侧钻井基本知识

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。

第一章：大修、侧钻工程基础知识王龙第一节：大修、侧钻工艺简介1大修工艺简介大修即是利用一定的工具，采用一定的工艺措施处理油水井事故，恢复油水井正常的生产作业过程。

大修工艺的发展，是伴随着油田开发时间的延长，采油工艺的发展而发展的。

大修井工艺技术是采油工艺技术的一部分，从发展的观点看，大修井工艺技术将在钻井工艺的采油工艺的基础上，发展为一门独立的工艺技术。

油水井出现故障的原因很多，但归纳起来可分为潜在因素和后天因素两大类。

潜在因素有地质和钻井原因，后天因素有油水井工作制度，增产措施及作业不当等原因。

由于地质构造、内部胶结、孔隙中流体等因素可造成油水井出砂、出水、结蜡、结钙、套管变形，甚至套管穿孔、套管错断等后果；由于钻井井身结构设计不合理、固井质量不合格、套管质量差等因素可造成套管破裂、错断、不同层位之间相互窜通等后果；由于油水井工作制度不合理、增产措施强度过大，可造成油水井出水、出砂、套损卡钻后果；作业不当是由于设计方案有误，入井流体与地层配伍性差，腐蚀性强，各类作业时违反技术标准或操作规程，造成掉、落、卡或对井身的伤害。

任何井下事故都会影响油水井产量，严重时可造成停产，还可能影响邻近井的正常生产。

大修的目的就是解除井下事故、恢复油水井产能，提高油水井利用率，使油田开发获得最大经济效益。

大修工作内容是：井下故障诊断、复杂打捞、查封窜、找堵漏、挤灰封存层、修套取套换套、套管补贴、防砂、油水井报废等。

随着油田不断开发，大修工艺技术的不断提高，大修作业内容也将不断完善。

2 侧钻工艺简介侧钻即是在套管套损点以上某一合适深度位置固定一个导斜器，利用导斜器的导斜和造斜作用，使用专用工具在套管上开出一个窗口，并从此窗口钻出新的井眼，然后下尾管固井的施工工艺。

从1882年美国钻成第一口侧钻井起，套管开窗侧钻工艺技术日趋成熟。

目前，我国侧钻工艺、工具方面总体上接近世界先进水平。

造成套管开窗侧钻的原因很多，主要有：套管严重破损、变形或错断；井下存在无法打捞出的井下落物；开采老油田剩余油和取某一地层资料等。

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。

侧钻概述一、开窗侧钻的意义及用途（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。

（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。

（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。

二、开窗方法及类型（一）定科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。

（二）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口的后进行侧钻。

侧钻水平井多采用此方法开窗。

（三）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。

（四）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。

三、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。

由于侧钻要利用上部原井眼，且侧钻后还要有利于分层开采和增采措施。

而侧钻后下尾管尺寸受到原井眼的限制。

因此，进行开窗侧钻井的井径应选择直径140mm 以上套管为宜。

四、侧钻设计原则（一）设计依据侧钻井设计时，应根据该油藏地质情况，如：地质分层、岩性、地层压力、倾角、断层、裂缝、含油气水状况确定侧钻井的井眼轨迹。

侧钻设计应根据侧钻适用范围，保证实现钻井的目的。

根据不同的井况选择不同的侧钻方法和方式。

根据最佳的采油方式、采油速度和可能的采油问题提出最佳的完井装置，从而确定合理的井身结构、开窗位置及裸眼钻井方法、压井液类型，以利于安全、优质、快速开窗钻进，实现侧钻目的。

（二）设计步骤（1）确定侧钻井的油藏类型及要求。

第十一章侧钻知识第一节斜向器坐挂一、斜向器的固定、1.地面检查斜向器各部件、接头丝扣完好。

2.地面丈量斜向器的各部分长度及直径。

3.测量定位键与斜面的夹角。

4将斜向器连接下井的第一根钻杆公扣端并上紧。

5.下入井内至设计深度、陀螺测量定位键方位换算出斜面方位。

6.转动管柱使斜面方位与设计方位相吻合，上提钻具4－9m破除扭矩下至设计深度、重新测量方位使斜面方位与设计方位相吻合。

锁死转盘。

7.蹩压坐挂、蹩压10、20、30Mpa各点稳压5min，控制放压至0Mpa8.下放管柱加压60－80KN，证明斜向器以坐挂。

9.上提管柱超原负荷5KN正转管柱20圈以上将反扣倒开，起出送斜向器钻具。

二、开窗1.地面检查铣锥的接头螺纹完好。

2.测量铣锥的长度及直径。

3.将铣锥接在下井的第一根钻铤公扣端并上紧。

4.下钻具探斜向器加压小于30KN。

5.打记号；上提钻具2-3m重新下放钻具加压小于5KN在距转盘面以上0.5m、1m、2m、4m处分别打上记号。

6.开窗；钻具组合Ф118mm(120mm)+105钻铤2根+78.6 mm加重钻杆14根+Ф73mm钻杆+方钻杆。

参数如下表：三、注意事项:1.地面管汇固定牢固，并试压达到设计要求。

2.劳保穿戴齐全。

3.施工人员远离高压区。

第二节机械内割刀割、取套管操作一、学习目的当你完成本单元学习后，就能够1.掌握取套管的基本方法2.掌握机械割刀的基本操作方法二、所需设备、工具和材料1.配有钻台、钻盘的修井机一套2.水龙头、方钻杆3.机械式（或水力式）内割刀4.循环洗井液（1.5倍井深）5.套管吊卡一副6.水泥车(或泵车)一台7.套管升高短节一根 8.套管通井规一件（直径小于套管内径4－6mm）9.套管上卸扣大钳 10.油管笔尖一件11.井口螺丝专用扳手一套三、学习内容取套、换套工艺是解决套管严重损坏的一种有效工艺方法。

由于井深结构不同，套管损坏情况及损坏深度不同，所采用取换套工艺也不同。

钻井基础知识绪论一、钻井施工工序钻井是一项复杂的系统工程，每一口油气井的完成都包括钻前施工、钻井施工和固井作业三个阶段。

第一章、钻井地质基础知识一、岩石的机械性质1、岩石的机械性质⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。

根据外力性质的不同，分为抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度等。

一般情况下，岩石的几种强度关系为：抗拉＜抗弯＜抗剪＜抗压。

岩石的强度与岩石的孔隙度有关，孔隙度孔隙度大，岩石的强度就小。

岩石的强度还与组成岩石的物质成分有关，由硬度较高的矿物组成的岩石其强度也较高。

⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强度。

在钻井过程中，钻头接触的岩石处在多向压缩的应力状态下，其岩石的硬度反映了多向应力状态下的抗压强度。

岩石的硬度与造岩矿物的成分、孔隙度、胶结物⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。

⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身也受到岩石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。

⑸岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程度。

也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。

2、岩石性质对钻井的影响其影响主要表现在：影响钻进速度与钻头进尺：使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等复杂情况：钻井液受到污染，性能变坏，井径不规则，进而影响到测井、固井等。

⑴粘土岩层。

泥岩和页岩一般较软，钻速快，但容易产生钻头泥包。

这种地层极易吸收钻井液中的自由水而膨胀，导致井径缩小。

随着浸泡时间的延长，井壁会产生垮塌现象，井径扩大。

⑵砂岩层。

砂岩一般来说是较好的渗透层，在井壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。

另外滤饼对测井也有影响，所以必须使用优质钻井液。

⑶砾岩层。

在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和井壁垮塌。

⑷在当地层软硬交错时，易发生井斜，地层倾角较大者也易发生井斜。

⑸当岩层中含有可溶性盐类，即钻到石膏层、盐岩层时，要注意对钻井液性能的影响。

二、钻井中地质录井工作1、钻时录井概念：是通过计时器把实钻一个规定的单位进尺的时间反映并记录下来的过程，一般用“分／米”表示。

钻井人的必备知识
作为钻井人，需要掌握以下必备知识：
1. 钻井工程基础知识：了解钻井的基本概念、原理、流程、设备等。

2. 井下工具的结构和规范：掌握井下工具的结构和规范，包括钻头、钻杆、套管、水泥头等，以便在钻井过程中进行选型和使用。

3. 钻井液的种类和使用方法：了解不同类型的钻井液的成分和用途，以及如何正确地配制、使用和处理钻井液。

4. 钻井安全知识：熟悉钻井过程中可能遇到的危险和安全措施，包括如何正确使用安全设备、如何应对突发事件等。

5. 钻井操作技能：掌握钻井操作技能，包括如何操作钻井设备、如何判断钻井过程中的异常情况等。

6. 钻井质量管理知识：了解如何进行钻井质量管理，包括如何制定质量控制计划、如何进行质量监测等。

7. 环境保护和安全生产知识：了解钻井过程中的环境保护和安全生产要求，包括如何正确处理废弃物、如何预防事故等。

8. 钻井相关法律法规和标准：了解钻井相关的法律法规和标准，包括环境保护法、安全生产法、钻井行业标准等。

9. 英语知识：掌握一定的英语基础知识，能够读懂和编
写钻井相关的英文资料。

10. 地热能知识：了解地热能的基本概念、原理、应用等，以及地热能与钻井的关系。

一、侧钻工艺一般流程图搬家、安装—起原井管柱—通井、洗井—挤灰封堵原射孔井段（或打底灰）—试压—下导斜器打压座封—下铣锥开、修窗口—裸眼钻进（先用转盘钻进20~30m），然后是随钻即下螺杆定向钻进到设计要求的井斜与方位，最后用转盘稳斜钻进到完井深度）—完井电测—下尾管、固井—钻灰塞、测声放—通井、全井试压—甩钻搬家。

侧钻井井身结构示意图如下：二、侧钻施工所需设备及工具：1、主车：XJ450修井机装机功率为354KW，最大钩载100吨，一般用做修井，也可用于1500米以内的侧钻井施工。

XJ550修井机装机功率为429KW，一般用于2000米以内的侧钻井施工。

XJ650修井机装机功率为485KW，可用于2000多米的侧钻井施工。

XJ750修井机装机功率为544KW，属于钻机系例，可用于2200米的钻井施工和2000多米的侧钻井施工。

各修井机的主要技术参数详见附表。

2、循环系统：F500或F800泥浆泵及190柴油机；总容积为60~80方泥浆循环罐一套三个（一般分别称为循环罐、贮备罐及加重罐），最低配置有震动筛，除砂器，除泥器、离心机等四级泥浆净化装置，对于有气层的井要配置除气器。

另外灌上需要配有泥浆报警器，和泥浆加重漏斗。

同时配有8方配液罐一个，1方泥浆处理剂罐1个。

3、钻具：Ф73正扣钻杆，Ф105无磁钻铤或无磁钻杆1根，加重钻杆或承压钻杆10根（一般对深井小井眼侧钻不用钻铤而用加重钻杆来实现加压）。

4、定向工具：有线随钻车一台，1~1.75的弯螺杆2根。

5、其它设备及工具：液压双闸板防喷器一套，节流压井管汇一套，200KW发电机一台，值班房及橱房，生活水罐及其它作业用具等。

6、陆地搬家车辆及费用：815拖车3台拉钻杆及泥浆泵、主车跑道等，卡车14台拉泥浆罐、钻台及板房等，25吨吊车2台，近距离搬家费用约在1~2万元左右。

三、套管开窗侧钻技术常用的套管开窗技术有两种：磨铣开窗和锻铣开窗侧钻。

目前常用的方法是磨铣开窗侧钻。

钻井工程常识（讲义）一、钻井工程术语二、钻机组成及其主要作用三、主要钻具四、钻井方法五、钻井工艺流程一、钻井工程术语1、井：以勘探开发石油和天然气为目的的，在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼。

2、井口：井的开口端。

3、井底：井的底端。

4、裸眼：未下套管部分的井段。

5、井深：从转盘补心面至井底的深度。

6、井壁：井眼的圆柱形表面。

7、环空：井中下有管柱时，井壁与管柱或管柱与管柱之间的圆环形截面的柱状空间。

8、井眼轴线：井眼的中心线。

9、井身结构：指的是钻头钻深、相应井段的钻头直径、下入的套管层数、直径及深度、各层套管外的水泥返高以及人工井底等。

10、人工井底：设计的最下部油层下的阻流环或水泥塞面。

（注：该定义不全面，人工井底是可变的）11、井的类别：按一定依据划分的井的总类。

按钻井的目的可分为探井和开发井等；按完钻后的井深可分为浅井（＜1200m）、中深井（1200〜3000m）、深井（3000〜5000m）和超深井（＞5000m）;按井眼轴线形状可分为直井和定向井。

12、探井：指以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖的组合和区域地质构造，地质剖面局部构造为目的，或在确定的有利圈闭上和已发现油气的圈闭上，以发现油气藏、进一步探明含油气边界和储量以及了解油气层结构为目的所钻的各种井，包括地层探井、预探井、详探井和地质浅井。

13、开发井：指为开发油气田所钻的各种采油采气井、注水注气井，或在已开发油气田内，为保持一定的产量并研究开发过程中地下情况的变化所钻的调整井、补充井、扩边井、检查资料井等。

14、直井：井眼轴线大体沿铅垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角变化率均在限定范围内的井。

15、定向井：沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口垂线一定距离，钻达目标的井。

16、丛式井：在一个井场上或一个钻井平台上，有计划地钻出两口或两口以上的定向井（可含一口直井）。

17、救援井：为抢救某一口井喷、着火的井而设计、施工的定向井。

侧钻概述一、开窗侧钻的意义及用途（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。

（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。

（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。

二、开窗方法及类型（一）定科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。

（二）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口的后进行侧钻。

侧钻水平井多采用此方法开窗。

（三）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。

（四）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。

三、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。

由于侧钻要利用上部原井眼，且侧钻后还要有利于分层开采和增采措施。

而侧钻后下尾管尺寸受到原井眼的限制。

因此，进行开窗侧钻井的井径应选择直径140mm 以上套管为宜。

四、侧钻设计原则（一）设计依据侧钻井设计时，应根据该油藏地质情况，如：地质分层、岩性、地层压力、倾角、断层、裂缝、含油气水状况确定侧钻井的井眼轨迹。

侧钻设计应根据侧钻适用范围，保证实现钻井的目的。

根据不同的井况选择不同的侧钻方法和方式。

根据最佳的采油方式、采油速度和可能的采油问题提出最佳的完井装置，从而确定合理的井身结构、开窗位置及裸眼钻井方法、压井液类型，以利于安全、优质、快速开窗钻进，实现侧钻目的。

（二）设计步骤（1）确定侧钻井的油藏类型及要求。