套管开窗侧钻斜向器中途坐封卡钻事故处理技术

孙经光 沈付刚 姚书义

（胜利石油管理局井下作业公司，山东东营 257077）

套管开窗侧钻斜向器中途坐封卡钻事故处理技术

孙经光 沈付刚 姚书义

（胜利石油管理局井下作业公司，山东东营 257077）

在小套管开窗侧钻下卡瓦锚定式斜向器过程中，有时会发生斜向器中途坐封卡钻事故，导致无法在预定位置开窗侧钻。由于斜向器本身结构、形状及材质比较特殊，一旦中途坐封遇卡，处理难度大，成功率低。为此，从现场操作、工具质量和井筒质量3个方面对事故原因进行了分析，指出了处理该类事故的技术难点，总结了针对不同坐封情况分别采取活解、换套、提高开窗位置以及先磨后套分步处理等技术措施，在实例应用中取得了良好效果，为处理类似事故提供了借鉴。

套管开窗侧钻；斜向器；坐封；卡钻；处理技术

套管开窗侧钻技术是挖掘老油田剩余油、提高原油采收率的有效方法。目前国内外普遍采用该技术对有价值的报废井进行侧钻，不仅避免了钻新井或加密井的重复建设投资，而且能有效完善老油区的开发井网，提高增油效果，具有较高的应用价值［1-2］。该技术是将斜向器下入套管的一定位置，用铣锥在斜向器斜面的引导下，将套管开窗，然后用钻头钻出一个新的井眼，实现重新完井。但在小套管侧钻开窗施工中，由于现场操作不当、井筒质量或卡瓦锚定式斜向器本身质量存在问题，有时会出现在下钻过程中斜向器中途坐封卡钻，无法下到预定位置，也无法起出。特别是在2.0 g/cm3以上高密度钻井液侧钻井施工中，这种情况发生的频率较高。在过去处理这种事故方面，由于斜向器是一个具有一定倾斜面的圆柱体，斜面有一定倾角、硬度和形状，斜向器上部为斜面且硬度高，给打捞和套磨铣带来困难，结果往往造成井眼报废或提高窗口位置重新开窗，影响侧钻井的正常施工进度，造成了重大经济损失。因此，斜向器中途坐封卡钻处理一直是侧钻施工中的一个难题。通过对这类事故原因进行分析，结合多年施工经验，逐渐摸索出一套较为成熟的处理技术，有效地指导了现场施工，解决了生产难题。

1 斜向器中途坐封原因

斜向器中途坐封原因可分为3个方面：现场操作不当、斜向器自身质量问题和井筒质量问题。

1.1 现场操作不当引起的中途坐封

（1）下钻速度过快易引起压力激动［3-4］，上返的钻杆液柱下落引起压力骤然瞬时上升，从而使得在下钻过程中斜向器中途坐封，这种情况在高密度钻井液侧钻井里较为显著。

（2）下钻时，为了防止钻井液从钻杆内返出，下钻时在钻杆上方接单流阀，下放钻具过程中钻具内外部形成压力差，使得斜向器中途坐封。

（3）下钻中途洗井方式错误或压力控制不当。例如：有的斜向器依靠投球坐封，投球前正洗井时要严格控制泵压；有的斜向器为正憋压坐封，这种斜向器在中途洗井过程中就要反洗井。这两种情况如果措施不当，均易造成斜向器中途坐封。

（4）老井井筒温度低，原油黏度高，洗井过程中，未洗干净井内原油，导斜器在下放过程中，原油进入斜向器，又进入钻杆内，当原油进入达到一定高度，产生内外压差，导斜器就会中途坐封。

（5）使用钻井液压井，钻井液黏度、切力大，下斜向器过程中操作不平稳，也会产生内外压力变化，导致中途坐封。

1.2 斜向器自身原因造成的中途坐封

斜向器牙块固定螺丝松动，下钻过程中牙块脱出遇阻坐封。

1.3 井筒质量问题造成的中途坐封

（1）井筒质量问题主要表现在油层套管变形、弯曲，通井、刮管不到位，在下钻过程中可能造成斜向器中途坐封。

（2）由于开窗侧钻井多是老井，开采时间较长，套管壁结有水垢、蜡等杂质，事先未进行清理或清理不彻底，斜向器在下入过程中，杂质易进入斜向器内腔，引起内外压力不平衡，导致中途坐封。

2 卡钻处理技术难点

（1）斜向器坐封遇卡后，由于中心杆抗拉强度较小（300 kN左右），上提拉力受到限制，通过上提下放活动管柱实现一次性解卡难度较大。

（2）由于斜向器上部是一个斜面（3°），顶部窄而薄且贴近套管内壁，坐封卡钻后无法直接进行打捞。

（3）由于斜向器的钢性材质硬度较高，若采用常规套磨铣方法，处理周期长，而且稍有不慎可能造成提前将套管开窗，施工风险较大。

3 卡钻处理技术措施

3.1 斜向器中途坐封的常规处理方法

（1）在下钻途中发生斜向器中途坐封，常规处理方法是上提下放活动解卡，后下磨鞋或套铣筒套铣，这种情况一般来说解卡成功率很小，最后拔断，选择的磨鞋或套铣工具尺寸不合适，最后磨坏套管，造成井眼报废。

（2）斜向器虽已下至预定位置，但是坐封不牢固。针对这种情况，通常先反洗井，然后正打压，提高泵压多次坐封，无效则上提解封，但是成功率非常小，有时上提一段距离后，解卡不成功，最后被迫重复（1）的施工工序，给下步施工造成很大困难。

从以上可以看出这两种施工措施都有很大风险，没有根据不同的斜向器坐封情况采取针对性处理措施，都是不可取的。

3.2 斜向器中途坐封卡钻处理技术措施优化

斜向器中途坐封卡钻的处理必须有一个合理程序，根据具体情况，采取针对性处理措施，才能够有的放矢，最大可能地缩短施工周期，减少对套管的损坏，保证侧钻施工的正常进行。

（1）斜向器下钻中途坐封，坐封深度以上套管尺寸一致或有加大尺寸套管，且距离预定坐封深度较远时，应先反循环充分洗井，然后上提下放活动管柱，最大上提拉力不超过原悬重200～250 kN，尽可能通过活动方式解卡。一般来说，中途坐封的斜向器都不是很牢固，初始时都有一定的活动范围，但是，在上下活动时，不要一次上提负荷太大，这样易卡死，也不要拔断中心管，从而提高一次性解卡几率，缩短处理周期，减少事故损失。

（2）斜向器下钻中途坐封，坐封深度以上距离井口附近油层套管有小尺寸变节，且距离预定坐封深度较远时，可以先采取（1）的措施，活动至井口附近卡死时，可以采取换套措施，将斜向器一并带出。

（3）斜向器在距离预定坐封深度很近位置坐封，而且坐封牢固的，如果许可的话可以不予处理，直接在这一位置开窗；如果坐封不牢固，可以倒扣丢开原斜向器，稍提高开窗位置，切不可活动解卡，以防在距预定坐封位置较远处中途坐封卡死，增加后续处理难度。

（4）斜向器中途坐封，活动解卡不成功或不符合上述情况的，采取以下措施：

第1步，下平底磨鞋，磨铣掉斜向器的上部0.2～0.4 m。这是因为斜向器锥面都很小，一般为3°左右，有的更小，如果一开始就下套铣筒，很可能会套偏，甚至会憋掉套铣头合金，造成施工复杂化。如果磨掉一部分后，锥面顶端变厚，相对来说就易套铣了。此外还要注意平底磨鞋直径，如果不合适会在磨铣斜向器顶端的同时对套管造成伤害，甚至会磨穿套管，所以磨鞋尺寸有一个特定要求，即磨鞋直径加上斜向器顶端厚度应该大于油层套管内径，但是磨鞋直径也不能太大，直径过大会造成下钻困难，一般来说选取的磨鞋直径小于套管内径3 mm，上部加扶正器，以便在磨铣过程中对磨鞋扶正，防止偏磨损伤套管。磨铣时钻压控制在5～10 kN，转速60 r/min。

第2步，下加厚套铣筒套铣掉斜向器的两组卡瓦牙。加厚套铣筒尺寸有一个严格限制。如果合金过厚，相当于磨鞋，进尺势必要慢；如果合金过薄，一方面会加大起下钻次数，增加施工量，另一方面在套铣过程中易使碳化钨脱落，造成事故复杂。现场施工一般要求加厚套铣筒外径小于套管内径3 mm，碳化钨合金厚度在15～17 mm左右即可。例如：套管内径为121.36 mm时，应选择加厚套铣筒外径为118 mm，内径为81～85 mm。此外还要注意加厚套铣筒长度一般控制在4～5 m，以便减少套铣过程中的摩阻。一般来说当套铣3～4 m左右就可以将斜向器的卡瓦牙铣掉，铣掉卡瓦牙的斜向器通常会自然落入井底。

第3步，磨掉卡瓦牙后的斜向器打捞。铣掉卡瓦牙的斜向器落至井底后，通常可以不必处理。若需要捞出残余的斜向器，可以下大母锥造扣捞获。

4 典型井例

4.1 雅苏尔油田15井

该井井深3 600 m，自上而下油层套管（外径×壁厚×长度）：Ø139.7mm×10.54 mm×9.5 m套管+Ø139.7mm×9.17 mm×0.5 m套管+Ø139.7 mm×10.54 mm×3 590 m套管，表层套管为Ø244.5 mm×300 m，套管错断位置在3 250 m。设计开窗深度3 200 m，侧钻井段3 200～3 700 m。首先用密度2.25 g/cm3饱和盐水钻井液压井，处理井筒，然后下斜向器，当下至2 200.5 m时，突然坐封，上提卡钻，此时距离开窗点还有1 000 m左右。分析认为下放速度过快，压力激动引起钻杆内外压力差，斜向器卡瓦牙并未全部突出。现场采取的措施是：首先反洗井一周，并不断上提下放活动解卡，控制上提负荷250 kN，不超过斜向器中心杆强度，经过6 h活解，斜向器逐渐上移，在深度10.2 m时再无活动余地，分析此时为油层套管变径短接。由于表套下入深度为300 m，决定采取换套措施，换套2根，取出坐封斜向器，施工3 d处理完全部事故。

4.2 阿克里姆油田AK-45井

该井井深3 365 m，油层套管（外径×壁厚×长度）：Ø139.7 mm×10.54 mm ×2 565 m，表层套管为Ø244.5 mm×450 m。施工目的是处理井筒至3 170 m，侧钻井段3 160～3 420 m。用密度2.1 g/cm3的钻井液压井后，处理至3 170 m，下Ø114 mm×3 500 mm斜向器，中途坐封，深度1 383.22 m，活动解卡无效，上提600 kN拔脱。先下Ø115 mm平底磨鞋磨铣，磨铣井段1 370.2～1 370.50 m，进尺0.3 m。后下Ø115 mm×Ø85 mm×4 030 mm加厚套铣筒2次，套铣井段1 370.54～1 374.35 m，斜向器下移掉入井底，累计处理时间10 d。

5 结论及建议

（1）严格按设计要求进行通井、刮管、洗井，确保井筒畅通，是防止斜向器中途坐封的前提条件。

（2）斜向器下井前应仔细检查，并对各联接部件进行紧固，确保质量可靠。

（3）下斜向器过程中应平稳操作、控制好下钻速度，避免产生压力激动。

（4）对于斜向器中途坐封卡钻，根据不同情况采取针对性处理措施，可大大提高事故处理效率。

［1］陈大伟，沙东，甄华强，等.庄海8Ng-H3K井开窗侧钻大位移水平井钻完井技术［J］.石油钻采工艺，2011，33（4）：31-33.

［2］黎江明，王斌.套管开窗侧钻技术在江汉油田的应用［J］.江汉石油职工大学学报，2009，22（6）：25-29.

［3］丛长江，陈世春，王树超.东河1-H18C井钻井复杂情况分析［J］.石油钻采工艺，2011，33（1）：117-119.

［4］蒋希文.钻井事故与复杂问题［M］.2版.北京：石油工业出版社，2006.

Treatment technique for sticking of sidetracking whipstock during setting

SUN Jingguang, SHEN Fugang, YAO Shuyi
（Downhole Operation Company,Shengli Petroleum Administration Bureau,Dongying257077,China）

During tripping slip type whipstock in sidetracking process, whipstock set sticking occurs sometimes, leading to being unable to sidetrack designed positions. Because the whipstock is special in structure, shape, and material, once being stuck, it is very diffi cult to handle, with low success ratio. The accident reasons are analyzed from the aspects of fi eld operation, tool quality, and wellbore quality, and the technical dif fi culty for treating the accident is pointed out. It is summarized that according to different setting situation,some treatment could be selected from, such as casing changing, window cutting position elevating, etc., which are applied in real cases with good effect, supplying reference to similar accident treatment.

sidetracking; whipstock; setting; sticking; treating technique

孙经光，沈付刚，姚书义.套管开窗侧钻斜向器中途坐封卡钻事故处理技术 ［J］. 石油钻采工艺，2013，35（3）：111-113.

TE28

A

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0111 – 03

孙经光，1970年生。1993年毕业于石油大学（华东）钻井专业，现从事油田井下作业技术研究及管理工作。电话：010-65442489。E-mail：sljxsjg@126.com。

2013-01-29）

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景 暖〕