大斜度井開窗側鉆技術在油田的應用

宋榮超

摘要：套管開窗側鉆技術是在老井眼中預定位置處用專用工具將套管鍛銑或磨銑出一個連通地層的窗口，以便能夠后期進行側鉆。大斜度井開窗側鉆與常規井側鉆有很大區別，由于其井斜大，會給開窗側鉆帶來如下問題：第一，會導致下鉆時套管內磨阻變大，如果用一體式導向器，導向器與洗錐連接的銷釘會因疲勞而提前剪斷；第二，會導致因套管壁不清潔（結蠟）和井眼軌跡復雜下導斜器遇阻；第三，會導致坐掛時導斜器貼壁，坐掛不成功；第四，會導致導斜器脫手時不易壓斷銷釘，側鉆后新老軌跡不易分離。因此，本文針對大斜度井開窗側鉆常見問題進行深入探討。

關鍵詞：老井眼；套管開窗側鉆技術；下鉆；套管鍛銑

1 大斜度井開窗側鉆鉆井工藝技術

1.1 套管磨銑開窗

套管磨洗開窗工具主要由導斜器、起始銑、開窗銑以及錐形銑和鉆柱銑組成，其工作原理是：將導斜器固定在預定開窗處，通過定向儀器定向，讓導斜器斜面方向與設計的開窗鉆方位一致，然后下入磨銑工具將套管磨銑出一個窗口，再用擴眼工具將窗口擴大，達到鉆具能夠順利通過的要求。

1.2 套管磨銑位置的計算

2 大斜度井開窗側鉆鉆井技術措施

2.1 井眼準備—通井

使用大于導斜器外徑 4 mm 的通井規進行通井至底灰灰面，一般的通井組合：通井規+鉆桿。

2.1.1 主要風險

（1）通徑規外徑長度沒有達到導斜器要求，造成下導斜器過程中提前遇阻；

（2）通井深度不足，造成導斜器下深不夠。

2.1.2 風險控制措施

（1）通徑規的長度必須大于導斜器的長度，外徑不得小于導斜器外徑，一般來說通井規大于導斜器外徑 4 mm，否則導斜器不能下井，防止導斜器遇阻；

（2）通井至窗口以下至少 5 m，導斜器預留深度夠用。

2.2 下導斜器

依據窗口位置，倒裝鉆具使加重鉆桿在井斜30°～40°之間，定位接頭放在 30°～40°之間。

2.2.1 主要風險

（1）導斜器吊裝過程中發生刮碰造成導斜器中心桿脫落；

（2）導斜器中心桿內有落物或下部沉沙倒返入導斜器，造成無法座封；

（3）下導斜器時，未拆解固定螺絲，造成座封后無法脫扣；

（4）擺導斜器鉆具組合，定位接頭所在斜度大于 45°，造成測高邊無法坐鍵；

（5）下鉆過程中，定位接頭上部鉆具水眼不通或者有落物，造成儀器槍頭無法坐鍵。

2.2.2 風險控制措施

（1）導斜器吊裝過程中吊導斜器本體，全程專人指揮，防止刮碰中心桿；

（2）吊裝過程中，保護好中心桿，防止導斜器中心桿內有落物；

（3）下導斜器時，拆解螺栓，并防止落井；

（4）調節鉆具組合，把定位接頭調整在 35°井斜處，量好角差；

（5）下鉆過程中，定位接頭上部鉆具每根通徑；

（6）導斜器下端用振動篩布包好，防止套管內的沉沙。

2.3 導斜器坐封

將導斜器下至窗口位置，核對鉆臺鉆具數量，計算并記錄方鉆桿入井深度以及原懸重，然后用有線隨鉆擺導斜器面坐封時，打壓三次，壓力 18～20 MPa，穩壓 3～5 分鐘。坐封后，在原懸重的基礎上，上提或下壓 30～50 kN，觀察指重表，判斷導斜器是否坐封。開轉盤，將銑錐與導斜器面脫開。開泵，如果振動篩返出鉆井液證明脫開。

2.3.1 主要風險

（1）導斜器擺的方位不對，造成后期定向工作困難；

（2）未準確計算深度，導斜器坐在套管接箍處，造成開窗困難；

（3）坐封導斜器時，人員未遠離高壓管線，憋壓不足 20 MPa。

2.3.2 風險控制措施

（1）依據開窗后需要增降方位情況，將增方位導斜器斜面擺在90°～180°之間，降方 位擺在180°～270° 之間；

（2）計算準確導斜器座封位置，避開套管接箍；

（3）坐封導斜器時，人員遠離高壓管線，泵的保險范圍調整至 31 MPa，打壓 3 次，壓力在 20～25 MPa 之間，每次穩壓不小于五分中，泄壓，然后上提鉆具至原懸重附加 2 噸，看指重表是否座封，然后正轉鉆具，開泵，觀察泥漿是否返出，返出，脫扣成功，下探導斜器面，看是否座封穩固。

2.4 下鉆開窗磨銑作業

開窗磨銑作業的鉆具組合一般為：銑錐+短鉆桿（1.2 m 左右）+鉆鋌+鉆桿。開窗操作流程：

（1）開始階段：從銑錐磨銑斜向器頂部到銑錐底部與套管內壁接觸為開窗第一階段，鉆壓 0.5 t，轉盤 50～60 r/min，磨銑 0.5 m；

（2）騎套階段：從銑錐底圓接觸套管內壁到底圓至斜面根部為開窗第二階段，鉆壓 6～8 t，轉盤60～80 轉，磨銑 1.5 m；

（3）開窗出套：銑錐最大直徑全部銑過套管為開窗第三階段，小鉆壓、高轉速銑進，磨銑一個銑錐長度，鉆壓 1～2 t，轉盤 80～100 轉，磨銑 1.5 m；

（4）開窗進尺達到 3.5～4.5 米，有水泥巖屑返出，泵壓增加 2 MPa；

（5）修窗：反復磨銑，鉆壓 0.5～1 t、轉速 80轉；直至無鐵屑返出，開泵停泵起下均無阻卡，滿足以上兩點即可起鉆。整個過程中，始終保持泥漿處于循環狀態，如果中間停泵，必須立即停止轉盤并上提鉆具防卡。

2.4.1 主要風險

（1）鉆具組合不當，造成開窗過程中進尺慢或者開窗困難；

（2）小件落物，下鉆遇阻；

（3）鉆具絲扣未上緊，扭矩過大造成鉆具倒開或者松口；

（4）下至窗口處，速度過快，造成銑錐撞擊導斜器導尖。

2.4.2 風險控制措施

（1）開窗過程中，環空返速達 0.8 m/s，中途停泵，及時上提鉆具至安全位置；

（2）開窗過程中，從接觸導斜器面開始，采用0.5 t 鉆壓磨銑 30 min，轉盤轉速 50～60 r/min，然后逐步增加鉆壓至 5 t，磨銑長度達到 1.6 m，如果磨銑不動，及時起鉆更換銑錐，重新磨銑，下到位后磨銑鉆壓 3～4 t，輕壓慢轉，觀察返出地層巖屑時，加大鉆壓，轉速，開窗鉆進 5 m 后，小鉆壓，高轉速，快速修窗口，修窗結束后，停泵做到上下提放鉆具無阻卡；

（3）司鉆時刻關注轉盤扭矩，如發現轉盤扭矩較大，及時停轉盤上提鉆具，上提懸重無明顯變化，繼續磨銑；

（4）坐崗人員坐崗到位，仔細觀察振動篩返出情況，出現鐵屑的形狀，是否返砂，如果返砂，及時通知司鉆及技術員；

（5）開窗過程中，首先下鉆具組合是銑錐+短鉆桿+1 柱鉆挺+30 根加重+127mm 鉆桿開窗，首先采用 0.5 t 鉆壓磨銑 30 min，然后逐漸加至 3～5 t 鉆壓開窗，觀察進尺情況，如果發現變慢，立即停止磨銑，起鉆換另一個銑錐磨銑，另一方面觀察振動篩返出情況，如果進尺達到 1.6 m，起鉆換鉆具組合，把短鉆桿剔除，直接銑錐連接鉆挺，下到底后，把之前磨銑的 1.6 m 段重新磨銑，鉆壓 5 t，繼續開窗，開窗結束后，起鉆換標準銑錐進行磨銑修窗作業，上提下放無阻卡，開窗結束，下鉆鉆進。

3 結論

（1）通井質量直接影響著導斜器坐封和開窗質量，故通井是整個開窗側鉆的關鍵，須有專人專管；

（2）導斜器坐掛時操作要平穩，控制下放速度，避免下放過快引起銷釘提前剪斷，有相關豐富經驗的人操作最宜；

（3）側鉆過程中，要嚴格執行作業程序和安全措施，保證側鉆順利施工。

參考文獻

[1]劉正仁. 海洋石油鉆井手冊[M]. 北京：北京石油出版社.

（作者單位：長城鉆探鉆井一公司）