小井眼直井钻井工艺研究
小井眼水平井钻井技术
小井眼水平井钻井技术摘要：小井眼开窗侧钻井工艺技术的运用，分析小井眼侧钻井实际固井作业中存在的问题，针对难点，提出解决小井眼开窗侧钻井固井工艺技术存在问题的重要措施。
本文对小井眼水平井钻井技术进行分析，以供参考。
关键词：小井眼；水平井；钻井技术引言国内多数油田进入开发后期，在长时间的开发生产中由于套管变形、损坏、井下落物施工、井下水锥、气锥各方面影响导致油井已经不能正常生产，为降低钻井成本，开发油田潜力，国内开始广泛研究推行小井眼开窗侧钻井。
1小井眼水平井技术简介小井眼水平井技术是指用直径小于等于6″的井眼穿过目的层，井斜不小于86°，并保持这一角度直至打完水平段的一种钻井技术。
具有小井眼井和水平井的双重优点，具有机械钻速高、钻井成本低、环境污染物排放量少等优势，在老油田加密井开采剩余油、老井和报废井改造再利用，以及特殊油气藏资源的开采中得到广泛应用。
小井眼钻井技术在国外研究起步较早，20世纪50年代美国就开始使用该项技术，节约了钻井成本，20世纪60年代前后是国外小井眼技术发展的高峰期，世界上各石油公司共钻超过3200口小井眼井，取得了较高的经济效益。
进入21世纪前后，国际油价居高不下，小井眼技术未得到足够重视，技术也未取得实质性突破。
直到近10年来，各老油田开发进入后期和国际油价的下跌，小井眼技术和小井眼水平井技术再次进入高速发展阶段，除了在1000m以内浅井中得到应用，在垂深超过3500m的深井中也得到较大范围应用，并取得了良好效果。
2小井眼水平井钻井优势2.1技术发展迅速目前，国内外针对小井眼钻井技术的研发进展飞速，从小井眼钻井钻机、配套工具（井口、防喷、井下动力钻具）到小井眼钻井的整套技术（井控技术、固井技术以及钻井液优化等），都获得了快速的发展，促进了小井眼钻井技术安全高效地发展。
2.2环保压力减小国内外对钻井过程中的环境问题非常重视，常规钻井过程中会产生大量的钻屑、废油、泥浆以及钻井液，还有噪声污染、空气污染等，都对环境造成了污染。
小井眼修井工艺技术应用研究
石油 大学采油 工程专业 ， 直从事采油 工程研究管 理工 一
作 。Ｅ—ｍａ ： ｔ ｚ＠１ ６ ｅｍｏ ｉ ｊｚ ｋ ２ ．ｏ ｌ ｓｗ
井 眼尺 寸小 ， 小井 眼井下 工具 产 品少 ， 别是 特
２３２５ｉ。 ８ ． 技术难点 ： ｎ ①落鱼短且下部外径大， 用 打捞筒无法打捞 ； ②井段为水平段 ， 增加 了打捞 难度。
２ ２ 小 井眼短 鱼顶打 捞 筒的改 造 ． 针对转 子 为麻 花 状 且 表 面光 滑 、 径 与 抽 油 外 杆相 近 的情 况 ， 利用 抽油 杆打捞 筒进 行改 造 ， 卡瓦 尺 寸 比落 鱼外 径小 ２ｉｎ 引鞋 部分 根据 落鱼 长度 ｌ， ｎ
维普资讯
断 块 油 气 来自田 ２０ ０ ７年 １月
第 ｌ 卷第 １ ４ 期
Ｆ Ｌ．Ｌ Ｃ Ｉ ＡＵ ＴＢ ０ Ｋ ０ Ｌ＆Ｇ ＳＦＥ Ｄ Ａ Ｉ Ｌ
小 井 眼 修 井 工 艺 技 术 应 用 研 究
吴壮坤 谢 先平
（ 华东分公司采油厂， 江苏 泰州 ２ ５０ ２ ３０）
顶 为 ４ ０ ｉｎ ×６ ８ ｉ ｎ＋６ ５ ｉｎ ×１ｉ， ， ｎ ２ ｌ ． ｎ ｌ ６ ｎ ｌ 深 ｎ
由于 开窗 是 在原 ４ ３ ． 油 层 套 管 中进 ， ９ ７ｍｍ １
行的， 小井眼的 ４ ９ｍ ， ｍ套管 （ ８ 内径 ７ ｌ 限制 ６ｉｎ ｎ） 了修井配套工具的外径 尺寸 ， 井下工具强度难 以 满 足施工 要求 ， 可靠 性 差 。
经 多次现场 应 用 ， 取得 了令 人 满意 的效果 。
苏里格气田小井眼井钻井(完井)工艺研究
中下部且最大井斜 ≤２ ５ 。 ） ， 轨迹控制难度大（ 开发过程 ３ １ ／ ２ ” 钻杆 改 为 ４ ” 钻杆 ， 相 同排 量 下减 少 了设备 的负
中在井深 １ ５ ０ ０ ｍ处 安装 节流器 ） 。 测遇 阻频 繁 ， 泥浆 体 系优 选 和性能维 护成 本高 。
荷， 降低 了泵压 ， 很大程度上避免了钻具的刺漏及钻具
自２ ０ ０ ５年 苏里格 气 田大规 模开 发 以来 ， 经过 不断 ２ 的讨 论 、 论 证 和总结 ， 优选 出 了适 合 苏里 格气 田开 发 的
“
小 井眼 井钻 井（ 完井 ） 工 艺研 究
９ ３ １ １ ． ２ ｍｍ 钻 头 ｘ ９ ２ ４ ４ ． ５ ｍ ｍ 表层 套管 ＋ ９ ２ １ ５ ． ９ ｍ ｍ ２ ． １ 井身结构 优化
（ １ ． 中 国石 油 长 庆 油 田公 司第 五 采 气厂 ， 内蒙 古乌 审 旗 ０ １ ７ ３ ０ ０ ；
２ ． 中国石油长庆油田公 司第四采气厂 ， 内蒙古鸟审旗
０ １ ７ ３ ０ ０ ）
摘
要： ２ ０ １ １ 年， 长庆气区采 气四厂开展 了 ３口 ６ 小井眼丛式井钻井完井攻关试验 ， 取得 了一定的效 果， 初 步形成 了一
（ ４ ） 钻头尺寸小 ， 加压困难 ， 钻井速度慢 ， 钻井周期 钻 速 ， 达 到缩 短钻井 施工周 期 、 减 少成本 的 目的 。 长， 钻井成本较高 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ２ ４
第 ７期
成 育红等
苏 里格 气 田小 井 眼井钻 井 （ 完井 ） 工艺 研究
１ 小 井 眼钻 井（ 完井） 工 艺 的难 点
小 井 眼井 井 身 结 构 进 行 了 较 大 幅 度 的 优 化 ，选 用
第七章 小井眼钻井技术
第七章小井眼钻井技术塔里木油田由于地质情况复杂，部分井实钻结果与设计相差很大，尤其是探井表现较为突出，同时也存在地层岩性复杂，孔隙压力、坍塌压力、漏失压力预测精度差，复合盐层预测不准等井下复杂情况，增加了钻井工程难度。
为解决以上问题，部分井不得不改变设计，增加套管层序，最后出现4 1/8″小井眼。
也有部分井由于所处地区地质情况复杂，在设计中就是4 1/8″井眼完钻。
塔里木油田碳酸盐岩井段完井大多为5 7/8″或6″井眼。
严格的说5 7/8″或6″井眼为正常完钻井眼。
如轮古、塔中、英买力地区，山前也有个别探井是5 7/8″或6″井眼完钻的。
在碳酸盐岩段5 7/8″或6″井眼出现复杂情况的不多，但个别超深井，如哈6井，在钻进中就遇到不少困难。
山前井完钻为5 7/8″或6″井眼的，施工难度就更大。
1．在5″尾管钻塞注意事项（1）在5″尾管钻塞及钻附件时，下钻中应采用分段开泵循环，循环正常后再继续下钻，尤其钻完尾管挂喇叭口段水泥塞后，下钻中要格外注意，最好先下1~2柱试开泵，根据开泵循环情况决定每次下入多少钻具开泵为好。
（2）在5″尾管钻塞及钻附件时，要注意防卡。
钻附件时，排量要控制在10L/S，泵压也不宜太高，钻压10~20KN为宜，转速以低转速为宜，最好不好超过50RPM，一定要将附件钻碎、钻细，以免给下步生产带来隐患。
在5″尾管内钻塞的钻具组合，一般为复合钻具组合，如3 1/2″钻铤+2 3/8″钻杆+3 1/2″钻杆+5″钻杆。
在钻塞及钻附件时要精心操作，随时注意钻盘扭矩变化，稍有不慎，就有可能将钻具扭断或扭胀扣，造成钻具落井。
如西秋2井就是由于钻塞时造成钻具落井，处理困难，最后事故完井。
（3）在5″尾管内下钻或钻塞时，开泵一定要以小排量顶通，返出正常后再增大排量，开泵不通时，严禁以猛放回水卸压，应上提钻具，采用节流放压的方法。
放压时要转动钻具，严防因抽汲作用将套管附件碎块或水泥块抽吸至钻头与套管之间造成卡钻，尤其在钻附件时要格外注意。
小井眼钻井设备及工艺技术现场管理研究
． ６ ５．
小井 眼钻 井设备及 工艺技术现场 管理研 究
白冬平
（ 长城钻探工程有限公司国际钻井公司 ， 北京 １ ０ ０１ ０ １ ）
［ 摘 要］ 本文 简要介 绍 了小井眼钻井设备及 工艺 包括 的有 关设 备：钻机 、钻 头、钻杆 、钻 井液马达 、取心装置 、打捞工
具及减 少钻 柱振动和疲 劳破 坏的工具 ，同时重点分析 了小井眼钻井设 备及 工艺现场 管理 中常见的几个 问题，提 出了对策建
议 。
［ 关键词］ 小井眼钻井设备 ；工艺技 术；现场艺技术概述
小 井 眼 钻 井 是 迄 今 为 止 世 界 各 国普 遍 采 用 的
１ ． １ 钻 机
目前 尚未 形 成 配 套 系 列 的小 井 眼 钻 井 钻 机 。
１ ． ４钻 井 液马达
目前 ， 国 内 已 经 研 制 成 功 多 种 尺 寸 的 小 井 眼 钻 井 液 马 达 ， 主 要 有 高 、 中 、 低 三 种 转 速 （ ５ ０ ０ ～１ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ）和 多种 直 径 （ ３ ８ ． １ ～ １ ７ １ ． ５
１ ． ２钻 头
在 小 井 眼钻 井 作 业 中 ，发 生 井 下 事 故 有落 鱼 要 打捞 时 ，要 使 用 打 捞 工 具 。常 用 的打 捞 工 具 有 打 捞篮 、打 捞杯 、打捞 矛 、打捞 筒之 类 。
１ ． ７减 少钻 柱振 动和疲 劳破 坏 的工具
由 于 小 井 眼 钻机 钻 具 轻 、 加 钻 压 困难 ， 同 时 定 向井 钻 井 工 艺要 求 较 高 ，从 而 影 响 到 小 井 眼钻
种 油 田开 发和 钻 井 技术 。 目前 尚未 有 一 个 统 一 的 小 井 眼 的 概念 ，不 同 的 国家 和 石 油 公 司 有 不 同 的 理 解 。人 们 普 遍 可 接 受 的定 义 为 ：９ Ｏ ％的 井 身
小井眼钻井技术
小井眼钻井技术一)1990年代以来，国内外小井眼钻井技术的发展方向和趋势近10余年，随着油气生产费用的提高，以及石油工程领域不断向边远地区扩展和钻井工艺技术水平的提高，钻小井眼井开采油气的优越性更加明显，使得小井眼钻井技术成了继水平井钻井技术之后的叉一研究热点。
截至目前，世界上已钻成小井眼井上万口，最大垂直井深超过6000m。
小井服钻井具有诸多的优点，见表l。
目前，在国内外该技术已应用于水平井、深井钻井中，如侧钻小井眼多分支水平井等，国外已开始用连续管钻小井眼。
表1小井眼钻井技术情况表目前小井眼钻井技术比较发达的国家有：美国的Amoco 公司、Baker Hughes 公司、Nabors 工业公司、英国的BP 公司等。
近年来，国外公司为了配合小井眼钻井，开发和研制了一系列适合小井眼钻井的配套设备，主要集中在钻头及马达、固井、井控、取心、小井眼水平钻井等方面。
研究发展的小井眼先进技术归纳起来有：带有顶部驱动的小井眼钻机；井下动力钻具；采用井控专家系统控制和预防井喷；采用连续取心钻机进行小井眼取心作业；采用高强度固定齿的新型钻头。
目前小井眼钻井技术已比较成熟，工具设备配套齐全，已有可用于76.2mm(3in)井跟的钻井工具，以及多种连续取心钻机和混合型钻机。
挪威还准备向北海南部深层的高温、高压气藏发展小井眼钻井。
井场面积钻井设备人员钻井费用钻进岩屑量其他<1200㎡小型化、重量轻，利用偏远地区的钻井，钻机和其他辅助设备不足200t 8～10人/d井场各项费用减少60%，节约钻井成本15%～40%，边远和交通困难地区，这个比例高达70%。
一口2500m 深的井其岩屑为60t，常规井为700～1200t 适合于开发各类油气藏，但不适用于高气井，可用于采矿行业的连续取心近年来，国内各油田也开始重视和研究小井眼钻井技术。
小尺寸PDC、TSD及金刚石钻头已在我国大部分油田推广应用。
随着我国小井眼钻井井数的增多．小井眼早期井涌预警、检测技术也越来越受到重视。
第12章 小井眼钻井工艺
第十二章小井眼钻井工艺第一节小井眼定义和用途 (2)一．小井眼定义 (2)二．小井眼的用途和前景 (2)三．小井眼的局限性和难度 (2)第二节小井眼钻井设备 (2)一．套管程序 (3)二．固井 (3)三．钻井液 (4)第三节钻头 (4)一．钻头的种类 (4)二．钻头类型的选择 (4)第四节小井眼钻具 (5)一．钻具的种类 (5)二．小井眼钻具组合 (5)三．小井眼对钻具的要求 (6)第五节小井眼连续取心技术 (6)一．小井眼连续取心的特点 (6)二．小井眼连续取心用的工具 (7)第六节小井眼井控 (7)一．小井眼井控与常规井的差别 (7)二．小井眼的溢流检测 (8)三．小井眼压井方法 (8)四．小井眼井控设备分类 (9)第七节连续油管技术 (9)一．连续油管的材质及其物理机械性质 (9)三．连续油管的地面设备 (10)四．连续油管的使用寿命 (12)五．连续油管在小井眼钻井中的应用范围 (12)六．连续油管钻井的优点和局限性 (13)参考文献 (14)第一节小井眼定义和用途一．小井眼定义到目前为止，还没有一个统一的小井眼定义。
美国阿莫科（Amoco）公司认为，不少于90％以上的井段是用直径小于177.8毫米（7英寸）的钻头钻成的井眼，或70％以上的井段直径小于152.4毫米（6英寸）的井称小井眼。
我们认为只要能满足以下条件之一的就可称为小井眼：1．一口井中90％井段是用直径小于177.8毫米（7英寸）的钻头钻成的井眼。
2．水平井水平段的井径小于200毫米（77／8英寸）的井眼。
3．在老井眼开窗侧钻、加深，井径小于177.8毫米（7英寸）的井眼。
4．井的最后一段井眼直径通常是从95.2～104.8毫米（33／4。
～41／8英寸），从中可获得大量评价井的资料，可在该井眼内进行完井作业的井。
二．小井眼的用途和前景经过石油工业几十年的共同努力，小井眼技术日臻完善，可在很多领域发挥效益。
1．钻早期勘探井和评价井：在浅海区域采用简易平台钻小井眼探井或评价井，进行早期地质勘探和评价，可以减少资金的投入。
小井眼修井工艺技术研究及应用
在对 小直径套 管井修井工 艺研 究和配套工具 的研 发基础上 ，已 广泛应用于此类井 的实际修井施 工 ， 取得了较好的效果 。下面就典型 的修井 情况介 绍如 下。 （ １）侧富 ７井修井 实践 。该井在检泵 过程中起油杆 ｌ根 ，生 产 ６ ｌ 管柱 因偏磨严重 ，导致 断脱落井 。经 多次打捞 ， 出井 内全部抽 油 捞 杆 ，后打捞 油管时被卡 ，从打捞 过程证实 ，原落鱼管柱 中变扣接 头已 卡死 在悬挂 器内 ，根据悬挂器结 构 ， 下合适的磨鞋磨掉落鱼中变扣接 头部分 ，使其与悬挂器内壁的锁紧力减小 ，然后再下入捞 矛打捞 。为 此 ，制作 特 殊 钻 杆 短 节 代 替 小钻 杆 ，该 短节 的特 点 是 上部 与 十 ７ｒ ３ ｍ钻杆连接 并进行限位 ，下部直接堆焊 硬质 合金 ，一方面管柱 的 ａ 强度 与用小钻杆相比得到 了保证 ，另一方面减小了管柱 与小套管环空 间隙 ， 加了磨铣过 程中管柱 的稳定性 ；同时由于短节母 扣端 的限位 增 作用 ，防止 了变扣接 头大端被 完全磨掉 ，造成其下部管柱落井 ，增加 修井难 度 的情况 。设 计加 工了３ 根长 为２ ｍ底部堆焊 硬质 合金 的 十 ． ５ ８ｍ ２ ｍ反 扣 钻 杆 短 节 ，磨 铣 管 柱 结 构 ： ’ ８ ｍ 扣 钻 杆 短 节 ８ｒ 反 ａ
图 １ 侧 周 ４ — 井 井下 落 物 示 意 图 ４ １
卡阻类型 、管柱结构等 ，采取两种或两种以上不 同的方法进行优化选
择。
井 身 结 构 ： 油 层 套 管 １９７ ３． ｍｍ， 特 殊 套 管 ：８ ｒｍ。下 深 ９ ａ １５ ．ｍ，小套 管悬 挂器 １ ４ ．８ ６ ８０ ３ ９７ｍ，灰面 １３ ． ｍ，下 ｆ７ ｍｍ卡 瓦 ６ ２２ ４ ０
１ 小直径套 管修 井工艺特点及技 术难点分析
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小井眼直井钻井工艺研究
[摘要]本文探讨了小井眼钻井技术的钻井参数，小井眼钻井水力参数及循环压耗计算，小井眼环空水力学模型现场应用，小井眼中环空钻井液流动状态的判别。
[关键词]小井眼；钻井；工艺参数
中图分类号：td353.5 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）13-0049-01
小井眼钻井技术的出现，为新区的勘探提供了一种经济而又方便的勘探手段，同时，小井眼对于老井的侧钻和老井的再钻以及油田区块的滚动开发来说，都不失为一种经济有效的手段。
1 钻井参数
钻压：选择钻井参数既要考虑提高机械钻速，又要兼顾防斜打直。
参考钻头厂家推荐的钻压值为0.35～1.05kn/mm，152mm钻头一般加钻压100～160kn。
转速：浅井（井深小于1000m）转速一般控制在60～110r/min，深井控制在60～85r/min。
水力参数：浅井选用的钻机功率有限，不能进行高压喷射钻井，因此，水力参数只要能够满足清洁井眼即可。
对于深井小井眼，可以考虑高压喷射钻井，以提高机械钻速。
水力参数可根据机泵功率条件、循环压力损耗确定。
2 小井眼钻井水力参数及循环压耗计算
2.1 钻井液流变模型的建立
由于小井眼的井径小、环空间隙小以及钻柱转速高等特点，水力参数对岩屑在环空中的输送、井壁稳定、钻头的清洗、环空压降以及钻柱与井壁之间的水力润滑至关重要。
因此，要研究和优化小井眼钻井水力参数。
小井眼钻井对水力参数提出的主要要求是：（1）确保钻屑在环空中有效输送，即确保环空钻井液流速剖面尽可能均匀，环空钻井液流速大于岩屑沉降速度。
（2）确保井壁稳定，要求：
①环空钻井液具有小的速度梯度，最大限度地减小靠近井壁的剪切应力；
②环空压力低于地层破裂压力；
③减少钻井液对泥岩的水化作用。
（3）确保钻头最佳使用效果，为此需要确定冷却钻头和避免钻头泥包所需的最小排量。
（4）最大限度地减少压力循环损失，为此需要选择适当的钻井液流变性能和排量。
2.2 小井眼环空压耗模式的建立
国内一些学者对影响小井眼环空压耗的众多因素进行了大量的室内试验研究，那么如何才能保证计算精度、又能方便现场应用的条件下求解小井眼中的环空压耗呢？
2.3 小井眼中环空钻井液流动状态的判别
2.4 小井眼环空水力学模型现场应用
3 小井眼井控技术
由于井眼小，环空体积大大缩小，在小井眼钻井过程中遇到的重要问题之一是井控。
其原因主要由两个：第一，小井眼环空体积小，对井底溢流的监测比常规井敏感；第二，常规的压力损失计算模式和传统的压井方法不一定适应。
3.1 环空体积的影响
环空体积小是小井眼井与常规井之间最显著的差异。
从井控观点来考虑，当发生溢流时，地层侵入井中流体的高度对井控形势的严峻性是非常重要的。
侵入的流体柱越高，井控问题则越严重。
由于从井底循环到井口过程中气体要膨胀，为保证钻井液对井底的压力不变，就必须要增加井口的套管压力。
3.2 系统压力损失
掌握系统压力损失是小井眼井控的关键，有关测试数据表明，小井眼中的压力损失分布与正常井是相反的。
在正常井中，大约90%的泵压损失在钻柱内及钻头处。
而在小井眼中，泵压的90%损失在环空。
传统的环空压力损失计算方法对小井眼也是不适用的，而且钻柱在井内的偏心度对小井眼环空压力损失也有很大影响。
由此可见，传统的计算方法不适用于小井眼，但除环空以外的其他部分的压力损失，仍然可以用传统的方法计算，而小井眼的环空压力损失可以按以下公式确定。
在小井眼中取心筒上提产生的抽吸压力也是很可观的，尤其是上提加速时抽吸力是非常大的，若在环空注入润滑剂，可以大大降低抽吸压力。
4 结束语
由于在小井眼系统压力损失中环空压力损失占主要地位，那么我们可以利用这个大的环空压力损失实现井控。
换句话说，我们可以利用环空压力损失随有关参数的变化而明显改变这个特性进行井控。
即可以通过改变流量、钻柱旋转速度及钻井液性能等对失去平衡井进行控制。
参考文献
[1] 艾贵成，王宝成，李佳.深井小井眼钻井液技术[j].石油钻采工艺，2007， 29（3）：86～88.
[2] 彭明旺，夏宏南，刘小利，陶谦，张旭.提高小井眼钻井速度研究[j].断块油气田，2007，14（2）：66～67.。