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

（青海油田井下作業公司大修側鉆大隊，青海 海西 816400）

摘要：青海油田已經進入開發的中后期，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，針對出現的問題油田單位提出了解決方案，通過現場的實踐，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，側鉆技術經驗還很欠缺，在施工中出現的各類問題亦明顯增多，本文根據現場施工中出現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井開窗過程中出現鉆不動，長時間無進尺現象。

原因分析：這種現象通常出現在開窗進尺3m以前，表現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空鉆進，無法離開環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，如發現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的托壓現象。

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定的造斜率。所以工具面應相對穩定，調整時，要逐步調節。

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，方位沒有穩定好就提前結束造斜作業，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不住。

解決方位偏差太大的辦法是進行扭方位作業。扭方位作業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：如在定向過程中發現當前工具面達不到目標效果或與目標效果發生偏差，應及時根據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，根據實測數據來觀察方位漂移規律，根據方位漂移規律來調整

方位。

4．斜向器坐封前，盡量進行一次反洗井作業，反洗井時間約為循環兩周的時間。否則可能會出現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，這樣方位不容易發生漂移。

參考文獻

[1]劉乃震，王延瑞．現代側鉆井技術[M]．石油工業出版社，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-）,青海油田井下作業公司大修側鉆大隊擔任鉆井助理工程師。

（責任編輯：趙秀娟）