Φ139.7mm套管开窗侧钻技术2016年2月18日目录一. 前言二. Φ139.7mm套管开窗侧钻的难点三．套管开窗侧钻井的前期准备四. 套管开窗技术五. 井眼轨迹控制技术六. 钻头的优选七. 小井眼的泥浆技术八．小井眼的井控技术九．小井眼完井技术十. 安全钻井措施十一. 几点认识一．前言Φ139.7mm套管开窗侧钻是在油田开发后期，利用老井上部较好套管进行开窗侧钻的一种钻井工艺，它具有钻井费用低，恢复产能快。

随着小井眼侧钻井在油田开发中的应用，侧钻井钻井过程中暴露出的问题也在增多，主要是机械钻速低、周期长、事故多、固井质量差。

主要原因是小井眼微间隙钻井技术和工具不配套，大部分是采用常规钻井技术来打小井眼微间隙井，根据Φ139.7mm套管开窗侧钻的特点，通过几口井的钻井实践，对套管开窗侧钻进行了一些技术探讨。

二．Φ139.7mm套管开窗侧钻井的难点1．井眼轨迹复杂，控制较难。

2．小井眼与钻具的环空间隙小，施工泵压高，对设备承压要求高；3．环空压耗大，易井漏；下钻速度过快，钻具内容易返喷泥浆，若有油气，钻具内易井喷；钻进中环空返砂不太好，当钻时快时，易蹩泵造成井漏；起钻时，易抽吸诱发井喷；固井下入Φ104 mm套管，环空间隙更小，环空压耗更高，易井漏或蹩泵，下套管易卡钻。

4．钻井从开窗开始，大部分在油层井段，对井控要求高，溢流量不超过1方，与大井眼井控有所不同，钻具内比环空更易井喷。

5．对泥浆性能要求高，保证泥浆具有良好的携砂性、悬浮性、润滑性，固相含量低，触变性好。

6．井下安全是开窗侧钻井的重点，一切工作要围绕复杂和事故的预防进行。

若出事故，因钻具接头外径为105mm，打捞工具较少，处理事故难度大。

7．井眼前期准备工作的好坏，对后期施工方案影响较大。

三．套管开窗侧钻井的前期准备一、技术准备1．在接到套管开窗侧钻井施工通知单后，必须对原井和其邻井进行调研，需要调研的资料有：完钻日期、地质简介、井身结构、钻井液、钻时、井径、井斜、套管数据、固井质量、复杂情况、井下事故、原井大修情况、原井井口、井筒现况、有无落物及周围注水井情况，老井井身结构和新井施工要求等。

对壁厚是10.54mm的套管要注明，它直接影响开窗侧钻工具的准备。

2、根据井况、技术状况以及经济性，综合考虑开窗侧钻井的整体施工方案，作好侧钻井的技术方案论证工作。

对有一定难度的井，及时向采油厂协商解决方案，降低施工难度。

3、为保证钻机正常运行，及时与采油厂作好侧钻井的交接工作，交接内容包括侧钻井的井筒封堵、套管试压、通径和测陀螺工作。

二、工具、仪器和钻具准备1．Φ73mm钻杆内径必须一致，能通过Φ48mm的通径规，防止仪器和工具阻卡。

2．钻铤、无磁钻铤、稳定器及配合接头须经探伤检查合格方可使用。

3．侧钻井特殊钻具、工具配套 (适用内径大于Φ121mm以上的套管) Φ118mm×2m通径规 1根Φ118mm刮刀钻头 1只Φ118mm单牙轮钻头 1只Φ118mmPDC钻头 1只Φ114mm斜向器 1套Φ118mm钻铰式铣锥 1只Φ95mm0.75°、1°、1.25°、1.5°单弯螺杆各1根Φ104.8mm无磁钻铤或Φ89mm无磁承压钻杆 1根Φ76mm方钻杆 1根Φ89mm特制加重钻杆 10根Φ104.8mm钻铤 2根φ105mm定向直接头 1只φ105mm回压凡尔（210×211） 1只Φ73mm钻杆卡瓦 1只安全卡瓦 2付Φ76mm方钻杆下旋塞 1只150吨×3m单臂吊环DH-150T 1付Φ73mm钻杆吊卡*150吨 3只Φ117mm、Φ115mm稳定器按需KKQ-114水力式扩孔器备注:对于10.54mm的套管,通径规和铣锥Φ115mm,斜向器Φ110-112mm,钻头Φ114-114.3mm。

4．开窗侧钻井主要测量仪器a Φ36mm磁力单点照相测斜仪b Φ36mm磁力或电子多点照相测斜仪c Φ36mm有线随钻测量仪d Φ36mm陀螺测量仪三．设备及其它φ139.7mm套管开窗侧钻及大修井使用XJ650、XJ750钻机较合适，占地面积少，要求提升速度可控，提升负荷在120-150吨；泥浆泵3NB-500，缸套Φ100-110mm，排量在6-12公升/秒，承压35Mpa，可以满足修井挤堵和开窗侧钻要求；钻机底座应能安装2FZ18-35双闸板；转盘要求转速可调，一般在30-120转/分，有扭矩仪；循环系统可进行加重、能单独配8-10方的泥浆，配备离心机及大于120目的震动筛，尽量减少泥浆罐数量,一般为2个罐；水龙头冲管耐压应满足35 Mpa的正常施工；高压管汇及水龙带要求耐压50MPa。

对施工队伍技术素质要求高，要具有修井作业和钻复杂井的能力，侧钻队伍尽量固定。

四．井筒准备1．通井钻具组合：Φ118mm刮刀＋Φ73mm钻杆。

通套管内径的原则：通径规直径大于斜向器2~3mm，长度不小于斜向器长度，一般为Φ118mm×2m 通径规＋Φ73mm钻杆2．技术要求：刮刀通井深度应通至预定开窗点以下50m ；通径规通套管内径通至预定的斜向器位置以下10-20m,由于通径规与井筒间隙小，下钻时必须控制速度，分段下钻，遇阻加压不得超过20KN。

充分循环洗井确保井内无原油和其杂质。

3．若遇套管变形，可下入Ф118mm复合铣锥修复套管或进行涨套管作业。

4．下封隔器至预定开窗点以下30-50m处，对套管试压，根据井况决定井口压力值，一般试压15MPa ，30分钟压降≤0.5MPa为合格。

否则，必须找出漏失点进行封堵。

5．陀螺测斜，校对老井眼井斜数据。

6．挤封油水井射孔段及套漏处，并形成开窗点以下30m水泥塞，以便固斜向器。

以上1-6项一般由采油厂进行施工。

以下为井队正常施工。

1．安装井口装置并按标准进行试压。

采用合适高度的Φ139.7㎜升高短节(壁厚最大为9.17mm,内径大于121.36mm)，按标准安装2FZ18-35封井器及节流管汇,封井器芯子应为Φ73㎜芯子（下套管前一付换成Φ101.6mm芯子，以备全井下Φ101.6mm的套管）。

下入Φ139.7㎜试压胶塞+Φ73㎜钻杆1根，关封井器，用试压车按井控标准要求试压合格，并通过公司开钻前验收。

2．下Φ118mm刮刀通井。

对套管进行试压。

四．套管开窗技术一．开窗点的选择1．主要是套管开窗部位以上的套管要完好，应无变形、漏失、穿孔破裂等现象。

2．尽量避开盐层、漏层处、套管节箍处开窗。

3．对壁厚10.54mm套管或TP130TT套管选用工具应区别对待，所有入井工具外径应小于115mm。

4．考虑完井电测的难度，最大井斜在40°以内较好，井斜较大时，用钻具输送测井。

5. 在满足地质要求的前提下，裸眼段尽量缩短。

井眼轨迹一般采用直－增－稳三段制剖面类型，保证井眼轨迹圆滑。

6. 开窗井段固井质量较好，井径较小，地层较稳定。

7. 开窗点要选在小于井斜8°以内，便于扭方位。

否则，扭方位难度大，钻进后期井下摩阻大，施工困难。

二．斜向器的选择1.斜向器的选择及及类型由于斜向器结构不同，其固定方法不同，有水泥固定法和卡瓦固定法两种。

对P110高钢级的套管，采用水泥固定斜向器或座底卡瓦式斜向器较好；低钢级套管可采用卡瓦式斜向器。

套管开窗常用的斜向器有地锚式、液压卡瓦式、机械一体式等类型。

水泥固定斜向器主要是地锚式，卡瓦式斜向器包括液压卡瓦式、机械一体式。

地锚式斜向器只能用地锚支撑座于坚硬的水泥面上，施工风险大，开窗周期长，若在下钻过程中迂阻，易剪断销钉，被迫改变开窗位置。

液压卡瓦式斜向器可座底或悬空座挂，无注水泥的风险，对井斜大或钻具内不干净，钢球无法落到位置，可能造成悬挂失败。

机械一体式斜向器必须悬空座挂，下斜向器开窗一次完成，开窗作业时间短，一体式开窗工具比地锚式斜向器开窗节约4-5天，对于硬地层、厚壁套管、特殊套管等套管开窗独具优越性，但定向性差。

2．常用开窗工具规格（对Φ139.7㎜套管，内径小于121.36mm）三．下入导斜器前准备工作1、斜向器入井前的检查：地锚式斜向器检查销钉是否完好；液压卡瓦式斜向器检查卡瓦和扶正环上螺钉是否紧固，送入管与斜铁反扣是否松动，若松动要及时拧紧；机械一体式检查座封装置是否灵活牢靠，导斜器整体不得弯曲。

2、泥浆泵、地面管汇及钻具确保试压25Mpa无刺漏。

3、对送入钻杆必须用Ф48mm的通径规逐根通径，满足以后施工要求。

4、下Φ118mm×2m通径规通套管内径。

四．下斜向器的钻具组合液压卡瓦式斜向器：Ф114mm液压卡瓦式导斜器+定向接头+Ф73mm钻杆地锚式斜向器：地锚（10∽20m）+导斜器总成+定向接头+Ф73mm钻杆机械一体式斜向器：导斜器总成＋Ф73mm加重钻杆×6-10根＋Ф73mm钻杆斜向器入井后应控制下钻速度，迂阻卡不超过2吨，防止猛顿、猛刹，特别是机械一体式斜向器，井口操作一定要平稳，上提钻具不得超过0.5m。

五．斜向器固定技术1．地锚式斜向器施工工艺地锚式斜向器是采用报废的油管或钻杆作为地锚，然后在地锚上焊一些带导角的铁块。

将斜向器下到预定位置定向后，固井候凝48小时后扫水泥面进行开窗。

施工程序：(1) 下地锚式斜向器+定向直接头+Ф73mm钻杆，陀螺定向后，锁住转盘，接方钻杆注水泥后，下压80-120KN剪断导斜器和送斜器连接销钉，并上提10米洗井，将多余水泥洗出，起钻候凝48h。

(2)下入ф118mm刮刀钻头扫水泥面。

(3)下复合铣锥开窗。

2．液压式导斜器施工要点（1）液压式导斜器在未固定时，严禁中途循环。

（2）按设计要求导斜面器下到预定位置，使用陀螺仪调整好斜面方位，锁住转盘，接方钻杆蹩压、坐封，固定导斜器必须用清水憋压，钻杆内无杂物，投球憋压达到22-25Mpa,泵压达到规定压力，不能转动钻具，达到要求后，稳压5分钟，反复3次，座封后再憋压7Mpa,上提送入钻杆使下部处于不受压状态，正转25圈退扣，缓慢上提，若泵压下降方可起出送斜杆。

否则放回原位置重新退扣。

（3）下复合铣锥开窗。

3．一体式开窗工具施工工艺机械一体式开窗工具成功实现了一趟钻完成工具的定向、座挂、开窗、修窗及钻领眼等多项作业，从而大大简化了开窗工艺。

（1）、工作原理：其结构主要由铣锥、导向器、地锚总成组成三位一体的组合式开窗工具。

当组合式开窗工具下到一定井深之后，利用机械换向原理上提钻具1.2米，在扶正器弹簧力的作用下，推动卡瓦片上行，产生一定的外挤力，而后下放钻具加压，使卡瓦牙嵌入套管内壁，从而使铣锥剪断联接螺拴完成悬挂工作，然后进行开窗作业。

1.底座2.芯轴3.下螺母4.滑套5.导向销6.扶正器7.弹簧8. 扶正套9.上螺母 10.下卡瓦座 11.锁套 12.钢珠 13.弹簧 14.外筒 15. 卡瓦 16. 上卡瓦座图1 座封装置图1.开窗铣锥2.连接套3.剪断螺钉4.紧固螺钉5.导斜体图2 一体式斜向器整体图（2）施工要点机械一体式斜向器下钻到预计开窗点后，上提钻具0.5m以上，使止推块进入长轨道，缓慢下放钻具，止推块到达长轨道顶端推动锁紧装置张开，使卡瓦牙紧紧撑在套管内壁，继续下压钻具加压至120-160KN，剪断销钉后，轻转3～5圈无蹩劲后就可进行开窗作业。