破坏临井。 固定导斜器：前提工作了解套管节箍的深度，钻杆丈 量准确调节导斜器深度确保整个窗口避开节箍，防止破坏 套管连接性开窗也难，再就是检查导斜器完好，下导斜器 过程中确保管柱密封性（涂丝扣油、缠塑料布），平稳操 车，避免管柱发生顿碰，损坏导斜器结构，（尤其是销钉 连接的很容易断）。1.水泥固定导斜器整个施工段必须在 水泥初凝之前完成；导斜器与送斜器的连接能顺利分离 （销钉连接/丝扣连接）提到安全深度候凝，2.封隔器固 定法，（需投球的话须通管规通管）打压规定压力将卡瓦 牙推出吃入套管锚定内部自锁，然后正转倒开连接。不管 用哪种，施工前地面管线必须试压达到要求，安全防护做 好（安全链到位/人员安排好远离高压区），专人观察泵 压。
4、裸眼中工具（钻头）：其作用就是破碎岩石各种地层达到钻进的目的。主要有牙轮钻 头、金刚石钻头和刮刀钻头三类。 牙轮钻头：结构主要是钻头钢体、牙轮（单 两 三 四）、牙轮齿（铣齿 镶齿）、轴 承、水眼。牙轮钻头适用于各种地层，使用最多寿命短。旋转运动牙轮轴心纵向振动牙齿 周期压向岩石+钻进时牙轮承受钻压压碎作用（减震器）+牙齿的旋转切削作用。 金刚石钻头：结构分钢体、镶嵌体、刃、水眼水槽（保证供给钻头工作 面足够的水力能量，既能清除岩屑，又能很好冷却和润滑钻头上的金刚石 ）主要是取胜于齿锋利、耐磨，才有低钻压高钻速进尺的效果，针对性的 破岩效果好，极易泥包钻头。金刚石交错排列（软到中硬地层）、圆周排 列（硬地层）、脊圈排列（坚硬地层）。主要靠钻压应力加上旋转产生切 削作用达到破岩目的。切下碎石的大小直接关系到施工的钻压大小/泵排量 /循环液携带能力/镶体的形状大小密集情况及水槽宽度；不宜适用于脆性较 大的岩石，会产生重复性切割。 刮刀钻头：主要部分刀刃（刀刃材料/角度）针对性强，遇到软硬夹层 会大大降低效率。钻软地层速度较快，但钻进时扭矩较大，易损坏钻具和 设备。目前较多新型耐磨材料镶嵌在钻头基体上切削型钻头，能适应各类 岩性地层，并可采用高转速钻进，其经济效果日益显著。