淺析側(cè)鉆工藝優(yōu)化研究與應(yīng)用

汲建華

【摘要】 側(cè)鉆技術(shù)當(dāng)今已在油藏勘探與開發(fā)中得到了廣泛的運用，對于油藏開發(fā)與油田生產(chǎn)而言，此技術(shù)的重要性已經(jīng)凸顯，而且也在不斷發(fā)展。本文論述了側(cè)鉆技術(shù)在油田生產(chǎn)中的技術(shù)難點、需要注意的事項、廣闊的前景以及從實際應(yīng)用中所得到的啟示。

【關(guān)鍵詞】側(cè)鉆 工藝技術(shù) 應(yīng)用

1 側(cè)鉆技術(shù)的簡要介紹

側(cè)鉆工藝技術(shù)是指在油水井的某一特定深度固定一個斜向器，利用其斜面的造斜和導(dǎo)斜作用，用銑錐在套管的側(cè)面開窗，從窗口鉆出新井眼，然后下尾管固井的一整套工藝技術(shù)。降斜鉆具側(cè)鉆、斜向器側(cè)鉆和動力鉆具側(cè)鉆是井眼側(cè)鉆的三種主要方式。

2 側(cè)鉆工藝的優(yōu)化

側(cè)鉆工藝的優(yōu)化主要需要考慮以下幾個方面：

2.1 選擇最佳的側(cè)鉆方式

選擇側(cè)鉆方式時需要考慮到井場的地質(zhì)狀況、地層情況、原始井的井眼軌跡以及側(cè)鉆的目的等因素。

（1）對于地層較為松軟，巖石較易破碎，鉆時較短，且有一定井斜的定向井與水平井，一般選擇降斜鉆具側(cè)鉆的方式。由于此方式的鉆具組合簡單，可節(jié)約側(cè)鉆所需時間與實際成本，能夠有效提高側(cè)鉆效率。

（2）當(dāng)在生產(chǎn)中需要開發(fā)新區(qū)塊，而又受限于地質(zhì)情況或經(jīng)濟(jì)效益，可以鉆多分支井，多分支井可采用地錨斜向器側(cè)鉆的方式。此方式的具體操作是，首先在原始井內(nèi)下入地錨斜向器，然后再選用合適的側(cè)鉆工具，按設(shè)計側(cè)鉆至目標(biāo)層位。目前采用最廣泛的裸眼側(cè)鉆方式是動力鉆具側(cè)鉆，使用此技術(shù)施工成功率高，且能使此后的施工更加方便快捷，能解決生產(chǎn)開發(fā)中的多種問題，適應(yīng)于不同地質(zhì)條件。

2.2 選擇合理的開窗深度

選擇合理的開窗深度需要考慮一下幾點：

（1）為了確定開窗側(cè)鉆的位置，需要選用合適的測量工具測量原井井眼軌跡，并以此作為確定開窗位置的依據(jù)。

（2）地層性質(zhì)穩(wěn)定、巖石硬度適中的井段適合開窗側(cè)鉆，斷層和巖石硬度交替變化的井段應(yīng)避免進(jìn)行開窗側(cè)鉆。

（3）選擇開窗側(cè)鉆的井段需要套管狀況良好，且固井狀況良好。

（4）所選擇的開窗側(cè)鉆位置要能滿足地質(zhì)設(shè)計以及鉆完井的要求；側(cè)鉆位置所選擇的井斜方位，在保證到達(dá)目的層的情況下，還要能避開原井眼的井斜方位。

（5）以修井為目的進(jìn)行側(cè)鉆時，在考慮到底層軟硬情況以及穩(wěn)定性的條件下，一般選擇事故井段以上30至50米作為開窗側(cè)鉆的位置。

（6）在出砂和竄漏嚴(yán)重的井中進(jìn)行側(cè)鉆，為保證側(cè)鉆效果，側(cè)鉆的長度、傾角和水平位移都要增大，開窗位置也會相應(yīng)變高。

（7）在地層情況復(fù)雜處進(jìn)行開窗側(cè)鉆時，需要根據(jù)地質(zhì)部門提供的地層資料（包括地層面積、巖性、厚度以及結(jié)構(gòu)類型），設(shè)計井身軌道。

2.3 選擇合適的鉆具與鉆進(jìn)參數(shù)：

（1）根據(jù)設(shè)計井身的深度、井場條件以及地質(zhì)狀況，選擇合適的鉆頭。例如軟地層應(yīng)選擇牙輪齒形較大、較尖，齒數(shù)較少的銑齒或鑲齒鉆頭；鉆研磨性地層，應(yīng)該選擇有保徑齒的鑲齒鉆頭；淺井段巖石一般較軟，起下鉆所需時間也較短，應(yīng)該選擇能獲得較高機(jī)械鉆速的鉆頭；深井段地層一般較硬，起下鉆時間較長，應(yīng)該選擇有較高進(jìn)尺的鉆頭；鉆進(jìn)易斜地層時，應(yīng)該選擇不移軸或移軸量小的鉆頭。

（3）選擇鉆柱尺寸時，除了要考慮鉆頭尺寸和鉆機(jī)的提升能力外，還要考慮地質(zhì)條件、井身結(jié)構(gòu)、鉆具供應(yīng)情況等；鉆鋌長度取決于鉆壓與鉆鋌尺寸，要保證在最大鉆壓時鉆桿不承受壓縮載荷；進(jìn)行鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計時，要充分考慮鉆桿在屈服強(qiáng)度下的抗拉力、鉆桿的最大允許拉伸力以及鉆桿的最大安全靜拉力。

（4）鉆進(jìn)時要根據(jù)井場資料、設(shè)備選擇合適的鉆壓與轉(zhuǎn)速，在提高鉆進(jìn)效率的同時，也節(jié)約鉆進(jìn)成本；而水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的主要任務(wù)是確定鉆井液排量和選擇噴嘴直徑。

2.4 選擇適當(dāng)?shù)你@井液

（1）選擇鉆井液時需要考慮鉆井液的密度：密度適當(dāng)?shù)你@井液可有效平衡地層壓力，既能避免井涌和井噴，也能避免井漏，除此之外還對井壁穩(wěn)定有著一定的作用。

（2）選擇鉆井液時需要考慮鉆井液的流變性能：流變性能適當(dāng)?shù)你@井液既能提高鉆速，懸浮巖屑，又不會影響開泵和產(chǎn)生壓力激動。要根據(jù)現(xiàn)場條件及鉆進(jìn)要求，合理選擇流變性能合適的鉆井液。

（3）選擇鉆井液時要考慮鉆井液的造壁性能：造壁性能良好的鉆井液能有效穩(wěn)定井壁。

2.5 其他注意事項

（1）開窗側(cè)鉆前需要先進(jìn)行通井施工：配制新泥漿時需要參考完鉆時的泥漿性能，將泥漿灌入井筒并測量，作為求出靜液面深度及靜液柱壓力的依據(jù)，隨后用光鉆管帶大水眼鉆頭通井，分段循環(huán)，置換原泥漿，下到預(yù)計深度調(diào)好泥漿后起鉆。

（2）開窗時需要優(yōu)選開窗工具，優(yōu)化磨銑參數(shù)：優(yōu)選開窗工具可提高開窗的穩(wěn)定性，優(yōu)化磨銑參數(shù)則可提高開窗速度。

（3）開窗側(cè)鉆是否成功，不只是取決于施工過程，更取決于側(cè)鉆前的充分準(zhǔn)備，對將實施側(cè)鉆的井信息的準(zhǔn)確了解是側(cè)鉆施工成功的重要保證。

3 側(cè)鉆工藝的運用

側(cè)鉆工藝主要適用于以下情況

（1）套管損壞情況嚴(yán)重，難以或無法修理的井。

（2）套管損壞且油層出砂嚴(yán)重，無法有效防砂的井。

（3）井下發(fā)生嚴(yán)重、復(fù)雜事故，難以或無法處理的井。

（4）需要鉆采附近含油層系，利用側(cè)鉆技術(shù)可鉆出多分支井的井。

（5）開采海上油藏或陸地上難以直接鉆出新井時，可利用側(cè)鉆鉆出多底井。

（6） 隨著油藏的開采會發(fā)生水的錐進(jìn)，采用側(cè)鉆技術(shù)可推遲錐進(jìn)時間，提高驅(qū)油采油效率和經(jīng)濟(jì)效益。

（7）進(jìn)入生產(chǎn)開發(fā)后期的油藏中仍存在可以采出的剩余油，可利用側(cè)鉆技術(shù)鉆開水平井從而提高油藏的采收率。同時，此技術(shù)也適用于裂縫性油藏和低滲油藏的開采。

4 總結(jié)

作為鉆井工程中極其重要的一項技術(shù)，側(cè)鉆工藝已經(jīng)在實際生產(chǎn)開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用；同時，側(cè)鉆工藝也在現(xiàn)場應(yīng)用中得到了發(fā)展，不斷細(xì)化和成熟。

長期的現(xiàn)場經(jīng)驗表明：

采用開窗側(cè)鉆技術(shù)可以減少投資，降低成本，同時節(jié)約鉆井所需時間，能使油產(chǎn)量快速上升。

為了充分利用井場原有設(shè)施、資源以及已鉆開的油水井，，應(yīng)該采用開窗側(cè)鉆技術(shù)，避免無謂浪費資源、污染環(huán)境，從而提高社會經(jīng)濟(jì)效益。

開發(fā)復(fù)雜油氣藏，如斷塊油藏、小區(qū)塊油藏和低滲油藏，應(yīng)該采用開窗側(cè)鉆技術(shù)。此技術(shù)能有效提高油藏采收率及產(chǎn)能，降低生產(chǎn)開發(fā)成本及投資風(fēng)險，具有極大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

要根據(jù)井場情況與地質(zhì)條件選擇合適的側(cè)鉆工具和測量工具，確保測量數(shù)據(jù)精確無誤，開窗側(cè)鉆才能順利進(jìn)行。

開窗側(cè)鉆前需要精心設(shè)計，選擇合適的開窗方式和側(cè)鉆位置極其重要；施工過程中要嚴(yán)格遵守設(shè)計要求，同時需要避開不穩(wěn)定地層。

設(shè)計側(cè)鉆方案時，既要考慮施工難度，又要注重經(jīng)濟(jì)效益，從而在順利施工的同時也能獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 黎強(qiáng)，劉瑞瑩.側(cè)鉆工藝優(yōu)化研究與應(yīng)用.鉆采工藝，2012，（7）