长裸眼侧钻井技术难点与实例优化对策

黄凯

摘 要：运用侧钻井技术来对区块剩余油进行开发是当前提高油田储量动用程度的有效手段之一。紧紧围绕油藏地质特征、油藏开采动静态资料，通过剩余油潜力分析，筛选出侧钻井目标区块和开采目的层，进而选出侧钻目标井。 A井是一口二级结构开发井，其前期井眼尺寸大、裸眼段长，此种井型既要保证井下安全，同时又要准确控制井眼轨迹，因此施工难度较大，本井在施工过程中借鉴邻井侧钻经验，正确钻头选型，制定行之有效的技术措施，顺利的完成了施工任务，为本区块今后相同类型井的施工提供了借鉴。

关键词：侧钻井技术；井眼轨迹；钻头选型；直螺杆配合弯接头

近年来，随着油田开发进入中后期，老油田均面临后备储量不足，采收率低下，钻井成本增加等一系列问题。为实现稳产增效，侧钻水平井作为一种快捷有效的修井工艺，越来越受到重视。A井位于井区三叠系下油组构造较高部位的一口二级结构开发井。本井自2015年08月14日13：00开钻，于2015年10月08日12：00完钻，完钻井深5043m。（1）本井裸眼段长，在侧钻施工阶段只有800m的表层套管；（2）本井上部裸眼井眼尺寸为250.88mm，而下部侧钻井眼尺寸为215.9mm，此种井型难点即在侧钻井施工阶段，本论文重点探究侧钻施工阶段的经验。

1侧钻施工情况

通常情况下靶区是具有圆形或矩形横截面的柱状靶，并且要求井眼轨迹在所要求的目的层内穿行。從另一角度看，也可以把这个柱状靶理解为由无数的法平面构成的。所以，对于中靶，它有着和普通定向井所不一样的新的定义，其主要体现在以下几个方面：1）实钻的轨迹线要求在设计的靶框范围内，并且需要点的矢量方向与设计保持一致；2）矢量中靶，即中靶所包含的要素：方位角、井斜角、垂深以及位移等必须在设计所要求的区间里，且各要素在轨迹控制中的每一点都必须在要求范围内；3）中靶时进入的靶区是一个柱状体而不是一个简单平面。轨迹控制主要有三个目标：直井段防斜、增斜段入靶框以及水平段在靶框内穿行。

1.1斜井段--侧钻-第一趟钻段（4361.60-4388.07m）

钻具组合：Φ215.9mm牙轮×0.24m+Φ172mm螺杆（直）×7.83m+Φ165mm弯接头（2.5°）×0.39m+Φ165mm无磁接头×0.75m+Φ165mm无磁短钻铤×1.93m+Φ172mmMWD悬挂×6.39m+Φ127mm无磁承压钻杆×9.07m+127mm钻杆×5柱+127mm加重钻杆×15柱+Φ139mm钻杆。

1.2 斜井段-增斜-第二趟钻（4388.07m—4559.00m）

钻具组合：Φ215.9mm牙轮×0.24m+Φ172mm螺杆（1.5）×8.16m+Φ165mm无磁接头×0.75m+Φ165mm无磁短钻铤×1.93m+Φ172mmMWD悬挂×6.39m+Φ127mm无磁承压钻杆×9.07m+127mm钻杆×8柱+127mm加重钻杆×15柱+Φ139mm钻杆。入井目的：增斜钻进。钻遇地层：三叠系-哈拉哈塘组（T3h1）阿克库勒组（T2a4）。井斜变化：7.44°～42.97° 井斜变化率：6.23°/30m。方位变化：49.03°～51.00° 方位变化率：0.34°/30m。狗 腿 度：6.23°/30m。

1.3斜井段-增斜-第三趟钻（4559.00m—4695.25m）

钻具组合：Φ215.9mm牙轮×0.24m+Φ172mm螺杆（1.5）×7.91m+Φ165mm无磁接头×0.75m+Φ165mm无磁短钻铤×1.93m+Φ172mmMWD悬挂×6.39m+Φ127mm无磁承压钻杆×9.07m+127mm钻杆×15柱+127mm加重钻杆×15柱+Φ139mm钻杆。井斜变化：42.97°～76.12°。井斜变化率：7.29°/30m。

1.4 斜井段-增斜-第四趟钻（4695.25m—4841.84m）施工情况

钻具组合：Φ215.9mm牙轮×0.24m+Φ172mm螺杆（1.5）×7.91m+Φ165mm无磁接头×0.75m+Φ165mm无磁短钻铤×1.93m+Φ172mmMWD悬挂×6.39m+Φ127mm无磁承压钻杆×9.07m+127mm钻杆×15柱+127mm加重钻杆×15柱+Φ139mm钻杆。

1.5斜井段-增斜-第五趟钻（4841.84m—5043.00m）

钻具组合：Φ215.9mm牙轮×0.24m+Φ172mm螺杆（1.5）×7.91m+Φ165mm无磁接头×0.75m+Φ165mm无磁短钻铤×1.93m+Φ172mmMWD悬挂×6.39m+Φ127mm无磁承压钻杆×9.07m+127mm钻杆×20柱+127mm加重钻杆×15柱+Φ139mm钻杆。钻遇地层：三叠系-阿克库勒组（ T2a1）。井斜变化：88.92°～90.2°。井斜变化率：0.08°/30m。方位变化：53.83°～56.4°，方位变化率：0.41°/30m。狗 腿 度：0.42°/30m。

2 改进对策

2.1侧钻选用直螺杆配合弯接头的钻具组合

由于使用弯接头的侧向力较大，从而有效的保证了侧钻的成功率。水泥塞的质量是保证侧钻成功的重要前提，要满足侧钻时水泥塞的强度，候凝期间确保大于48h后进行扫塞施工。扫塞时可以通过扫塞钻时也可以判断水泥塞强度的质量。对于水泥塞的质量，扫塞钻时越慢表示水泥塞的强度越好。扫塞至侧钻点以上20m处，停泵做水泥承压实验，准确的判断好水泥塞强度的质量是保证侧钻成功与否的关键。侧钻前要充分了解侧钻点的资料包括侧钻点的井径及地层岩性还要了解侧钻点的钻时确保侧钻一次成功。该井全井采用牙轮钻头配合1.5°单弯螺杆钻进，能有效满足轨迹需求，吸取了该区块使用PDC钻头钻进时吃亏的教训从而节省了钻井周期。在水平段钻进过程中采用1.5°无扶的螺杆进行复合钻进减少了钻进过程中反扣井斜的频率，从而提高了机械钻速。

2.2全井的重点是强调井下安全。

为防止井下事故的发生，准确控制井眼轨迹，根据井下实际情况，应及时采取短起下钻。在钻井液方面，其润滑性能尤为重要，在保证钻井液性能的同时，还应注意泥浆的固相含量，因此，固控设备一定要使用并维护好。及时进行短起下钻作业，消除岩屑床，保证起下钻作业的顺利和通畅。

3 结束语

实践证实：该技术可使众多报废井、套损井、停产井重新复活并增加产能，能有效地利用原井的井位资源及地面管网设备，保持原有井网结构，节省成本，减缓水、气锥进，改善驱油效果。基于以上因素，运用侧钻井技术来对区块剩余油进行开发，紧紧围绕油藏地质特征、油藏开采动静态资料，通过剩余油潜力分析，筛选出侧钻井目标区块和开采目的层，进而选出侧钻目标井；并针对目标井的具体情况，对侧钻井进行设计，包括侧钻点的选取、井眼轨道、井身结构设计；开展侧钻水平井钻完井技术及配套工艺研究，包括侧钻工艺、钻进工艺参数、钻井液体系实验、完井方式选择、完井工具和完井工艺等；通过实验优选出酸液体系配方，设计用于胀封管外封隔器的胀封工具；形成了一套适用于区块侧钻井酸化洗井工艺。研究成果应用表明侧钻水平井技术对盘活油田停产井、报废井、降低老油田开发成本具有现实意义，

参考文献：

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[2]曹金强.小井眼侧钻水平井钻柱力学分析[D]. 东北石油大学 2012

[3]张欣. 套管开窗侧钻中钻头弯矩分析和窗口形状描绘[D]. 燕山大学 2010