小井眼開窗側鉆技術的應用

張明君

摘 要：吉林油田老井產量逐年遞減，套損井數量逐年上升，報廢井逐年增多嚴重影響油田產量，為恢復老井眼的生產能力，有效降低油田開發成本，保持和完善原有井網，延長油藏開采年限，提高最終原油采收率，吉林油田加大老井開窗側鉆技術的研究與應用。2012-2013年間共完成5口套管開窗側鉆井，施工表明套管開窗側鉆技術在套管開窗施工、隨鉆測量、完井、井控等方面的鉆井技術已基本成熟，取得了良好的應用效果，達到了油藏改造的目的。

關鍵詞：開窗側鉆 降低成本 油藏改造

中圖分類號：TE246 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0054-01

套管開窗側鉆技術在工程設計上應注重剖面優化設計，施工中突出裸眼軌跡控制技術、完井技術、油氣層保護兩個關鍵環節，同時強化鉆井、完井過程的管理。

1 設計原則

（1）小井眼開窗位置的選擇：①首先應考慮盡量利用較長的老井眼縮短側鉆周期節約側鉆成本；②套管外水泥封固良好；③ 選在完好套管本體處，避開套管接箍；④避開老井事故井段；⑤避開復雜地層及堅硬地層以利開窗；⑥開窗部位以上套管應完好、無變形、破裂和漏失等；⑦窗口位置還應考慮定向側鉆井身剖面結構安排等。

（2）井眼軌跡設計：開窗位置選擇好之后，要對井眼軌跡進行設計，造斜率要根據側鉆工具造斜能力進行設計，應盡量避免太大的造斜率，防止卡鉆等復雜情況的發生，且要保證井眼軌跡的平滑，為后期完井打好良好的基礎。

（3）鉆頭優選：吉林油田完井套管多為Φ139.7 mm、壁厚7.72或9.17 mm套管，因此嚴重限制了鉆頭尺寸，目前吉林油田對該類井側鉆多采用Φ117.5 mm鉆頭，既保證了鉆頭的順利下入，有防止了下部井眼尺寸過小對完井造成不利影響。

（4）鉆井液優選：小井眼鉆井與常規尺寸井眼鉆井的最大區別是環空間隙小，這就要求鉆井液必須具有良好的流變性、抑制性和潤滑性能，較低的固相含量，適中的觸變性，合適的密度以及較低的失水并形成薄而致密、潤滑性好的泥餅，能夠有效懸浮和攜帶巖屑，避免復雜情況發生。

（5）完井方式：目前套管開窗側鉆完井方式一般包括：裸眼滑套完井、套管固井完井和膨脹管完井。2012-2013年施工的5口井設計裸眼滑套完井3口，套管固井完井1口，膨脹管完井1口。

2 施工工藝

采用陀螺定向+復合銑錐開窗的側鉆方式，實現開窗錨定-定向-開窗一體化，這種精確開窗方位和精確井眼軌跡的側鉆井工藝，是目前主要的側鉆方式。本文以吉側6-09井進行簡單闡述（如圖1）。

2.1 開窗

Φ139.7 mm套管開窗通常采用鉆鉸式復合銑錐開窗，一次性完成套管開窗和窗口修整作業。斜向器從原始簡易的注水泥斜向器逐漸改進，目前普遍采用卡瓦液壓錨定式斜向器。

結合新立油田側鉆井實際情況，考慮套管開窗時必須保證斜向器的使用可靠性和錨定準確性。經過優選使用的是特制加強型導斜器帶銑錐一體式開窗工具。為提高開窗效率，形成優質窗口，保證起下鉆通暢，選擇使用了具有良好開窗和修窗功能的復合式銑錐。施工證明優良的開修窗工具能夠把窗口修的光滑平整，使得完井管柱能夠順利安全地通過。

2.2 鉆頭優選

鉆頭優選是提高機械鉆速的一項關鍵技術，由于受原井眼井身結構的限制，吉側6-09井開窗側鉆選擇的鉆頭是江漢的XC517和XC537單牙輪鉆頭。

2.3 鉆具組合

鉆具組合：Φ118 mm鉆頭+Φ102 mm（1°）單彎螺桿+Φ105 mm定位接頭+Φ105 mm無磁鉆+Φ73 mm加重鉆桿+Φ73 mm鉆桿。吉側6-09井用上述的鉆具組合和施工參數套管開窗側鉆井眼，井眼軌跡達到設計要求，其裸眼段最大井徑Φ131.67 mm，最小井徑Φ122.25 mm，平均井徑Φ127.5 mm。優良的井眼軌跡和井徑參數，為后續完井管柱的順利下入提供了良好的技術保障。

2.4 鉆井液

鉆井液配方：4～6%膨潤土+0.3%純 堿+1%銨 鹽+0.2%KPA+1%高效硅醇抑制劑+1%高效封堵降濾失劑+1%潤滑劑。施工過程中按時測量鉆井液性能，在補充鉆井液量時，按實際鉆井液量加足處理劑，并且密度與井漿相同，處理劑加入后，加密測量一個循環周內的鉆井液性能，掌握鉆井液性能變化情況，本井鉆井施工過程順利，沒有出現塌、漏、卡等復雜情況。

2.5 完井方式

吉側6-09井的完井采用的是多級壓裂滑套完井技術。

裸眼分段壓裂完井管柱組合：Ф110 mm浮鞋+Ф108 mm壓差滑套+Ф112 mm錨定封隔器+Ф112 mm裸眼封隔器+Ф102 mm壓裂滑套+Ф88.9 mm套管串+Ф112 mm裸眼封隔器+Ф102 mm壓裂滑套+Ф112 mm裸眼錨定器+Ф88.9 mm套管串+Ф114 mm懸掛封隔器。

裸眼段內由封隔器將井段按照隨鉆測井提供的數據分成3層，并在有價值的井段內加入滑套，有效地分隔了產層，該種完井技術為大規模壓裂施工提供了條件。

3 結語

一是開窗側鉆小井眼鉆井，井眼軌跡控制應盡量避免大的半徑，以利轉盤旋轉鉆進，提高鉆井速度。二是完井采用裸眼封隔器+多級壓裂滑套完井，避免了小間隙固井按難題。三是復合銑錐開窗、修窗過程，要嚴格按要求進行，爭取成功開出一個規則的窗口，為下步施工提供強有力的保證。四是小井眼套管開窗側鉆成本低，建議應根據小井眼技術低成本的特點，加大小井眼側鉆的應用。

參考文獻

[1] 董國昌，劉英，劉金利.星A6—6深井大位移套管開窗飼鉆定向井鉆井研究與實踐[J].吉林石油科技，2001，20（1）：35-39.

[2] 魏文忠，郭衛東，賀昌華，等.勝利油田小井眼套管開窗側鉆技術[J].石油鉆探技術，2001，29（1）：l9-21.endprint

摘 要：吉林油田老井產量逐年遞減，套損井數量逐年上升，報廢井逐年增多嚴重影響油田產量，為恢復老井眼的生產能力，有效降低油田開發成本，保持和完善原有井網，延長油藏開采年限，提高最終原油采收率，吉林油田加大老井開窗側鉆技術的研究與應用。2012-2013年間共完成5口套管開窗側鉆井，施工表明套管開窗側鉆技術在套管開窗施工、隨鉆測量、完井、井控等方面的鉆井技術已基本成熟，取得了良好的應用效果，達到了油藏改造的目的。

關鍵詞：開窗側鉆 降低成本 油藏改造

中圖分類號：TE246 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0054-01

套管開窗側鉆技術在工程設計上應注重剖面優化設計，施工中突出裸眼軌跡控制技術、完井技術、油氣層保護兩個關鍵環節，同時強化鉆井、完井過程的管理。

1 設計原則

（1）小井眼開窗位置的選擇：①首先應考慮盡量利用較長的老井眼縮短側鉆周期節約側鉆成本；②套管外水泥封固良好；③ 選在完好套管本體處，避開套管接箍；④避開老井事故井段；⑤避開復雜地層及堅硬地層以利開窗；⑥開窗部位以上套管應完好、無變形、破裂和漏失等；⑦窗口位置還應考慮定向側鉆井身剖面結構安排等。

（2）井眼軌跡設計：開窗位置選擇好之后，要對井眼軌跡進行設計，造斜率要根據側鉆工具造斜能力進行設計，應盡量避免太大的造斜率，防止卡鉆等復雜情況的發生，且要保證井眼軌跡的平滑，為后期完井打好良好的基礎。

（3）鉆頭優選：吉林油田完井套管多為Φ139.7 mm、壁厚7.72或9.17 mm套管，因此嚴重限制了鉆頭尺寸，目前吉林油田對該類井側鉆多采用Φ117.5 mm鉆頭，既保證了鉆頭的順利下入，有防止了下部井眼尺寸過小對完井造成不利影響。

（4）鉆井液優選：小井眼鉆井與常規尺寸井眼鉆井的最大區別是環空間隙小，這就要求鉆井液必須具有良好的流變性、抑制性和潤滑性能，較低的固相含量，適中的觸變性，合適的密度以及較低的失水并形成薄而致密、潤滑性好的泥餅，能夠有效懸浮和攜帶巖屑，避免復雜情況發生。

（5）完井方式：目前套管開窗側鉆完井方式一般包括：裸眼滑套完井、套管固井完井和膨脹管完井。2012-2013年施工的5口井設計裸眼滑套完井3口，套管固井完井1口，膨脹管完井1口。

2 施工工藝

采用陀螺定向+復合銑錐開窗的側鉆方式，實現開窗錨定-定向-開窗一體化，這種精確開窗方位和精確井眼軌跡的側鉆井工藝，是目前主要的側鉆方式。本文以吉側6-09井進行簡單闡述（如圖1）。

2.1 開窗

Φ139.7 mm套管開窗通常采用鉆鉸式復合銑錐開窗，一次性完成套管開窗和窗口修整作業。斜向器從原始簡易的注水泥斜向器逐漸改進，目前普遍采用卡瓦液壓錨定式斜向器。

結合新立油田側鉆井實際情況，考慮套管開窗時必須保證斜向器的使用可靠性和錨定準確性。經過優選使用的是特制加強型導斜器帶銑錐一體式開窗工具。為提高開窗效率，形成優質窗口，保證起下鉆通暢，選擇使用了具有良好開窗和修窗功能的復合式銑錐。施工證明優良的開修窗工具能夠把窗口修的光滑平整，使得完井管柱能夠順利安全地通過。

2.2 鉆頭優選

鉆頭優選是提高機械鉆速的一項關鍵技術，由于受原井眼井身結構的限制，吉側6-09井開窗側鉆選擇的鉆頭是江漢的XC517和XC537單牙輪鉆頭。

2.3 鉆具組合

鉆具組合：Φ118 mm鉆頭+Φ102 mm（1°）單彎螺桿+Φ105 mm定位接頭+Φ105 mm無磁鉆+Φ73 mm加重鉆桿+Φ73 mm鉆桿。吉側6-09井用上述的鉆具組合和施工參數套管開窗側鉆井眼，井眼軌跡達到設計要求，其裸眼段最大井徑Φ131.67 mm，最小井徑Φ122.25 mm，平均井徑Φ127.5 mm。優良的井眼軌跡和井徑參數，為后續完井管柱的順利下入提供了良好的技術保障。

2.4 鉆井液

鉆井液配方：4～6%膨潤土+0.3%純 堿+1%銨 鹽+0.2%KPA+1%高效硅醇抑制劑+1%高效封堵降濾失劑+1%潤滑劑。施工過程中按時測量鉆井液性能，在補充鉆井液量時，按實際鉆井液量加足處理劑，并且密度與井漿相同，處理劑加入后，加密測量一個循環周內的鉆井液性能，掌握鉆井液性能變化情況，本井鉆井施工過程順利，沒有出現塌、漏、卡等復雜情況。

2.5 完井方式

吉側6-09井的完井采用的是多級壓裂滑套完井技術。

裸眼分段壓裂完井管柱組合：Ф110 mm浮鞋+Ф108 mm壓差滑套+Ф112 mm錨定封隔器+Ф112 mm裸眼封隔器+Ф102 mm壓裂滑套+Ф88.9 mm套管串+Ф112 mm裸眼封隔器+Ф102 mm壓裂滑套+Ф112 mm裸眼錨定器+Ф88.9 mm套管串+Ф114 mm懸掛封隔器。

裸眼段內由封隔器將井段按照隨鉆測井提供的數據分成3層，并在有價值的井段內加入滑套，有效地分隔了產層，該種完井技術為大規模壓裂施工提供了條件。

3 結語

一是開窗側鉆小井眼鉆井，井眼軌跡控制應盡量避免大的半徑，以利轉盤旋轉鉆進，提高鉆井速度。二是完井采用裸眼封隔器+多級壓裂滑套完井，避免了小間隙固井按難題。三是復合銑錐開窗、修窗過程，要嚴格按要求進行，爭取成功開出一個規則的窗口，為下步施工提供強有力的保證。四是小井眼套管開窗側鉆成本低，建議應根據小井眼技術低成本的特點，加大小井眼側鉆的應用。

參考文獻

[1] 董國昌，劉英，劉金利.星A6—6深井大位移套管開窗飼鉆定向井鉆井研究與實踐[J].吉林石油科技，2001，20（1）：35-39.

[2] 魏文忠，郭衛東，賀昌華，等.勝利油田小井眼套管開窗側鉆技術[J].石油鉆探技術，2001，29（1）：l9-21.endprint

摘 要：吉林油田老井產量逐年遞減，套損井數量逐年上升，報廢井逐年增多嚴重影響油田產量，為恢復老井眼的生產能力，有效降低油田開發成本，保持和完善原有井網，延長油藏開采年限，提高最終原油采收率，吉林油田加大老井開窗側鉆技術的研究與應用。2012-2013年間共完成5口套管開窗側鉆井，施工表明套管開窗側鉆技術在套管開窗施工、隨鉆測量、完井、井控等方面的鉆井技術已基本成熟，取得了良好的應用效果，達到了油藏改造的目的。

關鍵詞：開窗側鉆 降低成本 油藏改造

中圖分類號：TE246 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0054-01

套管開窗側鉆技術在工程設計上應注重剖面優化設計，施工中突出裸眼軌跡控制技術、完井技術、油氣層保護兩個關鍵環節，同時強化鉆井、完井過程的管理。

1 設計原則

（1）小井眼開窗位置的選擇：①首先應考慮盡量利用較長的老井眼縮短側鉆周期節約側鉆成本；②套管外水泥封固良好；③ 選在完好套管本體處，避開套管接箍；④避開老井事故井段；⑤避開復雜地層及堅硬地層以利開窗；⑥開窗部位以上套管應完好、無變形、破裂和漏失等；⑦窗口位置還應考慮定向側鉆井身剖面結構安排等。

（2）井眼軌跡設計：開窗位置選擇好之后，要對井眼軌跡進行設計，造斜率要根據側鉆工具造斜能力進行設計，應盡量避免太大的造斜率，防止卡鉆等復雜情況的發生，且要保證井眼軌跡的平滑，為后期完井打好良好的基礎。

（3）鉆頭優選：吉林油田完井套管多為Φ139.7 mm、壁厚7.72或9.17 mm套管，因此嚴重限制了鉆頭尺寸，目前吉林油田對該類井側鉆多采用Φ117.5 mm鉆頭，既保證了鉆頭的順利下入，有防止了下部井眼尺寸過小對完井造成不利影響。

（4）鉆井液優選：小井眼鉆井與常規尺寸井眼鉆井的最大區別是環空間隙小，這就要求鉆井液必須具有良好的流變性、抑制性和潤滑性能，較低的固相含量，適中的觸變性，合適的密度以及較低的失水并形成薄而致密、潤滑性好的泥餅，能夠有效懸浮和攜帶巖屑，避免復雜情況發生。

（5）完井方式：目前套管開窗側鉆完井方式一般包括：裸眼滑套完井、套管固井完井和膨脹管完井。2012-2013年施工的5口井設計裸眼滑套完井3口，套管固井完井1口，膨脹管完井1口。

2 施工工藝

采用陀螺定向+復合銑錐開窗的側鉆方式，實現開窗錨定-定向-開窗一體化，這種精確開窗方位和精確井眼軌跡的側鉆井工藝，是目前主要的側鉆方式。本文以吉側6-09井進行簡單闡述（如圖1）。

2.1 開窗

Φ139.7 mm套管開窗通常采用鉆鉸式復合銑錐開窗，一次性完成套管開窗和窗口修整作業。斜向器從原始簡易的注水泥斜向器逐漸改進，目前普遍采用卡瓦液壓錨定式斜向器。

結合新立油田側鉆井實際情況，考慮套管開窗時必須保證斜向器的使用可靠性和錨定準確性。經過優選使用的是特制加強型導斜器帶銑錐一體式開窗工具。為提高開窗效率，形成優質窗口，保證起下鉆通暢，選擇使用了具有良好開窗和修窗功能的復合式銑錐。施工證明優良的開修窗工具能夠把窗口修的光滑平整，使得完井管柱能夠順利安全地通過。

2.2 鉆頭優選

鉆頭優選是提高機械鉆速的一項關鍵技術，由于受原井眼井身結構的限制，吉側6-09井開窗側鉆選擇的鉆頭是江漢的XC517和XC537單牙輪鉆頭。

2.3 鉆具組合

鉆具組合：Φ118 mm鉆頭+Φ102 mm（1°）單彎螺桿+Φ105 mm定位接頭+Φ105 mm無磁鉆+Φ73 mm加重鉆桿+Φ73 mm鉆桿。吉側6-09井用上述的鉆具組合和施工參數套管開窗側鉆井眼，井眼軌跡達到設計要求，其裸眼段最大井徑Φ131.67 mm，最小井徑Φ122.25 mm，平均井徑Φ127.5 mm。優良的井眼軌跡和井徑參數，為后續完井管柱的順利下入提供了良好的技術保障。

2.4 鉆井液

鉆井液配方：4～6%膨潤土+0.3%純 堿+1%銨 鹽+0.2%KPA+1%高效硅醇抑制劑+1%高效封堵降濾失劑+1%潤滑劑。施工過程中按時測量鉆井液性能，在補充鉆井液量時，按實際鉆井液量加足處理劑，并且密度與井漿相同，處理劑加入后，加密測量一個循環周內的鉆井液性能，掌握鉆井液性能變化情況，本井鉆井施工過程順利，沒有出現塌、漏、卡等復雜情況。

2.5 完井方式

吉側6-09井的完井采用的是多級壓裂滑套完井技術。

裸眼分段壓裂完井管柱組合：Ф110 mm浮鞋+Ф108 mm壓差滑套+Ф112 mm錨定封隔器+Ф112 mm裸眼封隔器+Ф102 mm壓裂滑套+Ф88.9 mm套管串+Ф112 mm裸眼封隔器+Ф102 mm壓裂滑套+Ф112 mm裸眼錨定器+Ф88.9 mm套管串+Ф114 mm懸掛封隔器。

裸眼段內由封隔器將井段按照隨鉆測井提供的數據分成3層，并在有價值的井段內加入滑套，有效地分隔了產層，該種完井技術為大規模壓裂施工提供了條件。

3 結語

一是開窗側鉆小井眼鉆井，井眼軌跡控制應盡量避免大的半徑，以利轉盤旋轉鉆進，提高鉆井速度。二是完井采用裸眼封隔器+多級壓裂滑套完井，避免了小間隙固井按難題。三是復合銑錐開窗、修窗過程，要嚴格按要求進行，爭取成功開出一個規則的窗口，為下步施工提供強有力的保證。四是小井眼套管開窗側鉆成本低，建議應根據小井眼技術低成本的特點，加大小井眼側鉆的應用。

參考文獻

[1] 董國昌，劉英，劉金利.星A6—6深井大位移套管開窗飼鉆定向井鉆井研究與實踐[J].吉林石油科技，2001，20（1）：35-39.

[2] 魏文忠，郭衛東，賀昌華，等.勝利油田小井眼套管開窗側鉆技術[J].石油鉆探技術，2001，29（1）：l9-21.endprint