水平井套管开窗技术研究及应用实践

程召

摘要：针对油气田开发现状，开展小井眼侧钻水平井钻井技术的研究和应用，论述了小井眼开窗侧钻水平井钻井的工艺技术，使老井改造、加深、侧钻小井眼钻井技术及径向水平井等钻井完井配套技术得以快速发展，对油气田开发扶扬油层剩余油气、提高采收率和综合经济效益具有十分重要的意义。钻具尺寸小柔性大决定轨迹控制难度高，精细施工方案优化钻具结构和实验新型PDC钻头和泥浆体系，相比其它井提高了机械钻速、减少起下钻次数、缩短了钻井周期、减小作业风险。为区块套管开窗侧钻气井水平井快速高效开发提供了一定应用实践经验。

关键词：水平井;套管开窗;开窗侧钻;轨迹跟踪;应用技术

井眼轨迹的控制主要是依靠合理的下部钻具结构去抵御地层力的影响来实现的。由于小井眼所用钻具刚度小，抗扭转变形能力弱，抵御地层的能力也弱，因此小井眼轨迹控制技术比常规井眼困难得多。特别在井较深和井斜角较大的情况下，一旦实钻井眼轨迹偏离了设计方位，在小井眼中扭方位困难极大，所以在小井眼中初始定向准确是非常重要的。由于钻井参数的调整具有较大的局限性，只有通过井底动力钻具及特别的钻具组合进行井斜方位调整。同时采用随钻测斜仪跟踪监测，另外一定要充分调研邻井资料，选择合适的方位提前角、最大井斜角、造斜点及钻具结构、钻井参数，尽量避免中速扭方位和增、降斜。此外，为使井眼能按预定的轨迹钻进，必须在增斜段将井斜、方位向靶点方向调整，调整得越快，增斜段越短，对提高侧钻速度越有利。

一 套管开窗技术研究

1 开窗侧钻井4口，出现溜钻1次，断螺杆2次。主要原因：

⑵对于Φ89小钻具加压多少还没有太多经验。

⑶对于各个厂家Φ95螺杆使用时间的把握上还不明确。

2 开窗侧钻井4口，遇阻多次。主要原因：

⑴斜井段靶前距大，裸眼段长。

⑵斜井段长钻具与井壁接触面积大。

⑶排量大于8.5L/S泵压高于18.5Mpa容易压漏地层，小于7.8L/S泵压低于17.5钻屑携带不好，环空不畅，一停泵就容易沉砂。

⑷水平段钻屑沉聚在下井壁上，形成岩屑床，加厚泥饼。

⑸施工周期长，开窗口水泥环和井壁被长期浸泡容易脱落和坍塌。

3 套管开窗侧钻井在轨迹失控上比较少见，多是地层突变因素影响，如苏6-1-3CH，3830米按设计要求控制井斜往下走垂深，可地层正是砂岩突转成黑色泥岩也会使得井斜下降，而岩屑和伽马滞后的情况下，致使施工人員难以预料和规避。

二 井下复杂工况采取对策

1 防掉技术措施：

1.1入井钻具、工具应准确丈量内径、外径和长度，并有详细记录，入井的特殊工具必须要绘制草图。地面设备、仪表必须保证工作正常，灵敏准确，并保证其连续工作。仪器、仪表发生故障不得钻进。

1.2每次起钻时要认真检查钻具，发现损坏应及时更换，每趟钻探伤和倒换钻具。下钻时，要涂好丝扣油，坚持按标准扭距紧扣，防止钻具脱扣落井。

1.3 每趟钻对钻具进行探伤，确保完好的钻具后在下钻。并且对钻具进行及时的倒换。钻进时注意观察泵压变化，泵压下降立即检查地面设备，若地面设备无异常必须立即起钻检查井下工具。

井口操作时要防止工具落井。

2 防塌措施

2.1钻入易垮塌层段后，要及时将钻井液密度提高至设计上限，若井下仍不正常，需要提高密度时，在征得甲方同意后，可适当提高钻井液密度，以平衡地层的坍塌压力，保证钻井施工安全、顺利进行。

2.2起钻时要注意灌满钻井液，防止因井内液面下降过多而造成井塌事故。

3 防卡措施

3.1钻井液要具有良好的流变性。同时，要使钻井液具有良好的携岩能力，保证岩屑及时携带到地面。

3.2 钻井液应保持性能稳定，滤失量要小，泥饼要薄而坚韧致密，钻井液中可加入适量的润滑剂，降低滤饼摩阻系数，改善钻井液的润滑性能。电测、下套管等作业时，要保证润滑剂的用量，确保大井径套管的顺利下入。

3.3坚持短起下钻，防止因形成岩屑床而卡钻;坚持勤活动钻具，防止因钻具在井内静止时间过长而发生卡钻事故。

3.4切实做好井塌、井漏的预防工作，防止因井塌、井漏而导致卡钻事故。

4 防漏措施

4.1 钻进中注意防漏，有漏失显示可在钻井液中加入适量暂堵剂，提高地层的承压能力。

4.2控制下钻速度不能过快，开泵应先小排量，待返出正常后再增大排量，以免造成压力激动憋漏地层。下钻打通水眼时，尽可能避开易漏层，不要在易漏失层位定点循环，应在易漏层以上分段循环，并保持钻井液具有良好的流态，减少对井壁的冲刷。

4.3加强固相控制，及时清除钻井液中有害固相，防止憋堵和钻井液密度自然增加。钻进中若发生井漏，要立即起钻至安全井段，查明原因，根据漏失情况处理好后，方可继续钻进。

5 防喷措施

5.1按设计标准化安装井控设备，按标准试压，岗位落实到位，搞好实战演习。密切注意调查邻井注水动态，若有影响及时联系甲方停注泄压。钻开油气层前钻井液密度符合设计要求和井下安全的需要。

5.2钻开油气层前100m，进行气层验收，验收合格方可钻开油气层，井场必须储备足够的加重材料和钻井液处理剂。认真落实井控的十二项制度。特别是溢流观察的岗位落实，罐区要有专人观察，严格执行井控细则。

5.3起钻按要求灌好泥浆，坐岗工核对起出与灌入量体积。钻开油气层后起钻之前必须进行测油气上窜速度，在保证安全的前提下方可起钻。下钻要控制钻具的下放速度，避免出现大的激动压力造成井漏诱发井喷。

三 结束语

套管开窗侧钻应做好以下工作，降低钻井周期。设计前充分搜集资料，合理选择开窗点，做好详细的施工方案。根据地层物性，科学合理的进行钻具组合，优化设计方案。优化钻头选型，针对开发适合小井眼开窗井在斜井段和水平段不同需求的钻头来达到快速钻进的目的。由于目前套管开窗井周期长，泥浆浸泡时间长，或则井漏导致新老泥浆性能的不同对于井壁的稳定起负面影响，我们要细化措施，规范操作，及时调整钻井液性能，同时加强技术指导与监督。

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