钻井侧钻施工技术措施

中1H侧钻短半径水平井钻井技术蔡　元(中原石油勘探局钻井一公司,河南濮阳457331)摘　要　中1H井是塔中卡塔克1区块的一口侧钻短半径水平井,先后采用了多种较为先进的生产工艺,如锻铣开窗技术、定向侧钻技术、小井眼短半径水平井技术、欠平衡钻井技术、高钙盐钻井液体系的推广应用等,施工程序复杂。

历时142.75d完成了这口技术密集的评价井,试油见到了良好的油气显示,社会效益、经济效益显著。

关键词　中1H　水平井　高钙盐　欠平衡1　地质工程简况 中1H井是塔中隆起塔中10构造带西段卡塔克1区块5号断背斜构造高点的一口评价井,利用水平井技术探测奥陶系鹰山组碳酸盐岩储层的横向变化规律,落实储层产能及液性。

设计垂深5388.26m,斜深5834.66m,最大井斜85.12°,水平段长448.37m。

3 中1H井钻井周期142.75d,机械钻速1.29 m/h,完钻井深5851m,水平位移547.85m,闭合方位298.27°,最大井斜87.74°,水平段长464.07m。

井身结构见表1。

表1　井身结构与套管程序mm×m 序号设 计钻头尺寸×井深套管尺寸×下深实 际钻头尺寸×井深套管尺寸×下深一开444.5×503.16339.7×503.16444.5×503.16339.7×503.16二开311.15×3902311.15×3902244.5×3571三开215.9×5270177.8×(33865268)215.9×5271177.8×(3375.265269.37)四开149.2×5834.66裸眼149.2×5851127×(5118.215428)2　钻井难点(1)锻铣和定向侧钻都处于易垮塌的火成岩地层,可钻性较差,防止坍塌卡钻、保证定向成功率是关键。

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。

侧钻工艺技术一、井眼准备井眼准备工作包括提出或打捞出老井眼中的采油管柱，修复窗口以上套管通井、试压。

挤封漏失或射孔井段，为开窗、裸眼钻井、下尾管等侧钻工艺提供一个良好的工作基础。

（一）挤封油层或漏失井段挤封油层的目的是防止层间互窜，影响裸眼钻进和采油工艺的实施。

挤封前要冲砂洗井彻底，把所有待挤封层段都冲露出来。

挤封时应将管柱下到预挤封井段以下，采用循环挤注方法，以避免因吸收性差异而影响挤封质量的因素。

封堵剂的用量取决于预堵层位的渗透率，挤封厚度及挤封半径、压力等因素，一般情况挤封半径按0．5m 计算。

（二）上部套管试压上部套管试压的目的是了解套管完好情况，为确定开窗位置和完井尾管长度提供依据，也为下尾管固井施工、试压及采油工作提供基础。

试压标准根据油藏特征、采油工艺要求及侧钻施工特点而确定，一般油井试压10MPa，经30min 压降不超过0．5MPa 为合格。

（三）通井通井的目的是了解套管损坏情况，为确定开窗位置及裸眼钻进、完井管柱、采油管柱等入井工具提供确定的依据。

为了保证通井的目的，通井规直径应比入井最大尺寸工具直径大4～6mm ，长度不小于最大直径入井工具的长度或使用双级通井规，通井遇阻井段要用修套工艺修套至畅通。

二、开窗技术（一）斜向器开窗技术斜向器类型可分为液压卡瓦式和固定锚式，其原理都是用管柱及送斜器把斜向器下送到预定位置，通过陀螺仪确定斜向器方位，再用液压坐封或用水泥固定斜向器，剪断销钉后提出送斜器。

斜向器坐封固定位置应准确，与设计位置允差为±0．3m ，斜向器顶部要紧贴套管壁而且固定要牢靠，防止在开窗及侧钻过程中发生位移或转动。

斜向器固定牢靠后，用复式铣锥（或铣鞋）开始磨铣窗口。

（1）开窗第一阶段：从铣锥磨铣斜向器顶部到铣锥底圆与套管内壁接触，此段开始要轻压慢转，然后中速磨铣，钻压为2～5kN，转速60～80r／min。

（2）开窗第二阶段：从铣锥底圆接触套管内壁到底圆刚出套管外壁。

收稿日期：２０２３－０６－１７；修订日期：２０２３－１０－２３。

作者简介：陈进程（１９９７—），男，现从事钻井工艺研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｃ．ｓｈｈｙ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。

文章编号：１６７３－８２１７（２０２４）０２－０１１８－０４ＹＺ１斜井定向井小井眼侧钻技术陈进程，李基伟，王宏民，杜林雅，田胜雷（中国石化上海海洋油气分公司，上海浦东２００１２０）摘要：ＹＺ１斜井是位于南黄海盆地南五凹陷北部斜坡带南中１１号构造的第一口风险探井。

ＹＺ１斜井２１５．９ｍｍ井眼段在钻至３５８８ｍ后无进尺，起钻至井口发现钻头落井，多次尝试打捞失败后，决定在裸眼井段注２００ｍ水泥塞后侧钻开窗。

侧钻点较深、地层强度高、地层岩性多变、井况复杂，侧钻作业难度大。

通过减少扶正器数量，选择５刀翼、强攻击性的胜利天工Ｓ３２３ＰＤＣ型钻头搭配１．５°螺杆马达的钻具组合，进行控压控时钻进、划槽、造台阶，克服了该段侧钻位置深、井况复杂、地层强度高等困难，一次性成功侧钻。

侧钻过程顺利、新井眼轨迹平滑、井斜降低。

关键词：南黄海盆地；定向井；侧钻；注水泥塞；风险探井中图分类号：ＴＥ２４３ 文献标识码：ＡＳｍａｌｌｈｏｌｅｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＹＺ１ｉｎｃｌｉｎｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｗｅｌｌＣＨＥＮＪｉｎｃｈｅｎｇ，ＬＩＪｉｗｅｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇｍｉｎ，ＤＵＬｉｎｙａ，ＴＩＡＮＳｈｅｎｇｌｅｉ（ＳＩＮＯＰＥＣＳｈａｎｇｈａｉＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌａｎｄＧａｓＣｏｍｐａｎｙ，Ｐｕｄｏｎｇ２００１２０，Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＹＺ１ｉｎｃｌｉｎｅｄｗｅｌｌｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｒｉｓｋｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｗｅｌｌｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｚｏｎｅｏｆｔｈｅＮａｎｗｕＳａｇｉｎｔｈｅＳｏｕｔｈＹｅｌｌｏｗＳｅａＢａｓｉｎ．Ａｆｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏ３５８８ｍ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｆｏｏｔａｇｅｉｎｔｈｅ２１５．９ｍｍｓｅｃｔｉｏｎｏｆＹＺ１ｄｅｖｉａｔｅｄｗｅｌｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｄｒｉｌｌｂｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｈａｖｅｆａｌｌｅｎｉｎｔｏｔｈｅｗｅｌｌｗｈｅｎｔｒｉｐｐｉｎｇｏｕｔｔｏｔｈｅｗｅｌｌｈｅａｄ．Ａｆｔｅｒｍｕｌｔｉｐｌｅｕｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌａｔｔｅｍｐｔｓｔｏｓａｌｖａｇｅ，ｉｔｗａｓｄｅｃｉｄｅｄｔｏｄｒｉｌｌａｗｉｎｄｏｗｂｅｈｉｎｄｔｈｅ２００ｍｃｅｍｅｎｔｐｌｕｇｉｎｔｈｅｏｐｅｎｈｏｌｅｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｄｕｅｔｏｄｅｅｐｄｒｉｌｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓ，ｈｉｇｈｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｏｍｐｌｅｘｆｏｒｍａｔｉｏｎｌｉｔｈｏｌｏｇｙ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｗｅｌｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＢｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅＳｈｅｎｇｌｉＴｉａｎｇｏｎｇＳ３２３ＰＤＣｄｒｉｌｌｂｉｔｗｉｔｈ５ｂｌａｄｅｓａｎｄｓｔｒｏｎｇａｔｔａｃｋ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａ１．５°ｓｃｒｅｗｍｏｔｏｒｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｄｕｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｇｒｏｏｖｉｎｇ，ａｎｄｂｅｎｃｈｂｕｉｌｄｉｎｇｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆｄｅｅｐｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｌｅｘｗｅｌｌｃｏｎｄｉ ｔｉｏｎｓ，ａｎｄｈｉｇｈｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｔｈｉｓｓｅｃｔｉｏｎ，ｏｎｅ－ｔｉｍｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｗａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｎｅｗｗｅｌｌｂｏｒｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙａｒｅｓｍｏｏｔｈ，ｔｈｅｎｅｗｉｓｓｍｏｏｔｈ，ａｎｄｔｈｅｗｅｌｌｂｏｒｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｕｔｈｙｅｌｌｏｗｓｅａＢａｓｉｎ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｗｅｌｌｓ；ｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｐｌｕｇ；ｒｉｓｋｅｘｐｌｏｒａ ｔｉｏｎｗｅｌｌｓ１　侧钻技术难点ＹＺ１斜井是位于南黄海盆地南五凹陷北部斜坡带南中１１号构造的第一口风险探井，作业平台为勘探八号自升式钻井平台，设计完钻层位为三叠系青龙组。

侧钻安全施工要点1．在整个侧钻井施工期间，必须牢固树立安全第一的思想，坚持以预防为主的方针，加强实钻地层与邻井、设计地层的对比分析及研究工作，将事故消灭于萌芽状态；2．提高全员风险意识，正确处理速度和安全的辨证关系，将均衡施工、不抢进度作为侧钻施工的一个重要原则；3．将防粘卡、防垮塌、防缩径、防沉砂、防井漏作为本井井下安全施工的重点，钻井技术措施围绕其展开，其中又将防粘卡和沉砂卡钻作为重中之重；4．技术措施上超前考虑，提前制订防卡、防漏等专项技术措施，并根据实钻效果适时修订和完善；5．细化重点环节的施工工艺和工序，对敏感井段和工序的开泵、钻进、循环、短起、起下钻、划眼、维修等操作方法提出明确具体的要求；6．严格执行干部值班制和岗位责任制，所有技术措施由带班队长组织实施，钻井工程师、平台经理负责巡检，保证操作规程和技术措施落到实处，并始终如一地得到贯彻执行；7．加强坐岗观察，作到早发现、早报告、早处理；8．确定合理的泥浆密度并适时调整,保证在不塌、不漏、不涌、无明显缩径的条件下施工；9．尽可能保持钻井措施的连续和稳定，必须调整措施时，始终坚持逐一更改，边改边观察，分次更改到位的原则，以防止改变措施后井眼状况恶化，同时亦便于准确把握正常工况时的扭矩、摩阻基值，为及时发现复杂和事故苗头提供判据；10．以尽可能简化的底部钻具组合来满足轨迹控制要求；11．必须坚持耐心细致的短程起下钻，以消除泥岩水化弱化所造成的不利影响，并及早修护井壁，发现和消除潜在隐患；12．严密监视扭矩（或油压表）泵压、悬重值的变化，发现异常时立即上提下放循环活动钻具，至正常时再恢复原有工况；13．在下部井段钻进时，应注意防钻头泥包，使用钢齿钻头、坚持适当高的转速、排量，适当低的钻压、机械钻速，结合使用清洗剂和润滑剂能在很大程度上防止泥包；14．在整个裸眼段，严格控制施工泵压和起下钻速度；15．起钻时及时灌浆，下钻时坚持分段小排量循环顶通；16．坚持每班作一次低泵冲试验，并注意记录泵号、井深、泵冲、低泵速泵压等试验结果；17．作好设备的维护保养工作，利用起下钻间隙和可交叉作业的机会维护保养设备，为长裸眼段小井眼的安全钻进提供坚实的物质基础；18．监测、调整、维护好泥浆性能，保持泥浆性能的均匀和稳定，在小裸眼段较较长时，力争不作大型处理；19．充分用好固控设备，振动筛尽量使用最细的筛布，以清除有害固相；适时使用各型润滑剂来增强泥浆的润滑性，降低泥饼摩阻系数；20．在大段的水敏感性软地层中进行小井眼侧钻井，控制好井身质量十分关键，它不仅为钻具、工具的使用提供了良好的井眼条件，而且为电测，下套管等后续施工提供了可靠的安全保障。

小井眼开窗侧钻施工工艺唐杰、刘勇小井眼开窗侧钻的概述：目前小井眼套管开窗方法主要有：斜向器开窗和套管锻铣两种，通过实践证明斜向器比锻铣套管开窗使用较方便，操作简单，成本较低，而且成功率较高的优点，已为目前比较成熟的开窗方法。

一、施工前期准备1、定位确定套管接箍的确切位置，使侧钻点避开套管接箍大于3米。

2、采用陀螺测斜仪对老井及周边井井眼轨迹进行复测，确定老井的井眼轨迹及开窗点的实际位置，保证井眼轨迹设计的最优化。

3、为有利于侧钻施工，参考原井的钻井、录井、测井资料，综合考虑选择的剖面类型和造斜率等因素，合理选择造斜点。

4、按设计准备定向工具及仪器，并向井队技术人员做好技术交底工作。

二、套管开窗套管开窗主要有斜向器开窗和套管锻铣开窗两大类。

目前，主要使用斜向器开窗在小井眼侧钻中，该方法的特点是方法简洁且成功率高，使用广泛。

开窗前调整好泥浆性能，必须达到设计要求，否则不准下入钻具。

而且在磨铣过程中，泥浆性能不能有较大地波动，否则起出工具调整钻井液，确保井下安全。

斜向器及开窗工具下井前必须进行外观检查，调整好侧钻的仪器，并准确做好记录。

控制下钻速度，遇阻时要慢慢活动钻具，严禁硬压，到底后，精确计算窗口的顶部位置。

开泵循环洗井，并缓慢驱动转盘，钻压5-10kN，转速60-80r/min。

先磨出一个均匀光滑的接触面后，将钻压调整到5-15k，转速80-120r/min，使铣锥沿着套管内壁均匀磨铣并随时捞取砂样，观察返出的铁屑。

判断磨铣情况，并在振动筛处放一磁铁。

每磨铣0.1-0.2m,应提起磨铣工具进行划眼，并观察窗口有无挂卡现象。

铣出套管后，控制钻压1-5kN，转速100-120r/min,修整窗口，并铣入地层4-5m，方可起钻正常进行定向钻进。

三、侧钻井眼钻进1、根据设计，选择合适的井下动力钻具，下井前必须进行马达测试，正常后方可入井，并认真量好高边。

2、定向钻具下钻时，严禁划眼和悬空处理泥浆，严重遇阻时要起钻，避免划出新眼。

开窗侧钻关键技术1侧钻概述从1882年美国钻成第一口侧钻井起，套管开窗工艺技术逐渐发展，20世纪50年代前苏联钻成一批分支定向井和丛式井，使开窗侧钻工艺技术日益完善，我国克拉玛依、玉门油田在20世纪60年代将定向钻井技术成功地应用于套管开窗侧钻。

经过几十年的实践，工艺技术进一步发展，工具进一步完善、配套，形成了一整套独特的开窗侧钻工艺技术及配套工具，特别是90年代初，克拉玛依油田在国内率先引进了开窗侧钻水平井工艺技术并实现了各种工具、测试仪器的国产化。

目前，侧钻水平井工艺、工具等方面总体上接近世界先进水平。

1.1开窗侧钻的意义及用途1.1.1侧钻作为井下作业大修的主要工艺措施，使油井恢复生产，有利于提高开发效果，提高油井利用率，同时可节约钻井费用和地面建设费用。

1.1.2通过侧钻井可以减缓水、气锥进，延长无水开采期，改善驱油效果。

1.1.3通过侧钻水平井可以有效地开发老油田的剩余油，可以有效地开发低渗透油藏，开发裂缝性油藏，开发薄油藏。

1.2开窗方法及类型综合国内外侧钻工艺技术，开窗方法有以下几种：1.2.1定斜器开窗侧钻方法将一定技术规格的定斜器送入油层套管内预计开窗的位置固定，然后使用磨铣工具沿定斜器轴线一侧磨铣出一定形状的窗口；从窗口钻新井眼的方法。

这种方法是油田常用的常规侧钻开窗方法。

1.2.2截断式开窗侧钻方法采用液力扩张式铣鞋在预定井段磨铣切割套管达到开窗目的后进行侧钻。

侧钻水平井多采用此方法开窗。

1.2.3聚能切割开窗侧钻方法采用聚能切割弹下至预定井段启爆切割弹，把套管切割成一定技术要求的碎片，达到开窗目的后进行侧钻。

1.2.4其他开窗侧钻方法采用定斜器和截断式两种方法结合使用进行开窗侧钻。

套管严重错断时不采用定斜器而利用钻具组合达到开窗侧钻的目的等开窗方法。

1.3开窗侧钻适用范围开窗侧钻作为油田开发中井下作业的主要工艺技术，不但适用于油井，同样适用于气井、注水井，不受井别的限制。