淺談開窗側鉆定向井開窗及定向過程中的技術難點

楊小棟 文忠選 鄒兆革 趙江源

（青海油田井下作業(yè)公司大修側鉆大隊，青海 海西 816400）

摘要：青海油田已經(jīng)進入開發(fā)的中后期，很多老井由于套損、井下事故等原因不能正常生產，應用小井眼開窗側鉆技術是恢復產能，提高原油產量的重要途徑之一，目前本油田已經(jīng)開始推廣應用。隨著側鉆定向施工難度的不斷增大，施工隊伍在開窗側鉆過程中遇到一些技術難點，而這些難點恰恰是制約小井眼側鉆技術成熟與否的關鍵，針對出現(xiàn)的問題油田單位提出了解決方案，通過現(xiàn)場的實踐，在側鉆施工中取得了較好效果。

關鍵詞：開窗側鉆；定向井開窗；磁干擾

中圖分類號： TE921文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）09-0071-02

目前小井眼開窗側鉆定向技術在青海油田已日趨成熟，僅2011年就完成了15口開窗側鉆定向井的施工，創(chuàng)造了青海油田的側鉆定向井的歷史新高。由于工作量的增加，側鉆技術經(jīng)驗還很欠缺，在施工中出現(xiàn)的各類問題亦明顯增多，本文根據(jù)現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的問題進行分析和總結，并制定了行之有效的技術措施，不但解決了現(xiàn)場實際問題、縮短了施工周期，也為今后側鉆施工積累了一定的經(jīng)驗。

一、套管開窗過程中遇到的技術問題及解決方法

躍3173井開窗過程中出現(xiàn)鉆不動，長時間無進尺現(xiàn)象。

原因分析：這種現(xiàn)象通常出現(xiàn)在開窗進尺3m以前，表現(xiàn)為高鉆壓高轉速也長時間無進尺，甚至在高轉速時停轉盤無倒車。開窗初始階段磨銑時鐵屑返出量多，而開窗鉆時較快的話，來不及返出的鐵屑經(jīng)銑錐反復擠壓，會在井底形成鐵屑床，導致銑錐局部磨損大或包住銑錐頭，使銑錐接觸不到套管壁，從而造成銑錐無法繼續(xù)磨銑、無進尺的問題。

解決辦法：起鉆換入新銑錐，輕壓慢轉，持續(xù)較長時間磨銑，待有進尺后再逐漸加大鉆壓，如長時間還是沒有進尺，則需使用外形特征比較明顯的銑錐，這種銑錐比較容易破壞井底的鐵屑床。需要注意的問題：銑錐開窗過程中，前3m必須嚴格控制鉆時，不能盲目的加鉆壓，前3m鉆時必須大于6小時，要確保證開出的窗口平滑。

二、側鉆定向過程中遇到的技術問題及解決方法

（一）躍3173斜井打完領眼后，在裸眼內測斜時磁干擾大，無法測出準確方位

按照常規(guī)做法，銑錐開窗的長度只需要斜向器斜面長度+銑錐長度，再下入三牙輪鉆頭，使用常規(guī)鉆具打30m領眼，目的就是避開測斜時原井套管的磁干擾，然后再下入PDC鉆頭及單彎螺桿。如果不準備使用牙輪鉆頭打領眼的話，銑錐開窗長度需在原有開窗長度的基礎上再加3m，同時下入螺桿及PDC鉆頭打鉆時，必須加大鉆壓鉆進30m以后才能開始定向。

磁干擾的原因分析：出窗后鉆壓低、井斜小，容易導致鉆具沿下部老井套管外環(huán)空鉆進，無法離開環(huán)空的水泥層向地層鉆進，從而導致鉆頭碰套管或離套管太近，造成磁干擾大無法測出準確方位。

解決辦法：加大鉆壓鉆進30m后測斜，如發(fā)現(xiàn)井斜未增或磁干擾還是比較大的話，建議采用裸眼側鉆的方式。

（二）躍1134斜井側鉆過程中托壓嚴重

原因分析：（1）泥漿性能不太好、粘度高、固相含量高，鉆遇造漿嚴重的泥巖層，易粘吸，引起托壓；（2）井眼軌跡不太好，易引起托壓。

預防措施：定向過程中需嚴格控制狗腿度，每定向2個鉆桿單根，必須至少復合鉆進2個鉆桿單根才能繼續(xù)定向，保持井眼軌跡的平滑，能減少下部定向或扭方位時出現(xiàn)的托壓現(xiàn)象。

解決辦法：采取短起下鉆、拉井壁、修正井眼、劃眼或倒劃眼，在泥漿中加潤滑劑，適當增加加重鉆桿或鉆鋌數(shù)量，從而增加鉆具重量等方法處理定向鉆進時的托壓。

（三）躍355斜井造斜率太低

造斜率太低，達不到設計所要求的增斜速度，可能的原因及其相應的措施分析如下：

1．螺桿度數(shù)不夠大。對設計的某一造斜率，通常能找到合適的彎螺桿。但由于地層走向、硬度等情況的變化，增斜速度不一定能達到要求。如果實際增斜速度比設計要求低30％以上，在考慮最大井斜角的大小以后，可以考慮換較大度數(shù)的彎螺桿。

2．地層太軟，而鉆頭水眼則相對太小，使鉆頭來不及側向切削，水力噴射流就已沖掉地層。

3．鉆具剛性太強，不能產生足夠的側向力。如果泥漿馬達上鉆鋌根數(shù)太多，合理的做法就是盡量少加鉆鋌。

4．工具面沒有掌握好，工具面反復調整不容易獲得穩(wěn)定的造斜率。所以工具面應相對穩(wěn)定，調整時，要逐步調節(jié)。

5．彎螺桿標線偏差。由于制造上的原因，彎螺桿標線沒有標到高邊位置，而定向井工程師又沒有仔細檢查，導致彎螺桿角差計算不準確，因此，在彎螺桿下井之前，要精確丈量彎螺桿角差。

躍355斜井造斜率太低的主要原因：工具面沒有掌握好，工具面反復調整不容易獲得穩(wěn)定的造斜率。

（四）躍336斜井方位偏差太大

方位偏差太大的原因包括：

1．井眼軌跡發(fā)生始料不及的漂移，如上部井段嚴重左漂或右漂。

2．由于一些特殊原因，方位沒有穩(wěn)定好就提前結束造斜作業(yè)，起鉆時就沒有獲得預計的井斜和方位。比如馬達或測量儀器不能正常工作，只好提前結束造斜。

3．由于測量儀器故障或測量工程師的失誤，使真實定向方向不是測量儀顯示的方向，致使方位偏差太大。

4．由于地層傾角大、托壓等原因引起定向鉆進時方位穩(wěn)不住。

解決方位偏差太大的辦法是進行扭方位作業(yè)。扭方位作業(yè)時主要應考慮可能帶來的狗腿和安全問題，特別是在裸眼段較長的井段。如果偏差值大的無法以扭方位來彌補，只有填井重鉆。

躍336斜井方位偏差太大的原因：托壓引起定向鉆進時方位穩(wěn)不住。

（五）躍336斜井工具面偏差大

例如：躍336斜井定向目標是全力增斜，當前井斜5°，方位100°，目標工具面為0°，定向1個單根再打1根復合后測斜，井斜6°，方位350°，說明工具面發(fā)生了偏差，按照效果來分析，此時全力增斜工具面應為10°。

造成工具面偏差的原因有：量螺桿角差時發(fā)生錯誤或誤差、角差計算錯誤、螺桿彎向跟螺桿上的記號不一致等。

解決辦法：如在定向過程中發(fā)現(xiàn)當前工具面達不到目標效果或與目標效果發(fā)生偏差，應及時根據(jù)當前工具面所達成的效果進行工具面修正。

三、對側鉆定向過程的認識及建議

1．第一次定向時，如果井斜小于3°，而且無磁干擾的情況下，盡量使用磁性工具面進行定向，目標工具面應該等于當前設計方位。如果井斜大于3°，須使用重力工具面進行定向，根據(jù)當前方位的偏差情況來確定目標工具面。

2．定向過程中，不能直接把井斜調整到和設計最大井斜一致，需要留有一定的余地，需知增斜比降斜容易。井斜增到比設計最大井斜小2°～4°就可以了，然后再根據(jù)復合鉆進時井斜的變化情況進行適當調整。相同的井段長度中，造斜率越低，最大井斜角越大，這一點也需要注意。

3．需要時刻注意方位的變化情況，根據(jù)實測數(shù)據(jù)來觀察方位漂移規(guī)律，根據(jù)方位漂移規(guī)律來調整

方位。

4．斜向器坐封前，盡量進行一次反洗井作業(yè)，反洗井時間約為循環(huán)兩周的時間。否則可能會出現(xiàn)坐封打壓時壓力保持不住的情況。

5．實鉆井眼軌跡控制時，如果設計的最大井斜角小于10°，可以適當降低平均造斜率，從而使最大井斜角增大，這樣方位不容易發(fā)生漂移。

參考文獻

[1]劉乃震，王延瑞．現(xiàn)代側鉆井技術[M]．石油工業(yè)出版社，2009.

[2]趙金洲，張桂林．鉆井工程技術手冊[M]．中國石化出版社，2007.

作者簡介：楊小棟（1983-）,青海油田井下作業(yè)公司大修側鉆大隊擔任鉆井助理工程師。

（責任編輯：趙秀娟）