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元坝10-1H井超深硬地层小井眼侧钻钻具组合优化孙晓波【摘要】超深硬地层小井眼侧钻由于受到钻具造斜率、地层硬度等因素的制约，一次侧钻成功率不高，如何确定合理的钻具组合以提高钻具造斜率是成功侧钻的关键。
为此，根据元坝10-1H井侧钻施工情况，分析了该井成功侧钻的要素，重点对钻具组合的选取进行了探讨，并根据探讨结果对钻具组合进行了进一步优化。
总结分析出该区块∅165.1 mm井眼“∅165.1 mmPDC钻头＋∅127 mm直螺杆＋∅127 mm2.25°弯接头”的侧钻钻具组合，以便同类井的侧钻施工予以借鉴。
【期刊名称】《天然气技术与经济》【年(卷),期】2016(010)004【总页数】4页(P33-35,75)【关键词】超深;硬地层;小井眼;侧钻;钻具组合【作者】孙晓波【作者单位】中国石化胜利石油工程有限公司西南分公司，山东东营 257000【正文语种】中文侧钻主要分为套管侧钻与裸眼侧钻两大类。
套管侧钻又有段铣套管填井侧钻、斜向器套管开窗侧钻之分，裸眼侧钻主要有裸眼斜向器侧钻、常规裸眼侧钻等。
其中常规裸眼侧钻根据井下条件的不同又会分别采取裸眼回填水泥侧钻和悬空侧钻等不同的施工方式［1-2］。
元坝10-1H井采取裸眼回填水泥侧钻的方式，侧钻点的选择满足地质设计和工程设计的要求，并充分考虑了井眼轨迹的因素，侧钻施工中根据施工情况实时调整钻具结构，最终成功侧钻。
笔者对元坝10-1H井侧钻钻具组合的选取情况进行分析后，提出了该区块超深硬地层小井眼侧钻钻具组合的进一步优化方案，以期对同类井的侧钻施工提供借鉴。
元坝气田位于四川省广元、南充和巴中境内，长兴组主力气藏埋深超过7 000 m，是中国石化继发现国内最大海相整装气田普光气田之后，在四川盆地发现的又一个大型海相气田［3］，探明天然气储量1 500×108m3。
元坝10-1H井位于元坝区块长兴组①号礁带，井身结构为该区块较为常见的五开制结构（图1），完钻井深7 749 m。
侧钻技术分三类：裸眼填井侧钻、开窗侧钻、段铣套管填井侧钻。
这里说的侧钻是指裸眼填井侧钻：根据原井眼的井下情况和地层特点以及更改设计要求，采用注水泥的方法，侧钻出新井眼的定向井技术。
侧钻技术（裸眼填井侧钻）是应用比较广泛的一项定向井技术，比如用在水平井导眼井侧钻，处理事故侧钻（卡钻，掉钻具等）。
一、侧钻点和钻具组合的选择首先是侧钻点的选择，要遵循下边几点要求：1.尽量减少返工进尺,缩短钻井周期,降低成本。
2.井径比较规则的井段。
3.保证水泥塞强度应能承受下部侧钻施工。
4.选择直井段钻时相对较快的井段钻具组合的选择：1.大度数弯接头+直螺杆。
2.大度数螺杆（一般采用单扶）。
二、施工原则施工要遵循以下几点原则：1.侧钻点选在地层岩性基本稳定、岩层可钻性相对较好，井径基本一致的井段。
2.侧钻方位（井斜）与直井段的原始方位（井斜）要尽量形成一定角度。
3.控时送钻，“零”钻压钻井。
控时钻井是指：侧钻点越深、侧钻井段地层岩石越硬，需要间隔时间越长，送进的井段越小。
一般开始2-3米控制在3小时左右（如果井浅可以适当缩短时间，相反井深要延长时间）。
零钻压操作是指：在钻头缓慢接近井底的过程中，当有钻压显示时，缓慢上提钻具至钻头刚好离开井底，此时的钻压显示“零”或接近“零”。
这时井下钻头由于受螺杆所产生的径向力，可最大限度的切削井壁（侧钻）。
控时钻井过程中，基本保持钻压为“零”。
采取的技术措施：1.侧钻前要扫水泥塞到预定位置，静压试水泥塞胶结强度和承压能力。
2.尽量用牙轮而不是PDC钻头。
（现在得出结论是承压不够地层侧钻PDC效果相对好）。
3.摆好工具面，接近“零钻压”控时钻井。
4.钻井中途避免活动钻具，接单根后将钻头放到井底后，才能开泵钻井。
5.每米捞取一次砂样，判断侧钻井眼的形成情况，在完全进入新地层后，逐步加至正常钻压钻井。
三、新井眼的判断正确判断是否侧钻出新井眼：1.井口有新的地层岩屑返出，且返出量不断增加，而水泥量不断减少，直至返出岩屑中不含水泥；2.钻井过程中，能连续加压与正常钻井相同；3.在钻井参数相同的情况下，机械钻速与正常钻井速度相同；4.侧钻出井眼的测量数据与原井眼相同井深的井眼测量数据不同。
定向井钻井工艺技术优化措施解析一、定向井钻井工艺技术概述定向井钻井是指在垂直井的基础上改变井眼轨迹，使井眼倾角超过45度或在井眼中引入弯头，在一定范围内改变井眼方向。
定向井钻井广泛应用于油气勘探开采中，可以克服垂直井的种种局限，提高地层的开采效率，减少地面占地面积，减少环境污染，是一种重要的井眼构造。
目前，定向井钻井工艺技术已经非常成熟，遵循一系列优化措施可以更好地实现勘探开采目标。
1. 合理确定井斜角和偏角合理确定井斜角和偏角是定向井钻井的基础，直接影响井眼轨迹的设计和施工效果。
一般情况下，井斜角和偏角的大小受到地层条件、钻井设备和钻井液性能等因素的影响。
通过充分了解地层情况，确定井斜角和偏角的合理范围，可以保证钻井效率和井眼质量。
合理确定井斜角和偏角还能最大程度地减小钻井工程所需的成本。
2. 优化井眼轨迹设计优化井眼轨迹设计是定向井钻井工艺技术优化的重要环节。
通过对地表地质构造、油气层分布情况和井眼施工技术等因素进行科学综合分析，可以制定最佳的井眼轨迹设计方案。
在实际施工中，根据设计的井眼轨迹方案，根据地层情况和实际施工情况及时调整井眼轨迹，以保证施工效果。
3. 选用合适的钻头和定向工具钻头和定向工具是定向井钻井的关键设备，选用合适的钻头和定向工具可以提高施工效率，降低施工难度。
在选择钻头和定向工具时，应综合考虑地层性质、井斜角和偏角、钻井设备等因素，选择适合具体施工条件的钻头和定向工具，并做好维护保养工作，以保证设备的正常使用寿命。
4. 优化钻井液性能钻井液是定向井钻井施工中不可或缺的一环，优化钻井液性能可以提高钻井效率，降低施工成本，并保障井眼质量。
通过合理选择钻井液的种类和性能指标，并在施工过程中及时调整钻井液性能，可以有效地防止地层漏失、保护环境、减小地面工程量、提高施工效率。
5. 加强监测和控制定向井钻井过程中，加强监测和控制是保障施工质量和安全的重要手段。
通过实时监测井斜角、偏角和钻进方向，及时调整钻井参数，以确保井眼轨迹设计的准确性和施工的安全性。
侧钻水平井技术及应用侧钻水平井技术是一种在地下开展水平钻探的方法，它是传统垂直钻井技术的一种变体。
侧钻水平井技术的应用广泛，涉及领域包括石油勘探开发、地热能利用、环境工程、水利水电等多个领域。
侧钻水平井技术的原理是通过在井下将钻杆沿着一定的水平方向引导，实现垂直井身转向成水平或略带倾斜的状态，从而在地下形成一系列水平井段。
侧钻水平井可以通过在目标层位进行导向钻进，使得井底位置可以在沿井眼方向上进行相对稳定的偏移。
这种井的性质导致了许多优势，包括增大井段接触面积，提高采收率；提高水平或近水平井段的生产能力；减小油藏压力，提高油井产量；降低井下设备的运行风险等。
侧钻水平井技术的操作主要包括导向钻、侧钻、水平打井等工序。
导向钻是在垂直井管内放置一定的导向工具，通过旋转和推拉操作，使得该导向工具能够使钻杆按一定的倾斜角度与垂直井眼产生相对位移。
侧钻是在导向钻井操作完成后，向井底方向延伸，使得井眼俯仰角度逐渐变小，直至水平。
水平打井是在侧钻完成后，使得井眼与钻井方位保持基本不变，井身水平延伸的过程。
这些操作需要精确的测量控制和工艺参数控制，以确保井段的水平性。
侧钻水平井技术的应用非常广泛。
在石油勘探开发中，侧钻水平井可以增加油气藏的曝露面积，提高油气开采率，特别适用于深水、油页岩和低孔隙度、低渗透度的油藏。
在地热能利用中，侧钻水平井可以提高地热能的开采效率，降低设备成本，增加项目经济性。
在环境工程中，侧钻水平井可以用于地下水采集和地下水污染治理，提高地下水采样的精确性和效率，并减少对地上环境的干扰。
在水利水电领域，侧钻水平井可以用于探寻地下水源，以及地下河道的勘测和开发。
总的来说，侧钻水平井技术是一种能够实现地下水平钻探的方法，它具有许多优势和广泛的应用领域。
随着技术的进一步发展，侧钻水平井技术在资源勘探开发和环境工程等领域的应用将会越来越广泛。
定向井裸眼侧钻技术的探讨摘要：裸眼侧钻技术是常见的定向井钻井工艺之一，如何提高侧钻成功率和侧钻效率是施工人员思考的课题。
控压侧钻技术是2012年以来我们在裸眼侧钻井中推出的一种新的侧钻理念，它区别与以前侧钻模式，是根据地层特点和实时侧钻情况动态调整侧钻钻进参数，达到实时全程控制的一种侧钻技术。
采用这一控压侧钻方式有效地提高了侧钻施工效率。
关键词：控压裸眼侧钻效率随着油田的快步发展，老区调整井及扩边井的逐渐增多，侧钻次数大幅度增加。
如何提高侧钻速度和侧钻时效是提高机械钻速的重点，主要体现在侧钻点和侧钻方式的选择上。
尽量选择在容易出新眼的井段和井眼轨迹平滑的井段进行侧钻。
对地层岩性强度低于水泥塞强度的井，改变过去控制高钻时侧钻方式，并根据地层岩性特点和井眼轨迹的实际情况制定针对性的控压侧钻方式，提高侧钻井速度。
一、控压侧钻思路控压侧钻是根据牙轮钻头破岩机理和水泥塞、所钻地层的物理性质的特点提出的：牙轮钻头破岩是依靠牙轮钻头绕钻头轴线的公转与牙轮绕自身轴线的自转所产生的冲击压碎作用和滑动剪切作用来破碎岩石。
在钻压作用下形成压碎作用；牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用；超顶、复锥、移轴三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所造成的剪切破碎。
牙轮钻头破岩的关键参数为门限钻压即钻压轴上的截距，相当于牙齿开始压入地层的钻压。
该侧钻方式正是基于水泥塞和地层岩性的可钻性所需的门限钻压存在很大的区别来进行控制。
侧钻施工通常是在确定的侧钻点附近，先注水泥固井制造100-200米的水泥塞后，将井眼在裸眼段按照设计的轨迹通过水泥塞侧钻至新的地层的施工过程。
在侧钻工具侧向力的作用下，钻头偏向井眼一侧并且逐步由水泥塞段进入地层，由于水泥的物理性质的最大特点的硬度和脆性大其牙轮钻头破碎所要的门限钻压低、可钻性强；而地层多为泥岩，岩石物性中硬度低而塑性强，牙轮钻头破岩所需的门限钻压远远大于水泥塞的门限钻压。
裸眼控压侧钻具体施工过程：扫完混浆段，并做地层承压试验，合格后下入侧钻钻具组合，按照设计的轨迹要求调整好工具面开始进行施工。
第一章定向井钻井技术概述1.1 定向井的定义定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼的轴线形状进行钻井的井, 定向井是相对直井而言的, 而且是以设计的井眼轴线形状为根据。
根据一口定向井最大井斜角的范围, 可把定向井分为如下三类:⑪常规定向井: 最大井斜角在60°以内(该角度无一定论);⑫大斜度定向井: 即大斜度井, 最大井斜角在60°到90°之间;⑬水平井: 最大井斜角保持在90°左右(一般大于85°就叫水平井),且在目的层中维持一定长度的水平井段。
把井口集中到一个有限范围内(如海上钻井平台、人工岛等) 而完成的一组定向井叫丛式井。
这主要是出于经济的考虑。
关于丛式井技术的详细内容将在第六章中讨论。
1.2 定向井的应用定向井在以下几个方面得到广泛应用:⑪对地面条件受到限制, 如人口稠密地区、河流、森林、道路等, 需要进行不可靠近的钻探;⑫在人工岛上, 海上或沙漠中钻丛式井, 可大大减少费用;⑬直井纠斜或侧钻;⑭定向救险井;⑮绕过盐丘;第二章定向井的设计2.1 定向井设计的准备2.1.1 定向井基本技术术语钻井工程师首先必须熟练定向井中的一些术语。
⑪造斜点, Kick-Off Point 或K.O.P, 即井眼开始从垂直井段倾斜的起点。
⑫井斜角, Inclination或INC, 即井眼某一点的轴线的切线与铅直线之间的夹角。
⑬方位角是表示井眼偏斜的方向, 它是指井眼轴线在水平面的投影的方向与正北方向之间的夹角。
⑭井斜变化率, 指单位长度(100英尺或30米)内井斜角的变化值, 而单位长度内方位角变化值则称为方位变化率。
⑮垂深(True V ertical Depth), TVD, 深度零点到测点水平面的距离⑯闭合距和闭合方位, 闭合距指水平面上测点到井口的距离; 闭合方位即在水平投影图上, 测点与井口联线与正北方向的夹角。
⑰Lead Angle, 导角或方位提前角, 预计造斜时的方向线与靶点方向线(目标方向)的夹角。
定向井钻井工艺技术优化措施解析定向井钻井工艺技术是指在油气勘探中，通过控制钻具的方向和位置，使井眼能够沿着预定的路径向目标层段穿越。
定向井钻井的主要优化措施有以下几点：一、井斜测量和传感技术的优化井斜测量和传感技术是实现定向井钻井的关键技术之一。
通过优化井斜测量和传感技术，可以提高钻具的定向性能，减少井斜测量的误差，提高地面数据的准确性。
目前，常用的井斜测量和传感技术包括陀螺仪、电子罗盘和惯性测量单元等。
优化井斜测量和传感技术可以提高定向井的钻进效率和钻进质量。
二、钻头设计和选择的优化钻头是定向井钻井中最重要的钻具之一，其设计和选择直接影响了钻井的效果和成本。
为了提高钻井的效率和质量，需要优化钻头的设计和选择。
需要根据井眼的尺寸、地质条件和钻井目标，选择合适的钻头类型和尺寸。
需要根据地层的特点和钻井参数，设计合理的钻头结构和刀具配置，以提高钻进效率和降低钻头的磨损。
三、钻井液系统的优化钻井液系统是定向井钻井中不可忽视的一环，其优化可以改善井壁稳定性、控制井斜和方位、减少钻井事故。
钻井液系统的优化主要包括钻井液性能的优化和钻井液循环系统的优化。
钻井液的性能优化包括密度控制、粘度控制、润滑性能和抗腐蚀性能等。
钻井液循环系统的优化包括泥浆循环系统的设计和泥浆废弃物处理系统的优化。
钻具系统是定向井钻井中的核心装备，其优化可以提高钻具的传递能力、降低钻井事故风险。
钻具系统的优化主要包括钻杆的选择和设计、钢丝绳和液压扩散器的优化等。
钻杆的选择和设计主要考虑钻杆的强度和刚度，以及钻杆与井眼之间的摩擦力等。
钢丝绳和液压扩散器的优化主要考虑它们的传递能力和使用寿命。
钻井参数的优化可以提高钻井的效率和质量。
钻井参数的优化主要包括钻速、钻压和钻紧力的优化。
钻速的优化需要根据地质条件和钻具性能，选择合适的钻速范围。
钻压的优化需要根据井壁稳定性和钻杆的受力情况，避免钻压过大或过小。
钻紧力的优化需要根据井眼的尺寸和井斜的目标，选择合理的钻紧力范围，以保证钻具的传递能力和钻井的效果。
侧钻井技术的现场应用随着油田的不断开发，增产上效成为了主课题，能否充分利用现有的条件，把资源利用最大化成为首要工作。
侧钻井就是其中的解决办法之一，边缘区块井的钻探落空、井下事故和老井的再利用等等，迫使我们选择利用原井眼侧钻。
本文简单介绍侧钻井的发展、种类、以及施工的难点，，采取的成功措施等等。
标签：侧钻;裸眼回填;套管开窗;斜向器;套管段铣1前言：侧钻技术在国外起始于三十年代，于八十年代得到深入发展。
我国于八十年代开始研究侧钻技术。
该项技术在全国各油田得到了广泛的推广应用，并取得了明显的经济效益和社会效益，成为油田特别是老油区节支增效、节约挖潜的重要手段和措施。
侧钻技术是在普通定向钻井技术的基础上发展起来的，除具有普通定向井和水平井的共性之外，也有其自己的独特性，正是这些独特性才形成了专门的侧钻工艺技术。
侧钻技术主要应用于：（1）钻井过程中套管内有落鱼或落物而无法打捞不能继续进行钻井、完井作业。
（2）钻井过程中因目标靶区调整，实钻轨迹难以实现地质勘探目的。
（3）钻井及采油过程中套管变形，影响生产。
（4）采油过程中砂堵砂埋严重，通过修井作业无法恢复生产的井。
（5）直井落空，偏离油层位置，经勘探其周围还有开采价值油藏。
（6）有特殊作业要求的多底分支井等。
（7）油田开发后期，已无开采价值的井，为了节约钻井成本，充分挖掘潜力，利用原井眼开窗侧钻成定向井开采边角油气藏。
2侧钻井技术分类侧钻就是为了特殊的工艺需要，在原有井眼轨迹（直井、定向井、水平井等）的基础上，使用特殊的侧钻工具使钻头的钻进轨迹按照预先的设计偏离原井眼轨迹的过程。
井眼的侧钻技术一般分为两种类型：一是裸眼井内侧钻技术，即在裸眼井内打入水泥造成人工井底然后侧钻或条件允许时直接进行悬空侧钻形成侧向井眼的工艺技术。
二是套管开窗技术，即依据设计要求，在套管内某位置开一窗口或铣掉一段套管，侧向钻出一新井眼，实现重新完井的工艺技术。
2.1裸眼内侧钻技术分类2.1.1裸眼侧钻方式：侧钻方式的确定主要考虑侧钻目的、井眼轨迹控制要求、完井与采油作业要求等。
裸工艺技术字体大小：大- 中- 小shke2004发表于11-01-1119:51 阅读(85) 评论(0)分类：定向井一．侧钻点的选择侧钻点的选择应遵循以下几点原则：1．应选在岩性比较稳定的可钻性较好的地层，尽量避开极硬、岩石研磨性强的地层。
2．应根据设计井深( 垂直井深) 、水平位移设计适当的井身剖面，使侧钻后的井段最短。
3．在定向井斜井段中或在直井内硬地层中,可选在原井眼的井斜或方位变化率比较大的位置侧钻。
4．大斜度井段侧钻，应尽量变方位稳斜或降斜侧钻。
二．作业准备1．工具钻柱准备(1) 侧钻工具仪器准备侧钻工具包括井底动力钻具、无磁钻铤或无磁承压钻杆、定向接头、弯接头、稳定器。
定向仪器包括电子多点测斜仪、无线随钻测斜仪、有线随钻测斜仪。
(2) 钻柱准备钻柱包括钻铤、钻杆、随钻震击器等。
钻杆、钻铤的规格、数量符合设计要求。
2．井筒准备(1)注水泥塞按SY/T 5587.14—93 设计施工。
(2) 水泥塞质量要求◆候凝72h，φ215.9㎜以上结构的井眼静压80～100KN, 水泥塞下沉不超过5cm。
◆候凝72h，φ152㎜井眼静压40～6OKN，水泥塞下沉不超过5cm。
三．井底动力钻具定向侧钻钻具组合的设计按SY/T 5619-1999 中第4条设计。
1．侧钻井井眼曲率的控制311.2㎜井眼：8-18°/100m215.9㎜井眼：10-30°/100m152.4㎜井眼：15- 40°/100m2．侧钻钻头的选型◆对于软地层、可钻性好的地层选用牙轮钻头。
◆对于硬地层、研磨性强的地层选用PDC或BDC钻头。
3．对于侧钻点位置原井眼是直井段或稳斜井段的侧钻井，侧钻钻具组合应是弯接头加螺杆钻具或弯螺杆钻具组合。
4．对于侧钻点位置有一定井斜、且井段有一定曲率的可以采用直钻具（直螺杆）稳斜或降斜侧钻。
四．侧钻施工1．定向要求(1) 下入侧钻钻具组合，下钻到底后下入有线（或无线）随钻测斜仪进行定向。
