51/2″套损井侧钻定向井挖潜技术

冯超（中石油海洋工程有限公司天津分公司）

中石油海洋工程有限公司天津分公司进入胜利油田市场以来，胜利油田已进入高含水后期开采阶段，并且每年新发现的套损井数成逐年上升态势。为了更好服务业主，套损井侧钻定向井挖潜技术成为研究重点，侧钻是继取套技术之后又一修复套损严重井，使其恢复生产的有效方法。如不定向侧钻，一是有可能造成钻穿相邻井的套管事故，二是可能进入了相邻井挖制的采油区域，其结果是事倍功半。因此，应开展侧钻定向井工艺现场应用，进一步提供竞争力提供技术保障，抢占中石油外部市场，为公司未来飞跃发展打下坚实基础。

一、套管开窗方法的优选确定

套管侧钻开窗方法目前有两种：一是锻铣开窗，然后注水泥侧钻；二是侧向开窗，即下入斜向器，然后用铣锥开窗侧钻。斜向器开窗时间短，只是锻铣开窗工作量的十分之一左右。存在的不足是开始钻进时(大约20m)由于距离套管断口很近和磁性干扰不能使用随钻测量仪，同时存在套管上断口在上提钻具时存在阻卡的隐患。如采取锻铣开窗侧钻，刚好在此地层处增斜，因此不可取。侧钻开窗已有五年的成熟经验，开出的窗口平整圆滑，上提下放只有大于0.5t的夹持力，卡钻的机率极小。斜向器的方位可以调整到设计方位，在转盘钻进50m左右方位漂移不会太大。考虑到扩孔和下尾管扶正器的需要，确定在套损点以上20～30m锻铣5～6m，在此处固定斜向器，然后进行侧向开窗。

二、井身剖面的设计原则及计算方法

根据开窗方法和地层的情况确定井身剖面类型为斜直-增斜，钻速和电测都有明显的影响，一般认为，最大井斜角小于15°的井，难于稳定方位，最大井斜角在15°～30°之间的井，既能有效地调整井斜和方位，又能顺利地进行钻进、电测和固井。确定螺杆钻具的造斜率K(K=1/Ro)后，就能计算出最大井斜角，反过来，确定了最大井斜角后，就能确定螺杆钻具的造斜率，由此来选定螺杆钻具的弯曲角度。

造斜点在套损点以上20m左右，井段长50m左右。其目的一是避开随钻测量仪的磁性干扰长度，二是避开此段复杂的井段增斜扭方位。斜向器的导斜角设计成3°～2°。斜面方位与设计方位相同，因此窗口平滑圆整，方位漂移也不会太大。

三、裸眼钻进钻具组合结构设计及井眼轨迹控制方法

1.开窗钻具组合结构

φ120铣锥+φ105钻铤+φ73钻杆。

钻进参数：

起始阶段：钻压5kN；排量10L/s；转速20～30r/min。

钻进阶段：钻压10～15kN；排量10L/s；转速60～80r/min。

出套阶段：钻压105～20kN；排量10L/s；转速80—100r/min。

钻进长度：5～5.5m修窗上提下放悬重下降不超过5kN。

2.斜直段钻具组合结构

φ118PDC钻头+φ105钻铤+φ73钻杆。

施工参数：钻压20～40 kN；排量10～12L/s；转速120～150r/min。

3.增斜段钻具组合

φll8PDC钻头+φ95单弯螺杆+φ105定向接头+φ73无磁抗压钻杆+φ73抗压钻杆+φ105钻铤+φ73钻杆。

施工参数：钻压105～20kN；排量10～12L/s；泵压14MPa。

4.稳斜段钻具组合结构

φ118PDC钻头+φ115螺扶+φ105定向接头+φ73无磁抗压钻杆+φ73抗压钻杆+φ115

螺扶+φ73抗压钻杆+φ105钻铤+φ73钻杆。

施工参数：钻压20～40kN；排量12L/s；转速120～150r/min。

四、提高侧钻井固井质量措施

由于5 1/2″套管侧钻井的环空间隙相当于常规井眼环空间隙的四分之一(约9mm)，在

狭窄的间隙中管串贴壁极易蹩漏窜，导致固井质量差，甚至导致注水泥施工的失败，小井眼固井面临的困难有：

①封固井段套管串在小间隙环空中的居中扶正问题。

②提高水泥浆的顶替效率和防止注替过程中的堵蹩漏问题。

③小排量注替控制技术。

④如何形成高强度均匀优质薄水泥环以阻止地层油气水进入等。

为提高固井质量应采取以下措施：

①扩孔钻头扩大封固井段孔径至140～150mm，增加水泥环的厚度提高固井质量。

②在下井尾管上加放扶正器，在主油层段l0m尾管一只，非主油层20m套管一只，起到扶正尾管、保护井壁、减小流动阻力，提高顶替效率。在斜向器位置锻铣就是为了扩眼和下扶正器而设计的。

③在水泥浆中加入降失水剂、分散剂、减阻剂，使配制的水泥浆在施工全过程中低失水，大大减少了环空间隙的流动阻力。使薄水泥环坚韧优质，在候凝期间抵御地层油气水的侵入。

④在注水泥前用清水充分洗井，洗出井壁上和套管外壁上的泥饼，提高第一、二胶界面的胶结强度。注水泥浆顶替采用紊流状态，环空返速在1.5～1.6m/s，提高顶替效率。

五、建议

①在5 1/2″套管内侧钻应用锻铣和侧向相结合的方法开窗，既有效地节省时间，又有利于扩眼和下尾管扶正器。

②如果定向钻进井段较长，会出现钻速较慢或加压无效的情况，说明钻具与井壁接触面积增大，此时必须大幅度活动钻具，短起下钻，分段循环；钻进中根据井眼轨迹控制需要和井下情况导向钻进数米，然后定向钻进。

③必须根据施工中的实际情况连续测量，利用计算机跟踪计算、作图，准确预计井眼的变化趋势，计算出待钻井眼所需造斜率，以此为依据制定出合理的下步施工方案。

1 王珍应,马德坤.井眼轨迹预测研究的回顾和展望[J];石油机械;1993年10期;

2 谯抗逆,李鹭光.套管开窗侧钻分枝井工艺技术实践[J];天然气工业;1995年01期;

3 谢继安.φ140mm套管开窗侧钻定向井技术应用[J];石油钻采工艺;1996年04期;

4 黄彬,李勇,马旭川.川西地区套管开窗侧钻定向井技术应用前景探讨[J];钻采工艺;2000年04期;