哈薩克斯坦K umkol油田小眼井套管開窗側鉆井技術

駱驥（西部鉆探國際鉆井公司克孜洛爾達項目）

經過三十多年的勘探開發，KUMKOL油田已整體進入高含水開發后期，油田產量下滑，油區內井網密度大，地下管網交錯，布置新井位越來越困難。在老井或報廢井中實施套管開窗側鉆水平井，具有定向控制可采儲量大、產量高、投資效益高；有利于控制、動用油藏剩余油，提高采收率，節約井場和地面設施，提高資源利用率等優點。通過KS-1026、KS-3029、KS-2084、KS-2055四口套管開窗側鉆水平井的施工，總結該區塊開窗側鉆水平井技術和施工經驗，為該技術今后在該區塊大規模應用奠定良好基礎。

一、側鉆水平井鉆井工藝

1.井筒準備

下φ146mm套管刮削器通井探水泥塞、刮削套管壁，加壓100kN作水泥承壓試驗；套管試壓10MPa。

2.放置斜向器

（1）采用φ122mm卡瓦座封式斜向器.

（2）斜向器組合：φ122mm斜向器+送斜器+定向直接頭+φ 73mm鉆桿，置斜向器斜尖位置于側鉆點處；采用陀螺測斜儀進行斜向器定向，開泵打壓座封。

（3）主要技術措施：

斜向器坐封使用水泥車清水坐封，坐封壓力15-25MPa，分段起壓并憋壓3分鐘。驗封標準：上提懸重增加6噸，下壓懸重減少8噸為合格。

鉆柱采用φ45mm通徑規過規，保證鉆桿水眼暢通；

下斜向器時操作平穩，勻速下放，嚴禁猛提猛放，防止斜向器中途坐封。

下斜向器時禁止轉動鉆具，轉盤鎖定，鉆桿上扣時必須確保液壓大鉗下鉗工作正常，防止因鉆具轉動導致斜向器中途坐封。

3.開窗、修窗

（1）鉆具組合：φ127mm復式銑錐+φ105mm鉆鋌×2根+φ 89加重鉆桿×12根+φ73mm鉆桿，

（2）作業參數：

起始段：鉆壓：5-10kN，排量：8-10L/s，轉速：50-70r/min；

騎套段：鉆壓：20-40kN，排量：8-10L/s，轉速：60-80r/min；出套段：鉆壓：20-40kN，排量：8-10L/s，轉速：60-80r/min；修套段：鉆壓：0-50kN，排量：8-10L/s，轉速：70-90r/min；

（3）開窗技術措施：

所有入井鉆具準確丈量，確保井深精確。

下鉆至設計開窗井深2m時，記錄懸重，準確丈量放入。

開泵循環洗井，緩慢下放鉆具，輕壓慢轉，先磨銑出一個均勻光滑的接觸面。

套管套銑過程中送鉆均勻，隨時撈取砂樣，觀察鐵屑，判斷磨銑情況，及時調整開窗修窗參數。

每磨銑0.2m，提起磨銑工具進行修理，觀察窗口有無掛卡現象，若磨銑中途接單根，接單根后必須對已磨銑井段修理。

銑出套管后，修理窗口直至上提下放無任何碰掛為止。

4.井眼軌跡控制

（1）脫離老井眼

開窗后裸眼只有2-5m，測斜儀器在套管內由于受到磁性影響無法顯示正確的方位讀數。現場采用“盲打”鉆進20米以使井眼脫離老井眼。采用以下鉆具組合：φ127mm鉆頭+φ105mm直螺桿+φ105mm鉆鋌×2根+φ89mm加重鉆桿×12+φ73mm鉆桿，復合鉆進。

（2）增斜段

由于老井筒在造斜點位置已經產生了位移，井筒在側鉆點處的實際方位往往與設計方位存在偏差，因此，增斜段的施工既要增斜又要適當調整方位。一般選1.25°、1.5°或1.75°單彎螺桿用于定向鉆進。

鉆具組合：Φ127mm鉆頭+Φ105mm單彎螺桿+定向接頭+Φ89mm無磁加重鉆桿+Φ73mm斜坡鉆桿+Φ89mm加重鉆桿+Φ73mm鉆桿；

鉆井參數：排量10l/s，鉆壓20－60kN。

軌跡控制：本段施工的目的是增斜和調整方位，利用無線隨鉆進行加密測斜，并根據工具的造斜率，及時調整螺桿鉆具的規格，確保中靶。

（3）穩斜段

采用與增斜段相同的鉆具組合，主要采取復合鉆進方式，每30米測量井斜和方位，根據測量結果隨時調整工具面和鉆進參數，保證中靶。

5.主要技術措施

水平井鉆進過程中的各個井斜段的巖屑運移情況是不同的，由于鉆井液環空速度的驅動作用，在小角度井段很難形成巖屑床。當井斜角由30°增加到60°時，受重力的影響，巖屑下沉到井壁下側而形成穩定的巖屑床。隨著井斜角的進一步增大，由于巖屑懸浮的影響巖床將變薄。因此最惡劣的工況出現在井斜角30°～60°。在Kumkol油田施工的側鉆井主要采取了以下措施：

（1）優選泥漿體系，提高泥漿性能，提高其攜砂、潤滑、防塌性能。

（2）短起下鉆劃眼：每30-50m進行一次短起下，將鉆屑從井眼中清除出來。

（3）增大排量，提高環空返速：在各種井斜角下，無論使用層流還是紊流，提高泥漿的環空流速是提高洗井效果的最直接手段。隨著循環排量的提高，鉆屑床厚度迅速減少，因此，在大斜度井中應保持盡量高的環空流速。小井眼受泵壓等因素的影響，提高排量受到一定的影響，一般排量保持在8-10l/s。

（4）鉆具倒裝：在大斜度井段主要應用斜坡鉆桿與斜坡加重鉆桿，改變鉆具與井壁的接觸狀態，降低鉆具與井壁之間的滑動摩阻，采用倒裝鉆具組合，即將斜坡鉆桿放在大斜度井段，將加重鉆桿或鉆鋌放在井斜小的井段或直井段，便于傳遞鉆壓。

二、側鉆定向井完井工藝

1.完井方式：Φ102mm尾管完井。

2.主要難點：管串結構復雜，使用工具多，對工具質量要求可靠性強。

3.管串結構：Φ102mm浮鞋+Φ102mm套管2根+Φ 102mm浮箍+Φ102mm球坐短接+Φ102mm套管柱+Φ 102mm尾管懸掛器總成+Φ73mm送入鉆桿

4.技術要點：

（1）管串結構中所使用的工具都是液壓控制的，因此，在管串下入過程中必須平穩操作，嚴禁猛提猛放，避免因操作過猛產生水擊現象造成工具銷釘提前剪斷，影響后續工序的實施。

（2）下入管串前，上層套管和送入鉆桿必須進行通徑工作，以確保管串的順利下入，尾管順利懸掛和膠塞順利通過送入鉆桿。

（3）入井工具要進行準確測量，包括長度、內徑、外徑等，并繪制出草圖備用。

（4）管串結構入井時應加好扶正器，除了套管本身的扶正作用以外，封隔器、分級箍、懸掛器等工具上下各加入兩只扶正器，并用定位卡固定，以保證下入過程中工具的完好和施工過程中的工具正常使用。

（5）小井眼井應用尾管完井時，為避免鉆膠塞困難，固井時可省去鉆桿膠塞和套管膠塞，但固井替漿時要準確計量并提前留有余量，防止替空。

（6）管串結構入井時各連接絲扣要使用液壓套管鉗和扭距儀控制好上扣扭距。并且按要求及時灌好鉆井液，避免管內掏空過多。

（7）下尾管前，要充分作好井眼準備，包括：井徑規則，井眼穩定，漏失層預堵提高地層抗破能力，巖屑攜帶干凈等等，創造良好的施工條件。

三、現場應用

在KUMKOL油田先后施工了4口套管開窗側鉆定向井，側鉆定向井的基本數據見表1。

表1 KUMKOL油田套管開窗側鉆定向井施工數據

KS-1026 1362.1 2 1280 KS-302914371285 KS-2055 53/4”套管開窗側鉆53/4”套管開窗側鉆53/4”套管開窗側鉆1416.9 61280 45 48 46 837 841 841 312 321 315 7.2 7 7.1

KS-2084 53/4”套管開窗側鉆1390.6 0 1281.49 47 841 308 7.3

四、結論與認識

1.哈薩克斯坦KUMKOL油田通過應用套管開窗側鉆定向井的工藝技術的成功實施，并取得了高產，為該油田老井的挖潛增效提供了一條有效的途徑，具有推廣價值

2.應用尾管完井技術，工具較多，工藝較復雜，必須保證所使用的各種工具的可靠性。

3.小眼井施工的特點是鉆壓小，排量低，鉆井速度較慢。采用近平衡鉆進、優選鉆頭等措施，優化泥漿性能，提高鉆井速度。

[1]論文：周躍云、許孝順 勝利油田套管開窗側鉆技術《石油鉆探技術》，2001（4）.

[2]論文：余 輝、張軍明 水平井“尾管+篩管”完井技術在中原油田的應用《鉆井工程》，2005（2）.