侧钻井开窗实践与提高

一、开窗侧钻井的由来

油田开发过程当中, 经过多年的实践, 开窗侧钻井降本增效方面起到了显著的效果。对于因种种原因报废的老井, 可以重新再利用, 减少资源的浪费, 同时侧钻井对于断块油藏、边缘井、剩余油开发都具有明显的优势, 产出与投入比性价比高。在胜利油田多个采油厂成功应用此项技术, 效果良好, 在江苏油田的断块油藏应用广泛, 目前, 侧钻井的部署呈现稳中有增的趋势。

二、开窗侧钻井前期的井筒准备工作

开窗前的准备工作, 开窗点的选择都是在油层以上开窗, 开窗前务必将油层封死, 堵住老套管油层与井筒的压力串通形成三角通道, 可以防止油层的压力流体侵入井筒, 或者井筒内泥浆的压力高于油层, 造成泥浆意外漏失。封堵油层可以在斜向器下面打个水泥塞子, 也可以用机械桥塞或封隔器坐封将油层与套管封隔。

在下斜向器这趟钻具前, 应先对原井套管进行井筒处理工作, 包括通井, 刮管, 洗井, 验套等工序, 确保井筒干净, 封隔器好坐封, 还可以避免斜向器内因球座上脏或者有铁屑类物质垫凡尔而压力打不够, 确保斜向器牢靠坐封。

三、套管开窗工具及操作方法

1. 斜向器结构及坐封方式:

斜向器+筛管+封隔器, 采用锚瓦型封隔器, 上提下放坐封方式, 加压7-8吨封隔器先行坐封, 再对斜向器打压, 将压力一次打够在20-22MPa, 加压2-3T, 试提4-5T, 确保斜向器牢靠卡在套管壁上, 如果第一次压力打不够, 可进行放压, 第二次再打压20-22MPa, 确保斜向器坐封, 再正转2圈, 倒扣带出中心管, 其原则是套管越小, 泵的压力打的要相应高点。斜向器结构不论是采用什么方式, 一定要注意斜向器的循环通道必须满足有通道, 不能直接地层进行施压, 否则斜向器打不牢, 打不住。

2. 开窗工具尺寸的选择。

开窗常规复式铣锥的长度为1米左右, 尺寸选择一般来说, 开窗铣锥的尺寸应比套管内径小4mm, 比钻头尺寸略大2mm, 常用的5寸半套管内开窗, 外径139.7mm, 壁厚7.72mm, 内径124.26mm, 开窗铣锥选用直径120mm, 壁厚9.17mm, 内径121.36mm, 则选用118mm外径铣锥;常用的7寸套管开窗, 外径177.8mm, 壁厚9.19mm, 内径159.42mm, 选用外径155mm铣锥, 壁厚10.36mm, 内径157.08mm, 选用外径154mm铣锥。尺寸稍大2mm, 能确保开出的窗口圆滑度能通过大直径的钻头, 保证弯度较大的螺杆和刚性较强的钻铤及钻具组合能顺利下入。

操作方法, 套管开窗分为四个阶段即:

破口阶段:复式铣锥接触导顶至铣锥根部开始切削套管, 这一阶段必须轻压慢转, 根据转盘回劲控制开窗节奏, 对于不同套管壁厚和不同钢级的套管, 开窗的难易程度与壁厚、钢级成正比。钻铣参数:钻压0-5KN, 转速20-30转, 排量8L/S, 泵压8-10MPa。

骑套阶段:根据斜向器的坡面长度2米来计算, 选用1米左右的铣锥时, 从0.8米到2米的进尺为骑套阶段, 此阶段容易出现开窗死点, 因此应采用中压快转的技术措施, 以保证铣锥沿套管外壁均匀钻进, 保证窗口长度, 不会顶死在铣锥的某一个点, 导致开窗无法再继续。现场实践过程中, 就有开窗过程中在1.8-2米处形成以铣锥顶为旋转中心, 形成轴心涡, 导致开窗无进尺, 需要重新下新铣锥进行二次开窗修窗。钻铣参数:钻压20-40KN, 转速40-60转, 排量8L/S, 泵压10-11MPa。

出套阶段:从铣锥底圆离开斜向器坡底到铣锥完全出坡底, 整整一个铣锥的长度, 即一米的距离均为出套阶段, 这是保证下窗口圆滑的关键, 往往在这个阶段窗口的显示比较明显, 下钻在这个地方容易出现遇阻, 此段稍一加压就会滑向井壁, 因此要定点快速悬空铣进。确保进尺长度一米。这样开窗完整的进尺就在3米, 特殊情况加长到3.5米。钻压20-40KN, 转速40-60转, 排量8L/S, 泵压10-12MPa。

修窗阶段:其检验标准为上提无异常刮卡和下放无异常摩阻为准。钻压20-40KN, 转速40-60转, 排量8L/S, 泵压10MPa。

四、开窗时特别要强调的注意事项

在有井斜井段开窗, 转盘蹩劲较常规开窗大的多, 随着井斜的增大蹩劲及开窗难度增加, 应注意以下问题:降低钻具刚性, 减少加重钻杆及钻铤的根数, 超过40度以上的井斜处, 可以甩掉加重钻杆, 开好后, 再下加重钻杆进行修窗;开窗的钻压不能以常规开窗为参照, 只能以转盘的蹩劲, 扭矩和反应来选择钻压及转速, 小钻压低转速, 延长开窗时间, 控制开窗节奏, 确保开窗工序顺利。

开窗时的泥浆性能。如果是优质完井泥浆, 在开窗过程中将泥浆性能调整至设计性能, 满足开窗地层的防塌、井控、携岩等性能需要, 调整过程相对简单。如果是新配泥浆, 则周期较长, 在开窗前需要有足够的时间, 将泥浆性能调整好, 从般土浆水化、预处理、流型调整、到提高至合适的比重、足够的防塌性能, 步骤一个也不能少, 这样的泥浆才能保证窗口附近的井眼规则, 避免出现因泥浆性能跟不上而导致大肚子、掉块等复杂情况。

小井眼开窗, 当通过大直径工具或者带有弯度的螺杆时, 需要注意。如果有遇阻显示, 提出螺杆和钻头, 转个方向, 再继续下放通过。如果再加压也通不过去, 则考虑带上钻鋌进行二次修窗。

五、几种特殊的复杂窗口情况处理。

双层套管开窗注意事项。有一些老井开窗, 开窗井段必须选择在技套和油套重叠段内, 套管层次为两层, 其中技套外径244.5mm, 壁厚10.03mm, 内径224.4mm, 油套外径139.7mm, 壁厚7.72mm, 内径124.3mm, 此时应选用双级开窗铣锥。第一层用常规120mm*900mm铣锥开出第一层窗口, 钻具选用刚性较强的结构, 加重钻杆下到8根左右。第二层窗口, 选用8根加重钻杆, 底接120*1500mm加长铣锥, 通过增加合适钻压, 开破第二层窗口, 开窗长度达到4米, 比普通套管开窗长出一米的开窗距离, 操作注意事项遵照开窗四个阶段注意事项。

由于工程或者老套管腐蚀, 斜向器座挂不牢靠, 在钻进途中找不到窗口或者斜向器下移、转向的情况时, 应在窗口以上20米处重新打斜向器, 二次开窗口, 通过定向的方式找到老井眼位置, 从而形成新的井眼通道。

对于没有水泥返高的开窗点位置, 开窗完成后, 应试钻一段距离, 20米左右, 此时钻头顺着老套管下移, 进入不了新地层, 下动力钻具也不好定向, 后期下钻容易出现裤衩井眼, 所以在试钻完成后, 应挤水泥封固自由段, 确保套管外的环空被水泥填实, 动力钻具能顺利钻进进入地层, 新井眼轨迹离开老井眼。

在多年的侧钻井施工实践当中, 我们深知窗口对于侧钻井来说, 至关重要, 真正是一口侧钻井的“生命咽喉”, 只有窗口稳固、顺当, 方能保证后期钻井的安全, 这也是要求我们井队施工人员需要做大量细致的工作, 提高技术水平, 与时俱进的解决新问题, 新矛盾, 确保窗口质量, 实现油田侧钻井的安全高效开发。

摘要：本篇文章就套管开窗的常规技术作出实践性的总结, 更多的是从开窗出现的问题及现场实践方面分析, 研究对策, 促进开窗工艺技术的提高, 并对井筒外界条件发生变化的情况下, 做出针对性的措施, 同时也能避免很多复杂情况的发生, 促进开窗工艺的安全, 保证侧钻井的高效开发。

关键词：开窗,套管,泥浆,注意事项