套管开窗侧钻技术
套管开窗侧钻井
国内侧钻井发展概况
国内从50年代末、60年代初开始试验研究 套管侧钻钻井技术。经历了非定向侧钻、定向侧 钻到侧钻水平井三个发展阶段。
•玉门 •新疆 •辽河
胜利油田自1990年侧钻第一口井永12－侧12井以 来， 陆续进行了侧钻井挖潜试验，到97年共侧钻21口 井，其中7口井投产获得成功。
200
160
在现有工具造 斜率范围内， 尽可能选用较 高的造斜率， 可以缩短造斜 段的长度，提 高钻井速度， 实现安全经济 优质快速钻井。
开窗侧钻方式优化
地锚斜向 器开窗
侧钻速度快，工艺简单，适应于一般的开 窗侧钻井； 开窗后即可侧钻出去，且有一定井斜角， 有利于造斜减少裸眼段； 施工周期短； 井下事故少，侧钻成功率高。
液力加压器
5）施工经验
组合铣锥是很理想的套管开窗工具，它将开窗、修窗、 试钻一体化，减少了起下钻趟数，缩短了施工周期。
在开窗工具之上加一段刚性较大、长度不小于8m、外 径与磨铣工具相匹配的钻铤或大钻杆，可显著地提高 开窗侧钻速度和效果。
各个磨铣工具尺寸必须一致或尽量保持一致，避免在 窗口套管形成台阶或毛刺而增加窗口修整的工作量。
根据油藏特性 及工程、地质 条件，原井状 况以及确定的 井眼轨道类型 等，造斜率一 般在0.2～ 0.6º/m的范 围内。
造斜率的大小 要考虑现有造 斜工具的造斜 能力，并留有 适当余地以便 进行调节。
考虑造斜率与 井斜角相关性 原理，井斜越 大越易造斜， 在设计时初始 井段的造斜率 应选较低值， 在施工时用高 造斜率的工具 保证设计造斜 率的实现。
结合剩余油分布特征及地面和井筒条件，
优化侧钻井挖潜模式
侧钻断失层
侧钻微构造高点
剩余油滞留区
套管开窗侧钻技术
套管开窗侧钻技术随着石油勘探开发的深入，许多油田已经进入中后期开发阶段，很多老井由于套管、地层及修井的原因已经停产。
如何让这些报废井复产，提高采收率，最经济有效的方法就是对其进行开窗侧钻。
套管开窗侧钻是利用特殊的工具和工艺在已下套管的油水井某一特定深度开窗，并从此窗口侧钻出一定的距离，形成新的井眼，然后下尾管固井，开采地下原油的一项技术措施。
标签：复产；套管开窗；侧钻前言随着石油勘探开发的深入，许多油田已经进入中后期开发阶段，很多老井由于套管、地层及修井的原因已经停产。
如何让这些报废井复产，提高采收率，最经济有效的方法就是对其进行开窗侧钻。
套管开窗侧钻是利用特殊的工具和工艺在已下套管的油水井某一特定深度开窗，并从此窗口侧钻出一定的距离，形成新的井眼，然后下尾管固井，开采地下原油的一项技术措施。
目前开窗侧钻技术在国内外很多油田都得到了推广应用，成为“挖潜增效”的重要手段，具有重要的战略地位和经济意义。
现在就本人对导向器开窗侧钻技术的一些见解做一些论述。
1开窗点的选择选择开窗点前要仔细查询套管数据及固井资料，综合考虑后确定。
选择标准如下：在保证开窗点套管完好的情况下，避开套管接箍及扶正器；在保证开窗点以上套管完好的情况下，尽量利用原井的有用套管；保证开窗点周围固井质量完好；斜井尽量选择狗腿角小的地方。
2 导向器座封下导向器前要根据套管的内径大小，选择合适的通井规进行通井，确保开窗点以上位置起下钻畅通无阻。
选择打压座封式导向器，座封导向器前要进行陀螺定位，确定合适的方位后打压座封。
三次打压后带压检查导向器座封是否座封，确定座封后，泄压，再检查是否牢固可靠。
导向器固定可靠后，退下送斜装置起出钻具。
3 铣锥开窗采用钻铰式铣锥（复式铣锥）进行一次性开窗，可分为三个阶段。
钻具组合：钻铰式铣锥+加重钻杆6根第一阶段：起始磨铣阶段从铣锥磨铣导向器顶部上方某一点到磨铣底部直径圆周与套管内壁接触段。
此过程要注意轻压、慢钻，使导向器磨出一个均匀接触面，为以后顺利下钻及钻进打下基础。
套管开窗侧钻施工作业程序知识讲座
钻进，初始钻压要小（5-10kN），20分钟后加压钻进。
摆工具面要平稳符合要求。
侧钻施工
3、水平段钻进
钻具结构：
Φ152.40mm HA136 +1.50º单弯动力钻具+LWD随钻仪器 +Φ89mm钻杆；
钻井参数：钻压：30～40kN，泵压：17～18MPa，转速：50～ 60r/min，排量：12.5L/s。
钻井参数：钻压：30～ 60kN，泵压：13～15MPa，排量：12.5L/s。 注意事项：
要丈量并计算记录好动力钻具高边工具面与定向仪器的角差。
通过看原井地质测井资料，做好泥岩地层钻进钻速低的准备。 前期定向利用1.50°单弯，调整好方位，之后开始定向钻进。
初始井眼钻进每个单根进行一个全测量。
一、作业准备 二、套管开窗 三、侧钻施工
四、完井作业
作业准备
（一）前期准备
1、查询资料
钻井井史、油井作业、地质等资料。内容包括： 待钻地层稳定性和可钻性； 开窗井段固井质量和测井曲线； 作业井段井斜角。
作业井段套管的套损、套变情况；
开窗作业井段套管钢级、壁厚、套管接箍位置及扶正器位置。
套管开窗
（一）套管段铣开窗
2、套管段铣开窗工作
段铣工具下井前安装调试，开泵检查刀片能否全部涨开，停泵
刀片能否收回。 检查刀具灵活活好用后，将刀片捆住，防止下井过程中刀片误 打开，损坏套管及刀片。 开窗工具下井过程中控制下放速度，严禁猛刹猛放，中途不得
开泵循环，不能转动转盘。
套管开窗
（一）套管段铣开窗
套管开窗
（二）斜向器开窗
2、下开窗工具及座封注意事项
开窗工具下至设计位置，可进行地锚的座封作业。 座封主要步骤（以液压式为例）： 开泵憋压至18-20MPa；
套管开窗侧钻技术
(Ф139.7mm)套管开窗技术
前
言
目前，XX油田处于开发的中后期，躺井现象比 较严重，其中有相当一部分井通过大修手段无法解 决，具体表现在：部分油井投产后，由于地质构造 等多种原因的影响，造成井下套管出现机械故障如 套管挤毁、错断、腐蚀等；老井眼中有落物，正常 的大修手段无法处理；某些复杂断块，由于钻井、 地质等各种因素造成部分井未钻遇主力油层，需改 变地质目的，更换新井底。在这些情况下，可考虑 利用老井眼，应用新技术、新工艺进行套管开窗侧 钻以达到救活老井、降低钻井成本的目的。所以套 管开窗侧钻是油田开发后期增油上产的好手段。
以卫侧229-4井为例加以总结。 卫侧229-4井是卫城油田的一口高压注水井， Ф139.7mm套管于2286.69m处变形，2266.80m 错断，且管柱落井未能捞净，鱼顶2224.78m，要 求在Ф139.7mm套管内进行开窗侧钻，地质要求 靶心2250m处，方位330°-60°（相对井口）， 水平位移大于30m。该井于1996年4月23日8：00 开工，1997年7月16日24：00完井，修井周期84 天16小时，井身质量、固井质量全优，本井基本 实施技术如下：
所下斜向器组合为：地锚+斜向器+送斜器+定向接 头+Ф73mmDP。地锚为Ф73mm油管×4.00m，其 上焊5对20×20×100（单位：mm）扶正块，平均 外径110mm，最大外径Ф115mm，上割旋流孔。
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术
套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术随着石油工业的发展，对于油田开发的要求也越来越高。
传统的直井钻井技术已经不能满足对储层的开采需求，因此水平井技术应运而生。
套管开窗侧钻水平井是一种常用的油田钻井技术，它在垂直井井眼的基础上通过侧向开窗和钻进水平段，实现了在地层中更大范围的水平井井眼。
水平井井眼轨迹控制技术一直是该技术面临的难点之一。
本文将介绍套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术的相关内容。
一、套管开窗侧钻水平井简介套管开窗侧钻水平井是指在已钻进的垂直井井眼内，通过套管侧向开孔，并在开孔处向侧向钻进水平段，形成水平井井眼。
这种技术适用于那些无法通过传统方式直接在地层中打井的情况，例如地质条件复杂，需要避开敏感地层或者地下设施等。
套管开窗侧钻水平井在提高油田开采效率、降低钻井成本和减少环境影响方面具有明显的优势，因此备受油田开发者的青睐。
在进行套管开窗侧钻水平井时，井眼轨迹的控制是至关重要的。
一方面，井眼轨迹的控制影响着后续井筒建设和油层开采的质量和效率；良好的井眼轨迹控制也可以减轻钻井过程中的风险和难度。
传统的套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术主要包括测量、数据处理和导向技术。
1. 测量技术在进行套管开窗侧钻水平井时，需要对井眼轨迹进行精确测量。
常用的测量方法包括地磁测量、地震测量和测斜测井。
地磁测量是利用地磁仪测量磁场分布，通过分析地磁数据来确定井眼轨迹。
地震测量是通过发送地震波并接收地震波返回的信息，根据接收的地震数据来确定井眼轨迹。
测斜测井是通过在井眼内安装测斜仪来获取井眼轨迹的实时数据。
这些测量技术可以有效地获取井眼轨迹的信息，为后续的数据处理和导向技术提供依据。
2. 数据处理技术获得的井眼轨迹数据需要进行处理和分析，以便得到准确的井眼轨迹信息。
数据处理技术包括数据解释、数据融合和数据分析。
数据解释是根据测量技术获取的原始数据，通过对地质信息和井眼特征的分析，对井眼轨迹数据进行解释和处理。
数据融合是将不同测量技术获取的数据进行整合和融合，以提高井眼轨迹数据的精度和准确度。
套管开窗侧钻方案
套管开窗侧钻方案1. 引言套管开窗侧钻是一种在井筒内进行侧向钻探的技术，它通过在套管上打开侧钻窗口，将钻头引导至目标地层。
这种技术在油气勘探中起着重要的作用，能够实现多阶段作业、多层次钻探和水平井的钻探。
本文将介绍套管开窗侧钻的方案，包括钻具选择、操作流程、风险控制等方面。
2. 套管开窗侧钻方案的选择和设计在选择套管开窗侧钻方案时，需要考虑以下因素：•目标地层的压力和温度•钻头的尺寸和类型•储层特性（如潜水、含油含水比例等）根据以上因素进行综合分析，确定最佳的套管开窗侧钻方案。
3. 钻具选择在套管开窗侧钻中，常用的钻具包括：•钻头：常见的有平头、弯头、V形等不同类型的钻头。
选择钻头时需要考虑地层类型、钻速和钻头寿命等因素。
•钻杆：钻杆的选择需要考虑其长度、强度和刚性等特点，确保其能够承受钻井过程中的各种力和载荷。
•钻柱：钻柱是将钻杆连接在一起的工具，它提供了支持和传递扭矩的功能。
以上钻具的选择应根据实际情况进行综合评估和设计。
4. 操作流程套管开窗侧钻的操作流程主要包括以下几个步骤：4.1 准备工作在进行套管开窗侧钻前，需要进行以下准备工作：•检查套管和钻杆的完整性和可用性；•检查钻头的磨损和寿命；•准备好所需的钻具和相关设备。
4.2 套管下打开钻井液在准备工作完成后，将钻井液注入到井筒中，确保压力和流量的稳定。
4.3 安装套管在钻井液稳定后，将套管安装到井筒中，确保套管的位置和稳定性。
4.4 套管开窗根据设计方案，在套管上打开侧钻窗口。
这可以通过使用旋转侧钻工具来实现。
4.5 进行侧钻作业将钻具引导到目标地层进行侧钻作业。
在此过程中，要注意钻具的位置、孔道的直径和倾斜度等因素，并及时调整。
4.6 钻具取出和检查侧钻作业完成后，将钻具逆向拔出，并进行检查和维护。
5. 风险控制在进行套管开窗侧钻时，需要注意以下风险：•套管和钻杆的损坏或卡住；•钻头的旋转失控；•钻具下落或掉落等情况。
为了降低这些风险，需要进行周密的计划和设计，并进行必要的检查和维护。
套管开窗侧钻技术及应用
套管开窗侧钻技术及应用从20世纪90年代初期,我国各油田开始研究、应用侧钻井技术,采用侧钻井技术能够减少调整井施工,节省征地、道路建设、采油及地面工程等费用,具有广阔的应用前景;侧钻井技术主要应用在以下几种井况：井下技术状况差套管变形或损坏、井下落物；采油井不出油或低产井；老井油层互窜或油层高含水；调整井网挖掘剩余油,增加可采储量；老井加深,开发或勘探深层系油藏;一、油田开发的现实需求——套管开窗侧钻技术国内各老区油田经过较长时间的开发生产,由于套管变形或损坏、井下落物事故不易处理,以及井下水锥或气锥等多种原因的影响,陆续有部分油水井已不能维持正常生产,造成原油及天然气产量逐年下降,严重威胁到油田的正常生产;为了降低钻井综合成本,特别是有效的利用现有井眼,发挥老井潜力,国内油田加强了小井眼开窗侧钻技术的研究与应用;经过几年来的不断发展,这一技术已日趋成熟和完善;开窗侧钻技术就是利用老井井眼对油藏进行再开发挖潜,并充分利用老井原有的一些采输设备,使原井的生产潜力得以充分发挥的新技术新工艺,从而延长老井使用寿命,提高原油产量,同时还可利用老井的井眼大幅度降低施工成本,缩短施工周期,提高综合经济效益;因而开窗侧钻二次开发老井的油气资源,在今后数年仍具有广阔的应用前景;二、侧钻井设计、施工的相关原则由于各油田油藏埋深、储层物性、地质特点、套管程序有着诸多不同,如何有效利用套管开窗侧钻技术,提高油藏开发效果,需要做大量的研究工作,这主要包括钻井设备优选配套,井眼轨迹设计、监测和控制,钻井液、完井液选型及现场处理维护,完井固井施工及测井射孔等,以形成一套适合各油田的侧钻井技术;1、窗口位置的优化设计侧钻位置的选择与原井套管完好情况、地层岩性、油水层纵向分布状况、工具造斜能力、开窗方式、地质设计有关;侧钻位置的优选应以尽量利用较长的老井眼、缩短钻井周期、节约钻井成本、保证钻井施工安全、延长油井有效寿命、提高油井产量为总原则;具体可以归纳为以下几点：1侧钻位置要尽可能深；侧钻位置以上套管完好,无变形、破裂和漏失,窗口应选择在固井质量好、井斜小的井段,并避开套管接箍2—3m;2若采用锻铣方式开窗,侧钻位置及以下至少20m之内地层稳定、可钻性要好,以便于造台肩和钻出新井眼,并且不易回到老井眼;3侧钻位置应尽量选择在砂岩或非膨胀泥岩地层,最好能避开膨胀页岩和岩盐井段、避开老井的水淹区；侧钻位置应尽可能避开射孔井段,保证开窗和钻进施工安全;4对于出砂严重、窜漏和射孔后套管破裂而需要开窗侧钻的油井,在开窗窗口的位置选定时,要综合考虑侧钻效果;一般开窗位置选在距射孔井段30m以上;5对比井史与测井资料,窗口位置应满足方位、水平位移、造斜点、井眼曲率等综合参数的要求;2、钻井设备配套套管开窗侧钻的钻井设备配套有两种：一是修井机配套,另一种是钻机配套;选用修井机配套进行套管开窗侧钻,具有转速易控制、钻井消耗低等优点,但也存在动力连接单一、处理复杂事故能力低等缺点；而使用钻机配套具有动力强劲、处理复杂事故能力强的特点,但同时钻井消耗高,设备搬按都十分不方便;一般情况下,套管开窗侧钻小井眼采用修井机配套,大井眼采用钻机配套;3、工程优化设计套管开窗技术有两种：一种是采用锻铣器的锻铣开窗技术,另一种是采用铣锥的磨铣开窗技术;磨铣开窗相对于锻铣开窗具有周期短,对钻井液性能和水泥环质量要求低,且事故少等优点,因此目前主要采用磨铣开窗的方式;井眼轨迹优化设计,根据原井眼轨迹,靶点坐标、完钻垂深、最大水平位移、靶前距、入窗要求、水平段钻进的要求,原井允许的窗口位置和定向造斜工具的造斜能力等 ,合理选择造斜点、剖面类型和井眼曲率,并利用计算机软件优化设计出能满足钻井、完井、测井、井下作业和采油需要的井眼轨迹;实践证明：侧钻定向井采用“增一稳”剖面,有利于钻压和扭矩的传递及井眼轨迹控制;侧钻水平井采用“增一稳一增一稳水平”剖面,这种剖面在施工中井眼轨迹控制有充分的调整井段,可以适时弥补工具实际造斜率的误差;在确定造斜率时,第二个造斜率取得比第一个造斜率低,这样在后期油藏位置发生变化时有利于调整;三、钻井施工1、井眼的准备1使用陀螺测量仪进行原井轨迹复查;2下钻通径,检查套管有无变形和破损,注水泥封住原井欲开窗口的以下井眼,并按要求进行试压15Mpa稳压10min;3根据原井眼的陀螺数据和新井眼的设计方位确定斜向器的方向,并用钻柱送入预定位置,用陀螺仪测量、确定斜向器的方向;2、开窗作业磨铣开窗作业采用的铣锥,主要由镶有硬质合金的铣锥体、排水槽、水眼、接头等部分组成;磨铣过程可分为四段：一段起引导作用、二段是磨铣套管的主要段、三段起稳定铣锥扩大窗口作用、四段起修整窗口作用;铣锥下到预定位置后,钻具在转盘驱动下带动铣锥旋转,在斜向器的作用下,铣锥沿着斜向器斜面方向对套管进行定点磨铣,将斜面所对应的套管部分磨铣掉,形成窗口;现场施工时,一般采用复式铣锥开窗,先开泵循环洗井,开始要轻压慢转,然后中压中速磨铣,待铣锥磨铣出一个均匀接触面后,使铣锥沿套管内壁均匀磨铣,至铣出套管后,轻压高速定点快速铣进,长度等于一个铣锥的长度;完成开窗后,如果发现窗口有挂卡现象,可高速轻压修窗,直至无挂阻现象起钻;整个过程中钻井液上返速度均应大于s,否则磨铣套管过程中铁屑不易携带出来∮的油层套管;完成开窗后,一般要起钻换钻头通井检查窗口质量,并沿窗口钻出20—30米新井眼试钻,一切正常方可起钻进行定向施工;3、井眼轨迹监控井眼轨迹监控采用的主要仪器有：有线随钻测量系统、无线随钻测量系统MWD、EMS电子测量系统、陀螺测量系统;井眼轨迹控制因井段不同而采取不同的钻具、钻进方式等,各井段的钻井参数为：钻压10一50KN,泵压10—16Mpa,排量8一10L／s;(1)造斜、增斜段井眼轨迹控制钻具组合：钻头十单弯动力钻具十定向接头十无磁钻铤十钻杆;钻进方式：滑动钻进;监测方式：为了避免磁干扰,一般采用陀螺测量系统进行定向施工,条件不具备时,也可以采用有线随钻测量系统或MWD进行定向作业和稳斜段的监测;(2)稳斜段井眼轨迹控制钻具组合：钻头十无磁钻铤十加重钻杆+钻杆;钻进方式：转盘旋转钻进;采用上述组合,稳斜段钻进时往往达不到稳斜的效果,若裸眼段长需要多次调整井斜、方位;辽河油田钻井一公司设计、加工的近钻头扶正器稳斜效果很好;国内其他油田如胜利、江苏、中原则多采用上述组合表1、江苏油田套管开窗侧钻井主要技术指标四、钻井液及完井液1、钻井液与完井液的特点由于小井眼钻井环空间隙小,钻井液在环空呈紊流状态,环空阻力大,环空压耗增加,使泵压升高,排量受到限制,因此对钻井液性能要求比较高,一般要求钻井液要具有如下性能：能够在较低的排量下清洗井底,悬浮和携带岩屑；具有较低的滤失量；良好的造壁性、较强的防塌能力；具有良好的润滑性能,较低的摩擦系数,并能防止井漏,很好地保护油气层;因此优化环空流型,调整流变参数,搞好现场维护处理是钻井液与完井液技术的关键,也是开窗侧钻井施工成败的关键;2、主要的应用体系目前,国内油田套管开窗侧钻井主要应用了三种钻井液体系：一是正电胶钻井液体系,在开窗井段采用正电胶聚合物体系提高钻井液动切比和携岩性能,进入储层后采用正电胶乳化原油聚磺体系提高钻井液润滑性能；二是低密度油基钻井液体系,主要应用于小井眼套管开窗侧钻大斜度井欠平衡钻井中；三是最新推出的小井眼聚合醇钻井液体系,在小井眼侧钻水平井中应用,以进一步提高了钻井液的润滑性能;在油层保护方面,坚持使用较为成熟的屏蔽暂堵技术,根据侧钻井的特点,优选暂堵剂类型;五、完井技术套管开窗侧钻井完井方式主要有两种：侧钻定向井采用尾管悬挂完井；侧钻水平井采用尾管悬挂筛管顶部固井完井;1、完井技术发展现状目前常规尾管固井技术已经比较成熟,使尾管固井作业向着安全、技术易掌握、施工方便、可靠性强、固井质量好、成本更加低廉的方向发展;随着开窗侧钻技术的发展,侧钻井也大多采用尾管或尾管内管并注水泥浆完井,但是由于该技术发展时间短、侧钻尾管固井技术的特殊性,还存在许多技术难题,造成开窗侧钻尾管固井质量不高;2、主要技术难题1小井眼开窗侧钻尾管固井工具不配套;2尾管悬挂器在上层套管内座挂难度大;由于上层套管内壁磨损腐蚀严重,都有不同程度的直径变化、挤扁、椭园、或腐蚀有孔洞,给尾挂悬挂器座挂成功带来困难;3下尾管施工和固井注水泥作业困难；环空间隙小,循环阻力大,如果水泥浆量多,环空水泥浆液柱高,易因井漏造成水泥低返;4 环空间隙小,不利于套管扶正器的使用;5 不碰压尾管固井,井下留水泥塞;在小套管内钻水泥塞不仅费时费力,而且还容易出现难以处理的复杂情况,甚至还要破坏原本就很薄弱的水泥环,影响固井质量;6尾管重量轻,地面判断井下困难,尾管串不宜“丢手”;内管柱双向阻流尾管固井技术和碰压式尾管固井技术,实现了在侧钻井固井时尾管内不留水泥塞,提高了侧钻井完井技术水平;3、尾管固井技术的改进1、碰压式尾管完井技术该工艺主要特点有：在下套管过程中,允许中途循环钻井液,采取胶塞碰压座封及脱挂,不使用转盘倒扣,适合深井及大斜度井的完井施工;悬挂器采用储能弹簧,坐封位置可任意选定;2倒扣工艺技术倒扣工艺过程采用先例扣后注水泥的方式,防止注水泥完成后悬挂器脱不开的严重后果;3循环冲洗工艺技术实现全通径不钻水泥塞尾管固井,解决了尾管固井后悬挂器喇叭口留水泥塞的问题;该工艺技术的实施以可靠的碰压作为前提条件,在碰压完成后,对管内实施憋压并高于悬挂位置循环压力3一5Mpa,缓慢上提送入管柱,当上提到管内压力下降时停止上提并立即开泵循环冲洗,此时悬挂器密封装置刚刚脱离,对回接筒以上混浆和水泥浆进行循环冲洗两周以上,从而实现了悬挂器喇叭口的全通径要求;4使用非离子表面活性剂进行清洗,消除在井壁和管壁上形成的油膜,形成水湿性,保证了水泥的胶结质量；5配备应急接头由于尾管较短等原因,施工中有时难以判断尾管是否脱开,而反复拔插中心管易导致中心管堵塞器损坏,不能保证密封;这时可将中心管起出,用应急接头替换堵塞器重新下入,确保施工成功;6中心管冲洗式尾管固井工艺技术中心管冲洗式固井工艺技术的特点是：1采用内管循环冲洗法清除多余水泥浆,避免了风险；2能够达到不留水泥塞的目的；3固井施工不用精确计量替量,降低了固井施工的难度；4降低了固井施工的替浆压力,保证了施工的安全;江苏油田马侧22井、马侧13—1井及扬侧12—2井实施了尾管冲洗式尾管固井工艺技术, 马侧22井是该固井工艺技术在江苏油田应用的第l口井,井深1706m,最大井斜46°,套管下深1698m,水泥浆返高1066m;∮88．9mm管串结构为：引鞋＋套管×1根＋浮箍＋短套十浮箍＋套管×l根＋球座短节十套管＋定位短节十套管串＋∮139．7mm×∮88．9mm中心管冲洗式全通径液压式尾管悬挂器＋∮73mm钻杆;整个固井施工过程顺利,达到了预期的设计要求,实现了全通径不留水泥塞的固井目的;六、套管开窗侧钻技术未来展望侧钻井技术的发展初期,仅限于套管损坏和井下落物等停产井的恢复工作,侧钻位移只有几米；随着技术的发展,大井斜、大位移侧钻技术在现场得到应用,侧钻工具、仪器也得到研制、开发和应用；现在,大部分油田配套和完善了侧钻井技术,实现了利用侧钻井技术整体开发低产、难动用的区块油田;侧钻井技术已由单纯的使关停井复产,发展为挖掘剩余油潜力的重要手段;目前,我局已将这一技术列为今后重点攻关课题,我们相信,随着我们的科研攻关的成功,随着国际、国内的技术交流的进一步的加强,随着中短半径侧钻水平井等技术应用和实践,多底井分支井技术、短半径、超短半径径向水平井技术的不断成熟和发展,套管开窗侧钻技术一定会有良好的应用前景;致谢：在本文的编写的过程中,江汉石油学院程教授、华北石油学校李老师多次给笔者辅导指正;在此深表感谢;同时,笔者也得到函授班同学、单位同事的大力帮助,这里一并表示谢意主要参考数目：1、钻井工艺原理编着：刘希圣石油工业出版社2、钻井手册甲方石油工业出版社3、石油钻采 20002年第2期。
套管开窗侧钻技术-钻井院讲座
注 水 泥 通 道 式 斜 向 器
地 锚
卡 瓦 封 隔 器 式 斜 向 器
钻 铰 式 铣 锥
斜向器开窗的窗口
段铣套管侧钻
方法
段铣套管侧钻就是把原井眼的套管段铣掉15-20米 左右，然后用带井下动力钻具的造斜钻具组合进 行裸眼侧钻。其施工步骤为：在原井眼中的已射 开层段打水泥基，封死下部井筒，研究固井资料， 选择最佳侧钻位臵；在选择的侧钻位臵处，将套 管铣一定长度；打水泥塞，封固套管段铣段；钻 水泥塞到预定井深，下带动力钻具的造斜钻具侧 钻，根据设计要求，裸眼钻达目的层。
1.避开套管接箍和扶正器; 开窗位 2.避开复杂地层开窗 . 置的确 定 开窗或锻铣长度 一
开窗 技术
1. 起始段轻压低转速。 1.起始割断套管时,刹住刹把开泵锻铣1 2.骑套段轻中压较高转速, 防止提 小时左右,确保套管切断和刀片全部 前出套。 张开,防止段铣中“薄皮套管”现象 3.出套段吊压高转速，防止铣锥下滑 2.段铣中钻压均匀，防止刀刃或刀片 到井壁。 扭坏 4.修窗至上提下放无明显碰挂为至。 3.调整泥浆性能，确保铁屑净化良好 5.开窗要求钻压均匀,保证窗口光 滑。4.保证段铣段水泥的强度 1.斜向器固定牢固可靠，防止开窗、 钻进中斜向器 转动； 2.钻头、工具等在起下钻通过窗口 时防止碰挂、损坏窗口 1.轨迹控制允许,转盘钻进20-30 m 2.用磁性测斜仪器对侧钻方向定位钻 进. 1.钻井液密度合理，确保开窗段井壁稳定，不塌、不漏 2.调整钻井液性能，提高环空返速，保证铁屑的良好携带 起下钻在窗口时操作要缓慢平稳，防止 破坏水泥塞强度
二、套管开窗侧钻方法、工具及工艺
老井侧钻方法 开窗侧钻 拔 套 侧 钻
段铣 套管 侧钻
斜向 器开 窗侧 钻
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第八章套管开窗侧钻技术概述侧钻技术在国外起始于三十年代，于八十年代得到深入发展。
我国于八十年代开始研究侧钻技术，十年间内迅速成熟起来。
该项技术在全国各油田得到了广泛的推广应用，并取得了明显的经济效益和社会效益，成为油田特别是老油区节支增效、节约挖潜的重要手段和措施。
井眼的侧钻技术一般分为两种类型，一是裸眼井内侧钻技术，即在裸眼井内打入水泥造成人工井底然后側钻或条件允许时直接进行悬空侧钻形成侧向井眼的工艺技术。
二是套管开窗技术，即依据设计要求，在套管内某位置开一窗口或铣掉一段套管，侧向钻出一新井眼，实现重新完井的工艺技术。
侧钻技术是在普通定向钻井技术的基础上发展起来的，除具有普通定向井和水平井的共性之外，也有其自己的独特性，正是这些独特性才形成了专门的侧钻工艺技术。
侧钻的主要目的是实现：“死井复活”、提高采收率、降低成本。
侧钻技术主要应用于：（1）钻井过程中套管内有落鱼或落物而无法打捞不能继续进行钻井、完井作业。
（2）钻井及采油过程中套管变形，影响生产。
（3）采油过程中砂堵砂埋严重，通过修井作业无法恢复生产的井。
（4）直井落空，偏离油层位置，经勘探其周围还有开采价值油藏。
（5）有特殊作业要求的多底井和泄油井等。
（6）油田开发后期，已无开采价值的井，为了节约钻井成本，充分挖掘潜力，利用原井眼开窗侧钻成定向井开采边角油气藏。
开窗工具主要分为两大类：一是锻铣式开窗工具，主要由锻铣器和锻铣刀片组成。
二是斜向器式开窗工具，分为：a.固定地锚斜向器式b.一体化式地锚斜向器。
两种类型。
主要由地锚总承、斜向器总承、和磨铣工具组成。
本章着重对套管开窗技术进行介绍，讲述了套管开窗的原理、专用工具及其现场使用。
第一节锻铣开窗侧钻工艺一、套管锻铣器的结构设计和工作原理套管锻铣器的结构见图8—1，主要由保护接头、壳体、泵压显示装置、活塞总成、弹簧、刀片、下扶正器组成。
其工作原理为：图1 短线器结构示意图锻铣器下入设计井深后，启动转盘、开泵。
此时泥浆流经活塞上的的喷嘴产生压力降，形成的压力推动活塞下行，支撑六个刀片外张切割套管。
当套管切断后，刀片达到最大外张位置，泵压将明显下降，这时可加压进行套管磨铣作业。
作业完毕后，停泵、压力降消失，活塞在弹的反力作用下复位，刀片凭自重或外力收回刀槽内。
二、锻铣器结构设计的特点a)锻铣器有六个刀片，可同时伸出切割或锻铣，寿命长、速度快。
b)采用水力活塞结构，依靠压力降推动活塞运动，设计有泵压显示装置，当刀片切割套管后，在立管用力表上立即反映出２ＭＰa的压力降，易于判断。
c)锻铣器下部增设稳定器，限位块中设有扶正块，两处形成两点扶正系统，以保证扶正器工作平稳，延长了刀片的使用寿命，提高了磨铣速度。
三、最小排量的确定套管锻铣器利用喷嘴压降推动活塞，并克服弹簧反力支撑刀片外张。
首先考虑弹簧最大反力，计算最小排量。
已知：压力降P b＝０.８２７ρQ2/C2de4kg/cm2式中：ρ为泥浆密度Ｑ为排量l/sC为流量系数de为喷嘴当量直径活塞承压面积Ａ＝Л（Ｄ腔２－Ｄe２）／４式中：Ｄ腔为活塞面积，cmde为喷嘴直径，cm弹簧最大反力Ｆ弹因此有：Ｆ弹＝Ｐb*A锻铣器在工作时，理论上只要达到上述最小排量就可以克服弹簧阻力，支撑刀片外张。
四、切削元件的特性衡量切削元件的主要技术指标是磨铣套管长度和速度，而这两项指标主要取决于切削元件材料和形状。
井下磨铣工况要求切削元件有足够的韧性，又要求有足够的耐磨性，两者必须统一才能保证较长的工作寿命和转速。
设计中常采用抗弯强度大于180kg/mm2，硬度大于HRA90的高强度硬质合金作为切削元件。
五、锻铣器开窗侧钻工艺过程1、准备工作（1）项目的确立：首先要进行地质调查，分析论证，查阅原井及临井地质资料，完井资料，若原井是因采油过程中发生事故，要对原井的产能及效益进行分析对比，对侧钻完井后的效益进行预测，经论证后立顶。
（2）工具准备：根据施工需要，工艺要求，经济效益分析对比，准备适合本井的开窗工具。
段铣式套管开窗定向开窗侧钻需准备下列工具（7"套管为例）7"套管开窗锻铣器1-2套锻铣刀片（根据锻铣段长）6-8付1．５度１．７５度单弯动力钻具各一套定向接头2只（随钻测量用可循环式）3-1/2"钻杆（根据完钻井深）4-3/4"钻铤4柱4-3/4"无磁钻铤1-2根4-3/4"短钻铤2根6"PDC钻头及牙轮钻头若干随钻测量仪器，电缆及绞车（应满足施工需要）单多点测斜仪器各1-2套直径152mm螺旋扶正器4-6只强磁打捞器一只备齐各种尺寸事故处理工具（3）井眼准备工作：a、查阅原井资料，确定开窗侧钻位置，应尽量避开套管接箍，选择水泥封固质量好有利于侧钻的地层。
b、分析井口至侧钻点井段的原井身数据，查阅套管钢级、壁厚、内外径。
c、测量套管压力及液面高度，若原井眼套管压力较高，液面上长较快，应预先在开窗侧钻点以下100米处打水泥塞封固。
d、通套管内径、刮蜡，清除原井眼内原油及污物，检查套管是否有损坏或变形。
e、测磁性定位，检查套管有无损坏变形，应在钻杆内测套管接箍，把所有误差校正至钻杆上。
原理如图（四）所示f、作出套管定向开窗侧钻设计，制定施工方案，技术措施，作业参数。
H2图8-1 套管接箍测量示意图（4）钻具准备工作：a、所有下井工具下井前都要进行检查探伤，各种工具要有产品合格证书。
b、钻杆钻铤无磁钻铤下井前要用直径55mm通径规通径，清除钻具水眼内杂物。
c、配足泥浆，调整泥浆性能附合开窗侧钻井眼地层的钻进要求。
2、套管锻铣开窗工作步骤：（1）锻铣工具下井前安装调试，开泵检查刀片能否全部涨开，停泵刀片能否回。
（2）检查工具灵活好用后，将刀片捆住，防止下井过程中刀片误打开，损坏套管及刀片。
（3）钻具下井过程中控制下放速度，严禁猛刹猛放，中途不得开泵循环，不能转动转盘。
（4）下钻中途遇阻，不能硬压硬冲，遇阻不能超过去1吨，否则应起钻通井，井眼畅通后再下开窗工具。
（5）保护好井口，严格防止井口落物，以防发生重大井大事故。
（6）开窗锻铣工具下到开窗位置，开泵转动转盘，20-30分钟，慢慢加压0.5-1吨，观察钻具能否吃住钻压。
（7）钻具能承受住钻压后，继续磨铣，并观察有无碎铁屑返出，根据铁屑返出量和形状分析锻铣工具工作状况。
（8）磨铣过程中钻压不能超过去时吨，防止压坏锻铣工具，致使工具不能完全磨穿套管，出现套管内拔皮现象。
（9）每磨铣0.5米，停止转盘转动增大泥浆排量循环清洗井眼，观察铁屑返出情况及数量，防止铁屑在井内相互缠绕，形成“鸟窝”状铁屑团，造成卡钻事故的发生。
（10）每磨铣套管1-2米，停泵停转盘慢慢上提钻具，检查锻铣工具刀片闭合开启情况，上提钻具，观察锻铣工具经过窗顶时有无挂卡现象。
（11）时刻注意记录磨铣速度，当磨铣速度明显降低时，应及时起钻检查锻铣工具以及刀片磨损情况，分析原因制定下一步措施。
（12）确定原因，换锻铣刀片继续磨铣，直至磨完设计段长，满足侧钻要求为止。
（13）每次换刀片下钻到上窗口集团，开泵转动转盘反复进行划眼，以保证套管锻铣质量。
（14）锻铣完后，调整泥浆性能，增大排量循环洗井，下八强磁打捞器清除井底铁屑，并用稠泥浆将锻铣段封往。
3、打水泥塞封固锻铣井段作业：（1）为了确保水泥塞封固质量，封固井段应从窗底以下50米到窗顶以上50米，打水泥前应做水泥浆性能检查，做流动试验和凝固时间试验。
（2）打完水泥浆立即起钻至窗顶以上60米处，循环洗井，将多余水泥浆排出井眼，并不断活动钻具，防止将钻具固在井内。
（3）彻底清洗井眼，观察记录水泥浆返出量，确定井眼内多余水泥浆全部返出井眼后起钻候凝。
（4）候凝48小时，下钻探水泥塞面，将水泥塞钻至设计侧钻井深，检查水泥塞凝固质量。
（5）调整泥浆性能，尽量减少泥浆不的固相含量，彻底清洗井眼。
4、定向侧钻作业：（1）钻具组合6"钻头+4"单弯动力钻具+定向接头+4-3/4"磁钻铤+3-1/2"钻杆（2）钻进参数：钻压：2—4吨泵压：10—12Mpa排量：10—12L/S 转盘转速：50—60rpm（3）施工步骤及注意事项：a、按设计要求配好钻具进行地面动力钻具检查试运转，一切正常开始下钻，同时准备好随钻测量仪器，测量绞车就位。
b、控制钻具下放速度，钻具有套管内不能开泵运转和转动转盘，防止碰坏套管和钻头。
c、钻头下到侧钻位置，开泵运转动力钻具，开泵要缓慢，防止开泵过猛蹩坏动力钻具。
d、动力钻具运转正常后，停泵下随钻测量仪器定向，各方人员做好准备工作，极积配合，服从指挥。
e、定向完毕开泵侧钻，严禁转动转盘，首先让钻头在同一位置空转20—30分钟，使其能在井壁造出台阶。
f、加压2吨均匀下放钻具，并随时调整工具面方向，使其一直在预定方位钻进。
g、随时捞取砂样，分析砂样中地层岩屑含量，判断侧钻情况，当砂样全为地层岩屑时钻头已全部进入地层，侧钻基本成功。
h、调整工具面方向，使所钻井眼方向与预定方位相吻合，井斜角方位角达到设计要求，起钻换转盘钻进。
第二节磨铣开窗工艺技术一、固定锚磨铣工具的结构和工作原理图8-2 固定锚磨铣工具示意图固定地锚式磨铣工具的结构示意图如上图，主要由固定地锚、斜向器、起始铣、开窗铣、锥形铣、钻柱铣、西瓜铣、小磨些组成。
其工作原理为：在套管内将斜向器固定，通过仪器测量定向，使斜向器斜面方向与设计开窗侧钻方位一至，下入磨铣工具利用斜向面施加给磨铣工具的侧向力，将套管磨铣 出一椭圆形窗口，用扩眼工具将窗口扩大，使钻具能顺利通过，侧钻成新井眼重新完钻。
二、固定锚磨铣工艺的几个重要名词（1）“死点”位置：磨铣工具在磨铣套管过程中，某一点的线速度为零，对套管失去切削力，该点位置称谓“死点”位置。
所有圆周动力的切削工具加工过程中都存在“死点”，有的是在工具设计制造中克服，有的是在切削过程中克服。
（2）开窗铣“上死点”位置：开窗过程中开窗铣磨至套管内壁到斜向器斜面的距离等于开窗铣半径时，开窗铣轴心线与套管内壁上某一点的线速度为零，形成“死点”，该点的位置称谓开窗铣的“上死点”位置。
开窗铣“上死点”位置计算公式如下H1=H x22000*-*D dTANX(米)X=A+ATN D ds-*2（度）式中：H x────斜向器项部深度（米）D──套管内径（毫米）d───开窗铣切削刃直径（毫米）X──斜向器在套管内的倾斜角（度）A──斜向器的斜度（度）s───斜向器顶到铰链的长度（毫米）（3）开窗铣“下死点”位置：套管外壁到斜向器斜面的距离等于开窗铣半径时，开窗铣轴心线与套管外壁某一点的线速度为零的点位置称为开窗铣的“下死点”位置。
开窗铣“下死点”位置计算公式如下H2= H x+22000*-+*D d KTANX（米）式中：K──套管壁厚（毫米）（4）开窗铣的“死点”段：“上死点”与“下死点”之间的一段称为开窗铣的“死点”段，在开窗过程中，开窗铣在斜向器斜面的作用下，做垂直方向到水平方向的复合动力，在套管端面上形成无数个“死点”，所以在开窗过程中不是只存在“上死点”和“下死点”而是一‘死点’段。