渤海油田老井套管開(kāi)窗側(cè)鉆技術(shù)研究與應(yīng)用

王文，侯欣欣，劉海龍，謝濤，王嘯

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300459）

隨著渤海油田的深度開(kāi)發(fā)，低效井、長(zhǎng)停井?dāng)?shù)量逐年攀升，但局部區(qū)域單井控制剩余儲(chǔ)量仍相對(duì)較高，同時(shí)受平臺(tái)槽口數(shù)量及開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性限制，利用老井井槽側(cè)鉆新井眼是開(kāi)發(fā)周邊剩余油最有效的手段之一[1-4]。套管開(kāi)窗過(guò)程中，開(kāi)窗鉆具提前出窗、過(guò)窗口易卡鉆等側(cè)鉆難題是提高開(kāi)窗作業(yè)時(shí)效的主要障礙。本文通過(guò)優(yōu)選側(cè)鉆點(diǎn)、開(kāi)窗鉆井參數(shù)精細(xì)控制等方面的研究提高了開(kāi)窗效率。

1 側(cè)鉆點(diǎn)優(yōu)選

側(cè)鉆點(diǎn)宜選擇在固井質(zhì)量良好及穩(wěn)定地層，應(yīng)避開(kāi)斷層、鹽層等復(fù)雜地層和降斜井段。另外，應(yīng)根據(jù)套管表及固井質(zhì)量測(cè)井曲線選擇上下窗口及斜向器的錨定位置，避開(kāi)套管接箍和套管扶正器，上窗口宜離上接箍3～5 m。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在防碰通過(guò)的條件下，側(cè)鉆點(diǎn)的選擇主要依據(jù)不同側(cè)鉆點(diǎn)下井眼軌跡的總進(jìn)尺及窗口附近井眼軌跡全角變化率：一般現(xiàn)場(chǎng)施工要求窗口附近井眼軌跡最大全角變化率在3.5°/30m 以內(nèi)，然后選擇總進(jìn)尺最少的側(cè)鉆方案[5-7]。

2 開(kāi)窗工具

開(kāi)窗工具分為斜向器座掛、套管開(kāi)窗兩趟鉆側(cè)鉆工具及一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具[8-10]。海上為節(jié)約起下鉆時(shí)間，基本采用一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具，常用的一趟鉆開(kāi)窗鉆具組合為：斜向器+開(kāi)窗磨鞋+撓性短節(jié)+次級(jí)磨鞋+1 根鉆鋌+MWD+6 根鉆鋌+變扣+加重鉆桿×10 柱+普通鉆桿。引導(dǎo)磨鞋主要用于開(kāi)窗和修窗，次級(jí)磨鞋主要用于修窗，第1 根鉆鋌為防止MWD 在窗口磨損，后面6 根鉆鋌為增加開(kāi)窗鉆具組合剛性，使開(kāi)出的窗口平整圓滑。有時(shí)開(kāi)窗點(diǎn)較淺，加鉆鋌可以增加鉆具懸重，用以剪切斜向器與開(kāi)窗鉆具連接的銷(xiāo)釘。

3 開(kāi)窗工藝流程

開(kāi)窗作業(yè)是調(diào)整井作業(yè)的關(guān)鍵步驟，窗口的好壞直接影響后續(xù)鉆井的時(shí)效。開(kāi)窗工藝流程主要包括：井眼準(zhǔn)備、循環(huán)閥與MWD 井口測(cè)試作業(yè)、斜向器座掛作業(yè)、開(kāi)窗工具與斜向器分離、套管開(kāi)窗作業(yè)及修窗作業(yè)。

（1）井眼準(zhǔn)備：刮管洗井，清除套管壁的油污，保證斜向器成功座掛。

（2）循環(huán)閥與MWD 井口測(cè)試作業(yè)：旁通循環(huán)閥與MWD 組合井口測(cè)試并復(fù)位旁通循環(huán)閥。

（3）斜向器座掛：斜向器下至設(shè)計(jì)開(kāi)窗井深，使用MWD 測(cè)量方位，調(diào)整斜向器方位，擺方位完成后，重復(fù)開(kāi)關(guān)泵，憋壓，完成斜向器座掛。

（4）開(kāi)窗工具與斜向器分離：多次上提下放使銷(xiāo)釘疲勞，剪斷開(kāi)窗工具與斜向器的連接銷(xiāo)釘，使其分離。

（5）開(kāi)窗：套管開(kāi)窗過(guò)程鉆井參數(shù)的控制對(duì)窗口質(zhì)量影響較大，開(kāi)窗主要分為5 個(gè)階段。

①磨窩：該階段開(kāi)窗磨鞋緩慢吃進(jìn)套管，應(yīng)使用小鉆壓，緩慢送鉆，防止蹩扭，蹩停頂驅(qū)。一旦蹩停，提活開(kāi)轉(zhuǎn)還需要重新磨窩，嚴(yán)重影響開(kāi)窗效率；

②開(kāi)窗磨鞋較好吃入套管后，可以提高送鉆速度，適量增加鉆壓和轉(zhuǎn)速，開(kāi)窗速度快；

③過(guò)死點(diǎn)：死點(diǎn)為套管上到斜向器斜面距離等于鉆頭半徑Rb的點(diǎn)，分為上死點(diǎn)和下死點(diǎn)（圖1），套管上該點(diǎn)相對(duì)鉆頭線速度為零，無(wú)法打磨套管，開(kāi)窗困難。該階段不能有效磨套管，加大鉆壓過(guò)死點(diǎn)，該過(guò)程較慢；

圖1 死點(diǎn)示意圖

④過(guò)完死點(diǎn)后，開(kāi)窗速度可以加快，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速，和階段②類(lèi)似；

⑤開(kāi)窗磨鞋快要出窗口，應(yīng)適當(dāng)降低鉆壓，防止鉆具跳窗，磨完套管后，鉆4～6 m 口袋。

（6）修窗：開(kāi)窗作業(yè)結(jié)束后宜通過(guò)改變不同轉(zhuǎn)速修整上下窗口，停轉(zhuǎn)及停泵狀態(tài)鉆具上提下放，在確認(rèn)磨鞋通過(guò)窗口阻掛不超過(guò)1 t 后起鉆無(wú)阻掛才可結(jié)束修整窗口。起出磨銑工具，應(yīng)檢查磨銑工具外徑。當(dāng)次級(jí)磨鞋直徑磨損大于3.175 mm時(shí)，應(yīng)再下入新磨銑工具打磨窗口。

4 應(yīng)用實(shí)例

渤海X 油田Y 井于2009 年9 月投產(chǎn)，后期日產(chǎn)液754 m3，日產(chǎn)油11 m3，含水率98.6%。為改善生產(chǎn)現(xiàn)狀，綜合考慮單井生產(chǎn)情況、剩余可采、措施潛力及鉆完井可實(shí)施性，決定利用Y 井眼側(cè)鉆新井A42H2，完善砂體開(kāi)發(fā)井網(wǎng)，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，改善砂體開(kāi)發(fā)效果。Y 井為已側(cè)鉆井，側(cè)鉆點(diǎn)深度在495.1 m，下入244.5 mm 套管（下深248 m）復(fù)合177.8 mm 尾管（下深248～1 724 m），152.4 mm 裸眼完井，完鉆井深1 976 m，井身結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 Y 井井身結(jié)構(gòu)示意圖

為了確定最優(yōu)的側(cè)鉆點(diǎn)深度，利用Landmark 軟件進(jìn)行五種側(cè)鉆方案的設(shè)計(jì)及優(yōu)選，見(jiàn)表1。隔水導(dǎo)管鞋下裸眼側(cè)鉆、350 m 及420 m 深度339.725 mm 套管開(kāi)窗均存在軌跡防碰問(wèn)題且無(wú)法解決，460 m 深度339.725 mm 套管開(kāi)窗軌跡難度適中，無(wú)防碰問(wèn)題，可行性較好，177.8 mm 套管開(kāi)窗軌跡難度略大且后續(xù)沒(méi)有合適的井身結(jié)構(gòu)，綜合考慮最終選擇460 m 深度339.725 mm 套管開(kāi)窗的設(shè)計(jì)方案。

表1 A42H2 側(cè)鉆方案優(yōu)選

現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)窗實(shí)踐表明，該工藝流程開(kāi)窗質(zhì)量較好，次級(jí)磨鞋磨損量小于0.79 mm，小于標(biāo)準(zhǔn)要求的3.175 mm，無(wú)需下修窗鉆具組合進(jìn)行修窗作業(yè)，后續(xù)馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具過(guò)窗口順利，減少了起下鉆時(shí)間和修窗時(shí)間，提高了開(kāi)窗效率。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)套管開(kāi)窗技術(shù)的研究，形成了側(cè)鉆點(diǎn)優(yōu)選、精細(xì)開(kāi)窗工藝流程技術(shù)，提高了套管開(kāi)窗的窗口質(zhì)量，無(wú)需單獨(dú)再下一趟修窗鉆具進(jìn)行修窗作業(yè)，節(jié)約了起下鉆時(shí)間，提高了開(kāi)窗效率，為渤海油田調(diào)整井作業(yè)提供了重要保障，也可為其他類(lèi)似老油田套管開(kāi)窗側(cè)鉆提供借鑒。