浅析侧钻工艺优化研究与应用

汲建华

【摘要】 侧钻技术当今已在油藏勘探与开发中得到了广泛的运用，对于油藏开发与油田生产而言，此技术的重要性已经凸显，而且也在不断发展。本文论述了侧钻技术在油田生产中的技术难点、需要注意的事项、广阔的前景以及从实际应用中所得到的启示。

【关键词】侧钻 工艺技术 应用

1 侧钻技术的简要介绍

侧钻工艺技术是指在油水井的某一特定深度固定一个斜向器，利用其斜面的造斜和导斜作用，用铣锥在套管的侧面开窗，从窗口钻出新井眼，然后下尾管固井的一整套工艺技术。降斜钻具侧钻、斜向器侧钻和动力钻具侧钻是井眼侧钻的三种主要方式。

2 侧钻工艺的优化

侧钻工艺的优化主要需要考虑以下几个方面：

2.1 选择最佳的侧钻方式

选择侧钻方式时需要考虑到井场的地质状况、地层情况、原始井的井眼轨迹以及侧钻的目的等因素。

（1）对于地层较为松软，岩石较易破碎，钻时较短，且有一定井斜的定向井与水平井，一般选择降斜钻具侧钻的方式。由于此方式的钻具组合简单，可节约侧钻所需时间与实际成本，能够有效提高侧钻效率。

（2）当在生产中需要开发新区块，而又受限于地质情况或经济效益，可以钻多分支井，多分支井可采用地锚斜向器侧钻的方式。此方式的具体操作是，首先在原始井内下入地锚斜向器，然后再选用合适的侧钻工具，按设计侧钻至目标层位。目前采用最广泛的裸眼侧钻方式是动力钻具侧钻，使用此技术施工成功率高，且能使此后的施工更加方便快捷，能解决生产开发中的多种问题，适应于不同地质条件。

2.2 选择合理的开窗深度

选择合理的开窗深度需要考虑一下几点：

（1）为了确定开窗侧钻的位置，需要选用合适的测量工具测量原井井眼轨迹，并以此作为确定开窗位置的依据。

（2）地层性质稳定、岩石硬度适中的井段适合开窗侧钻，断层和岩石硬度交替变化的井段应避免进行开窗侧钻。

（3）选择开窗侧钻的井段需要套管状况良好，且固井状况良好。

（4）所选择的开窗侧钻位置要能满足地质设计以及钻完井的要求；侧钻位置所选择的井斜方位，在保证到达目的层的情况下，还要能避开原井眼的井斜方位。

（5）以修井为目的进行侧钻时，在考虑到底层软硬情况以及稳定性的条件下，一般选择事故井段以上30至50米作为开窗侧钻的位置。

（6）在出砂和窜漏严重的井中进行侧钻，为保证侧钻效果，侧钻的长度、倾角和水平位移都要增大，开窗位置也会相应变高。

（7）在地层情况复杂处进行开窗侧钻时，需要根据地质部门提供的地层资料（包括地层面积、岩性、厚度以及结构类型），设计井身轨道。

2.3 选择合适的钻具与钻进参数：

（1）根据设计井身的深度、井场条件以及地质状况，选择合适的钻头。例如软地层应选择牙轮齿形较大、较尖，齿数较少的铣齿或镶齿钻头；钻研磨性地层，应该选择有保径齿的镶齿钻头；浅井段岩石一般较软，起下钻所需时间也较短，应该选择能获得较高机械钻速的钻头；深井段地层一般较硬，起下钻时间较长，应该选择有较高进尺的钻头；钻进易斜地层时，应该选择不移轴或移轴量小的钻头。

（3）选择钻柱尺寸时，除了要考虑钻头尺寸和钻机的提升能力外，还要考虑地质条件、井身结构、钻具供应情况等；钻铤长度取决于钻压与钻铤尺寸，要保证在最大钻压时钻杆不承受压缩载荷；进行钻杆柱强度设计时，要充分考虑钻杆在屈服强度下的抗拉力、钻杆的最大允许拉伸力以及钻杆的最大安全静拉力。

（4）钻进时要根据井场资料、设备选择合适的钻压与转速，在提高钻进效率的同时，也节约钻进成本；而水力参数优化设计的主要任务是确定钻井液排量和选择喷嘴直径。

2.4 选择适当的钻井液

（1）选择钻井液时需要考虑钻井液的密度：密度适当的钻井液可有效平衡地层压力，既能避免井涌和井喷，也能避免井漏，除此之外还对井壁稳定有着一定的作用。

（2）选择钻井液时需要考虑钻井液的流变性能：流变性能适当的钻井液既能提高钻速，悬浮岩屑，又不会影响开泵和产生压力激动。要根据现场条件及钻进要求，合理选择流变性能合适的钻井液。

（3）选择钻井液时要考虑钻井液的造壁性能：造壁性能良好的钻井液能有效稳定井壁。

2.5 其他注意事项

（1）开窗侧钻前需要先进行通井施工：配制新泥浆时需要参考完钻时的泥浆性能，将泥浆灌入井筒并测量，作为求出静液面深度及静液柱压力的依据，随后用光钻管带大水眼钻头通井，分段循环，置换原泥浆，下到预计深度调好泥浆后起钻。

（2）开窗时需要优选开窗工具，优化磨铣参数：优选开窗工具可提高开窗的稳定性，优化磨铣参数则可提高开窗速度。

（3）开窗侧钻是否成功，不只是取决于施工过程，更取决于侧钻前的充分准备，对将实施侧钻的井信息的准确了解是侧钻施工成功的重要保证。

3 侧钻工艺的运用

侧钻工艺主要适用于以下情况

（1）套管损坏情况严重，难以或无法修理的井。

（2）套管损坏且油层出砂严重，无法有效防砂的井。

（3）井下发生严重、复杂事故，难以或无法处理的井。

（4）需要钻采附近含油层系，利用侧钻技术可钻出多分支井的井。

（5）开采海上油藏或陆地上难以直接钻出新井时，可利用侧钻钻出多底井。

（6） 随着油藏的开采会发生水的锥进，采用侧钻技术可推迟锥进时间，提高驱油采油效率和经济效益。

（7）进入生产开发后期的油藏中仍存在可以采出的剩余油，可利用侧钻技术钻开水平井从而提高油藏的采收率。同时，此技术也适用于裂缝性油藏和低渗油藏的开采。

4 总结

作为钻井工程中极其重要的一项技术，侧钻工艺已经在实际生产开发中得到了广泛的应用；同时，侧钻工艺也在现场应用中得到了发展，不断细化和成熟。

长期的现场经验表明：

采用开窗侧钻技术可以减少投资，降低成本，同时节约钻井所需时间，能使油产量快速上升。

为了充分利用井场原有设施、资源以及已钻开的油水井，，应该采用开窗侧钻技术，避免无谓浪费资源、污染环境，从而提高社会经济效益。

开发复杂油气藏，如断块油藏、小区块油藏和低渗油藏，应该采用开窗侧钻技术。此技术能有效提高油藏采收率及产能，降低生产开发成本及投资风险，具有极大的经济与社会效益。

要根据井场情况与地质条件选择合适的侧钻工具和测量工具，确保测量数据精确无误，开窗侧钻才能顺利进行。

开窗侧钻前需要精心设计，选择合适的开窗方式和侧钻位置极其重要；施工过程中要严格遵守设计要求，同时需要避开不稳定地层。

设计侧钻方案时，既要考虑施工难度，又要注重经济效益，从而在顺利施工的同时也能获得最大经济效益。

参考文献

[1] 黎强，刘瑞莹.侧钻工艺优化研究与应用.钻采工艺，2012，（7）