最新开窗侧钻技术

侧钻工艺技术
在使用单牙轮钻头过程中，我们发现单牙轮 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， 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 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YA617和YC系 列单牙轮。
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钻井液体系
常
规
性
能
流变性能
N值
摩阻
密度 漏斗 API 泥饼 含砂 g/cm3 粘度 滤失 mm % s 量ml 抑制性泥浆 35 ～ 50 <5
PH
静切力 10s/10min (Pa) 0～3.0/ 1.5～6.5
YP pa
PV mPa.s
<0.5 <0.3 9～ 11
5～ 8
10～ 15
侧钻工艺技术 开窗位臵的选择： 开窗位臵除考虑避开套管接箍外， 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 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。 不过通过我们近两年的施工经验发现，开窗位臵也可以选 择在无水泥环的井段，这样就需要对预定的开窗位臵进行二次 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 成功的施工。
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2）井眼轨迹的设计及控制：
①套管内开窗侧钻裸眼轨迹设计应考虑以下问题：
A.原井眼轨迹情况，是否为定向井、直井或水平井；
B.开窗点的方位选择；
C.造斜段井斜角及狗腿角的控制；
D.根据增斜率及岩性的可钻性选择不同弯度的弯马
达；
E.根据实际情况选择裸眼轨迹跟踪方式（有线或无
线）
侧钻工艺技术
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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5 1/2“套管或7 ”套管内进行。井下公司自
1992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、切实可行的工艺技术， 尤其是在开窗、定向、完井、固井等工艺上在国内同行业 处于领先水平。
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五、完井、固井
1、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 环调整好泥浆性能。（在不影响钻井液固相携带能力的前提
5、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。
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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 磨式开窗： 1.段铣式开窗： 采用段铣刀将套管整体磨铣掉20－30m，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。 2.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“水 滴形”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。 截至到目前共实施侧钻井百余口，3口井采用段铣式开窗， 其余全部使用侧磨式开窗，其成功率达到100%。因此，侧磨 式开窗是一项十分成熟的工艺。
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单牙轮钻头的优点： ①应用领域比较广，对地层的适应性较强。 ②工作扭矩比PDC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， 避免井下事故。 ③单牙轮钻头兼有三牙轮钻头和PDC钻头 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， 同时也能适用于PDC钻头难于对付的硬夹层 和其它复杂地层。 ④配合井下动力钻具能适应高转速及定向侧钻的需要 , 同 时井径扩大率可达7％－10％。 ⑤结构简单，轴承粗，强度大，使用安全可靠。
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3）定向钻进钻具组合及施工参数：
造斜井段:
①钻具组合： 单牙轮钻头+单弯马达+止回阀+无磁抗压缩钻杆+加重钻杆 +钻杆。 ②钻进参数 钻压：20-40kN；排量8-10L/s；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 经常采用的钻具组合。
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稳斜井段：
①钻具组合：
单牙轮钻头 + 止回阀 + 螺旋稳定器 + 短钻铤 + 螺旋稳 定器+无磁钻铤+加重钻杆+钻杆。
②钻进参数
钻压： 20-30kN ；排量 8-10L/s ；转速： 70-90rpm 。
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。
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四、泥浆体系：
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开窗铣锥
由接头、柱状体、锥
体三部分组成。特点是钨 钢颗粒及钨钢块排列合理 ，利于磨铣 ，左旋形状， 磨铣平稳，不挂窗口，不
卡斜向器，柱状体部位具
有修窗功能，可一次完成
开窗及修窗作业。
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套管锻铣器实物图
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2.开窗钻具组合： 开窗铣锥+钻铤+加重钻杆+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 ≥120mm、长度≥1800mm。 。 ①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 开窗的第一阶段。 钻压控制在5kN以内，转速40r/min ～50r/min。 侧磨开窗的第一阶段钻压由 0 逐步加至 5kN ，尽量减小导斜面振 动幅度，形成规则的窗顶。 ②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。 钻压控制在5kN ～30kN、转速50r/min ～80r/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 与导斜面的磨损，形成圆滑的窗口。
原井或附近剩余油无法开采，或区块精细描述后、重新认识 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
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。 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,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 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。
通的注水井并卸压。 3、验证套管：采用模拟通井规及封隔器验证预计开窗位 臵以上套管有无变形、破漏，保证下步侧钻施工顺利进 行。
钻具组合：φ114mm×8-10m通井规+φ73mm油管。
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4、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。
钻具组合：φ73mm笔尖+φ73mm油管
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无线随钻测斜仪器是利用钻井液脉冲将钻进参数 传到地表,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 输时间长，最小可靠有效工作零长较大（16--18m）。 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。
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三、裸眼钻进及轨迹控制：
1）钻头选型： 在51/2套管内进行开窗侧钻，所使用的钻头 主要有PDC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。 在实践中由于PDC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 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 牙轮事故,所以在侧钻中得到广泛使用。 实例：在港381-1K井首先用的是PDC钻头，进尺212.48m， 纯钻时:193h，平均机械钻速为1.1m/h，最慢时钻速0.43m/h。 采用单牙轮钻头在同样的钻具组合及钻进参数下，进尺 302.91m，纯钻时：60.5h，平均机械钻速5m/h。

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③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。
钻压控制在10kN ～20kN、转速50r/min ～80r/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。 ④修窗：钻压5kN～20kN，转速50r/min～90r/min。 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。
②井眼轨迹设计原则： A.套管内开窗侧钻井的井眼轨迹一般设计为三段制即直-增-稳。 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 点及裸眼段长度要求确定。 C.全角变化率应控制在3°/30m- 6°/30m以内，确保裸眼测量仪
器及完井套管顺利通过。
D.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。
油气层污染程度。
4.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：
侧钻工艺技术 ①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。 ②进入目的层在钻井液体系中加入5%的复合暂堵剂，阻止或 减少固、液的侵入。 ③进入目的层前要严格控制钻井液API滤失量＜5ml、含砂量 ＜0.3%、HTHP滤失量＜15ml。 ④用好三级净化设备，清除无用固相，保证钻井液的清洁。 ⑤钻井时尽量采用大排量低泵压钻井参数钻进。 ⑥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 。 ⑦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。
开窗侧钻井技术
侧钻工艺技术
主要内容
第一部分：侧钻装备及工艺技术
第二部分：侧钻井控技术
第三部分：技术难点
一、侧钻装备及工艺技术
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。
先进的固控系统
F-500型泥浆泵，F-800型泥浆 泵和F-1000型泥浆泵 泥浆罐、振动筛 、除气器、除 砂器、除泥器、离心机等泥浆 净化设备