辽河油田套管开窗侧钻技术

2011-8-28 11
玉门油田侧钻井主要技术指标
平均井深
690m
最大井深
1452m 370m 12° ° 50m 34d
平均单井裸眼进尺 170m 最大单井裸眼进尺 平均井斜 平均位移 平均开窗时间 6° ° 35m 32h 最大井斜 最大位移 平均建井周期
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新疆油田侧钻井井深一般为500~1000m，最大 井深2115m；裸眼长度一般为30~150m，最大300m， 井斜一般4~10°，最大井斜23° 45ˊ，单井施工时间 一般15~25天，成功率达90％以上。 1993年完成了国内第一口套管开窗侧钻水平 井，从开窗到完钻共用了65天的时间，水平位移 175m。
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技术优势
a)能使死井复活，老井更新，保持和完善原有的井网结构； a)能使死井复活，老井更新，保持和完善原有的井网结构； 能使死井复活 b)能强化Байду номын сангаас油，延长油藏开采年限，提高最终原油采收率； b)能强化采油，延长油藏开采年限，提高最终原油采收率； 能强化采油 c)可以充分利用老井上部井眼，大幅度降低钻井成本； c)可以充分利用老井上部井眼，大幅度降低钻井成本； 可以充分利用老井上部井眼 d)可以充分利用老井场和地面设施，节约建设投资，保护环境； d)可以充分利用老井场和地面设施，节约建设投资，保护环境； 可以充分利用老井场和地面设施 e)可以获得新的地质资料，为重新认识油层提供依据。 e)可以获得新的地质资料，为重新认识油层提供依据。 可以获得新的地质资料
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•前苏联的水平井大部分是侧钻水平井和侧 钻分支水平井 ，初步统计，在苏联单是侧 钻水平井水平段长在80－300米的这类井就 有几百口，至于水平长度仅为30－50米的井 难以计数。 •目前国外最深的侧钻水平井为美国怀俄明 州Swblette county完成的一口井，该井在 7751m处开窗侧钻成功。

油气田套管开窗技术实践X张　岚(辽宁工程勘察设计院,辽宁锦州　121000) 摘　要:伴随着油气田开发进入中后期的生产需求,利用老井套管开窗侧钻来实现低成本下提高油气采收率的需求与日剧增。

文章以已实施的千余口各类套管开窗井为分析基础,较为系统地论述了国内套管开窗技术的发展、开窗工艺、技术要点、常见事故与处理措施等,旨在为今后优质高效地实施套管开窗作业提供有意的指导。

关键词:套管开窗;工艺;技术要点;事故与对策 中图分类号:T E256 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0103—02 在油气田开发中,由于生产井套管变形、作业事故、边底水水侵等诸多因素,需要对一些老井采取复产或增产措施,为实现低成本下老井油气采收率的有效挖潜,于是套管开窗侧钻技术便应用而生。

套管开窗就是利用井下专用工具在老井套管上磨铣出一与地层连接的通道,以便完成下部侧钻定向井、侧钻水平井、侧钻分支井的钻井目的,从而实现油气藏的再度开发。

目前国内外常用的套管开窗一般为斜向器开窗和锻铣开窗,但由于锻铣开窗作业程序复杂、成本较高及周期较长等原因,目前在油田套管开窗中应用较少,多用于特殊情况下如侧钻短半径水平井的开窗,而斜向器开窗由于其低成本、易操作等优势逐渐成为目前普遍使用的开窗技术。

1　国内套管开窗技术发展简述国内各油田套管开窗技术的发展多开始在90年代,尤其是中石油的三大油田,目前从套管开窗侧钻数量和各种侧钻井型来看,辽河油田实施的各类套管开窗井数量最多,截至目前已实施2000余口。

套管开窗技术是伴随着开窗工具的改进和钻井技术的发展逐步完善和发展起来,就目前开窗而言,国内95(以上使用的是斜向器开窗。

斜向器工具发展大体经过了5个阶段的完善和配套,90年代初期以注水泥式斜向器为主,中后期改进为机械式坐封的斜向器,后来又完善为液压式斜向器,进入二十一世纪随着钻井新技术发展和生产的需求,用于侧钻分支井的可捞式斜向器和提高开窗时效的一体化斜向器开窗工具逐步得到研发与应用,经过20来年左右的工具和技术完善,目前的斜向器开窗技术已能满足各种情况下的套管开窗需求。

开窗侧钻技术我国经过二十几年的改革开放经济发展，经济步入大发展时期，同时伴随的是石油需求猛增，国际油价高起，但国内大多数油田经过几十年的开发开采，现在都已经进入了中后期。

随之而来与之相伴的是油井产量低、含水量高、油田开采区块布井加密，相对投入开采成本加大。

如合提高油田产量或稳产，把剩余的储油开采出来，同时又要节约成本，这个大的问题摆在了石油部及各个油田领导面前。

只有科技投入，科学打井这条路可走，因此“老井套管定向井开窗侧钻技术”应运而生了。

各个油田这几年不同成度的在各类尺寸的老井开发中运用了这项技术。

下面就拿新疆塔里木油田塔中区块，TZ4C 井、在定向井开窗侧钻施工过程中的几点经验和体会与同仁做一下交流。

TZ4C井是有大港定向井技术服务公司（DDDC），负责定向井开窗侧钻施工及井眼轨迹控制全过程。

使用了先进的井下导向工具和无线随钻仪器（WMD）全井导向跟踪技术，现场施工人员是：武志远、张静辉、郭金海、刘桂利塔中4C井是由中原三勘60706队在塔中地区承钻的一口三段制定向井，地理位置位于新疆且末县，塔中4油田塔中4井，设计井深为4265m（垂深）；一个目标靶点，靶圈半径30m。

由大港定向井公司提供自侧钻点至完钻井深的定向井技术服务（包括侧钻施工）。

一、定向井设计数据：1、剖面设计数据：剖面设计为三段制剖面。

完钻井深：3775.81m，水平位移：440.12m。

造斜点：2700m；方位：63.17︒；最大井斜角：28.17︒。

增斜井段：2700m～2928.64m，段长：228.64m,增斜率：3.6︒/30m。

稳斜段：2928.64m～3775.78m，段长：847.14m。

2、设计目标点数据：井深：3685.06m；垂深：3585.87m；水平位移：397.26m；靶区半径≤30m。

3.开窗日期:2005.1.28 修水泥面日期:2005.2.6侧钻日期:2005.2.6 完钻日期:2005.2.23完钻日期:3785.09m全井施工过程数据及视图：轨道计算1. 基本数据:公司: 塔指三勘井名: TZ4C钻机: 60706井位: 塔中北参考: 真北N(X), E(Y)参考: 全程H(Z)参考: 海平面垂深参考: 转盘面地表海拔: 1097.87米补心高: 8.00米磁偏角: 2.64度收敛角: 1.65度井口及目标纵N(X)横E(Y)海拔H(井口 4323734.8014726169.00 1105.TAR 4323930.0014726515.00 -2480.2. 轨道计算:站测深井斜方位垂深视平移东北度度点米米米米米000 2700.00 0.73 65.81 2699.75 -16.70 -23.02 8.52 001 2709.90 3.60 351.24 2709.64 -16.54 -23.01 8.85 002 2738.71 7.20 16.24 2738.32 -15.02 -22.64 11.48 003 2767.51 8.10 34.84 2766.87 -12.00 -20.98 14.88 004 2796.30 9.90 54.84 2795.31 -7.77 -17.80 17.97 005 2825.07 13.30 62.04 2823.49 -2.01 -12.85 20.95 006 2853.85 16.90 65.64 2851.28 5.48 -6.11 24.23 007 2882.66 21.70 67.84 2878.46 14.98 2.64 27.97 008 2911.43 24.70 66.44 2904.90 26.28 13.08 32.38 009 2940.21 27.10 64.94 2930.79 38.84 24.53 37.56 010 2969.01 27.90 64.54 2956.33 52.13 36.56 43.23 011 2997.77 28.20 64.24 2981.71 65.66 48.75 49.08 012 3026.55 28.80 64.04 3007.01 79.39 61.11 55.07 013 3055.36 29.10 64.44 3032.22 93.33 73.67 61.13 014 3084.14 29.30 64.24 3057.34 107.37 86.33 67.21 015 3112.93 29.90 63.14 3082.37 121.59 99.07 73.51 016 3141.70 28.90 63.64 3107.44 135.71 111.70 79.84 017 3170.53 29.20 63.74 3132.64 149.71 124.25 86.04 018 3199.35 29.20 63.94 3157.80 163.77 136.87 92.24轨道计算站测深井斜方位垂深视平移东北度度点米米米米米029 3503.05 30.90 61.34 3421.13 315.01 271.06 162.03 030 3531.90 30.20 61.34 3445.97 329.67 283.93 169.07 031 3560.79 30.10 61.34 3470.96 344.17 296.66 176.03 032 3589.66 30.00 60.84 3495.95 358.62 309.31 183.02 033 3618.52 29.90 60.54 3520.95 373.01 321.88 190.07 034 3647.37 30.10 60.54 3545.94 387.42 334.44 197.16 035 3676.25 30.20 60.54 3570.91 401.91 347.07 204.30 036 3705.11 30.10 60.34 3595.87 416.39 359.68 211.45 037 3734.00 29.80 59.64 3620.90 430.79 372.17 218.66 038 3762.87 29.70 59.14 3645.96 445.09 384.49 225.96 039 3785.00 29.70 58.64 3665.19 456.02 393.88 231.62TAR 3693.55 30.14 60.42 3585.87 410.59 354.63 208.58实际靶区半径 TAR: 15.92 米井眼轨迹控制技术：1、定向（侧钻）井段的控制：该井在老井的钻进中由于钻具合理、措施得当，使井斜得到了很好地控制，全部直井段井斜角没有超过 2 ︒。

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。

侧钻工艺技术第一节侧钻工艺原理及技术关键一、概述1、侧钻种类斜向器侧钻：在套管内欲开窗的位置固定一个斜向器，开窗工具靠斜向器的导斜作用开出窗口的侧钻工艺。

自由侧钻：欲开窗的位置不下斜向器，利用井下错断的套管或套管内落物的偏斜作用开出窗口的侧钻工艺。

定向侧钻：对侧钻开窗的方位有明确要求的侧钻工艺。

非定向侧钻：对侧钻开窗的方位无明确要求的侧钻工艺。

侧钻水平井：套管开窗井眼曲率、方位、水平段垂深、水平段长度有严格要求且井斜角达到85°以上的侧钻工艺。

侧钻分枝井及侧钻丛式井：在同一个套管里多处开窗侧钻或在一处开窗多方向侧钻，各个侧钻的轨迹、方位、井眼曲率、水平段垂深、长度各自有严格要求，形成不同方位，不同井眼曲率的分枝或多底定向井或水平井。

2、侧钻的适用范围（1）套管损坏严重，无法修复的井。

（2）井下发生复杂事故，无法处理的井。

（3）油层出砂严重，套管又有损坏，无法采取防砂工艺的井。

（4）需要钻开井底附近新的含油层系。

（5）在海上、湖泊、大陆钻多底井等特殊要求。

3、侧钻方式选择侧钻方式选择应根据油田勘探、开发及油藏工程的要求，保证实现侧钻的目的，根据油田构造特征、油、气、水产状，侧钻后有利于提高油井产量和采收率及改善投资效益的原则。

4、窗口选择（1）为减小裸眼井段长度，缩短建井周期，窗口位置应保证有足够造斜井段的条件下尽量接近目的层。

（2）窗口位置应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带、漏失地层等复杂层位，以避免开窗时出现复杂井况。

（3）窗口应选择在远离事故井段或套管损坏井段以上30m左右，有利于避开原井眼。

4）窗口以上上部套管应完好，无变形、漏失、破裂现象，以利于侧钻施工的采油工艺。

（5）窗口应选择在固井质量好、井斜小的井段，并避开套管接箍。

（6）窗口选择在上述原则的基础上，必须进行严格的通井和上部套管试压。

二、工艺原理在选定的套损井的套损点以上某一合适深度位置固定一专用斜向器，利用斜向器的导斜和造斜作用，使专用工具如铣锥等在套管侧面开窗，形成通向油层的必由通道，然后由侧钻钻具（包括钻头）斜直向钻开油层至设计深度，下入小套管固井射孔完成。

套管开窗侧钻的关键技术及配套设备发布时间：2022-12-30T05:40:53.249Z 来源：《工程建设标准化》2022年9月17期作者：邵波[导读] 套管开窗侧钻技术正逐步配套完善，其在提高油田开发水平、邵波中石化经纬有限公司胜利定向井公司山东省东营市 257000摘要：套管开窗侧钻技术正逐步配套完善，其在提高油田开发水平、节约钻井成本、使套损井高效地重新利用、提高大修井技术手段等方面具有较大优势，是老油区剩余油挖潜、提高油田采收率行之有效的手段。

该技术适用于断失层，局部微构造高点，井间剩余油滞留区，老井部分生产层段报废、原井仍有潜力的层系，井网不完善的潜力层。

侧钻工艺技术代表了一个油田大修井工艺技术水平。

因此探讨套管开窗侧钻工艺流程、关键技术及其配套设备，具有重要的作用与意义。

关键词：套管开窗侧钻；工艺流程；关键技术；工具；配套设备1.开窗点选择原则为挖掘剩余油潜力可将井型细分为五种类型：断失层；局部微构造高点；井间剩余油滞留区；老井部分生产层段报废，原井仍有潜力的层系；井网不完善的潜力层。

侧钻井技术优势包括：可使死井复活；可强化采油，延长油藏开采年限，提高最终原油采收率；可充分利用老井上部井眼，大幅度降低钻井成本；可充分利用老井场和地面设施，节约投资，保护环境；可获取新的地质资料，为重新认识油层提供依据。

套管开窗侧钻技术的实施基础就是对开窗点的选择，只有选择出最佳开窗点，才能为侧钻质量提供保障。

在进行现场开窗点的选择时，首先需要对该井眼的状况进行资料的收集，然后根据收集到的资料进行详细的分析，从而才能确定最佳开窗点。

选择开窗点需要遵循的具体原则如下：（1）原有固井和井眼质量良好；（2）现场有利于钻井、采油和井下作业；（3）尽量选择在井眼原有的套管上进行开窗，这样能够一定程度上减少侧钻的施工周期，从而也能节约开采成本；（4）不要在套管扶正器周围进行开窗，争取较少的使用铣套管进行连接；（5）保证选择的开窗点所在套管的上部段没有破损和变形的状况出现，使原油能够正常流动，避免泄漏。

采
技
术
眼—套 管通井一陀螺测斜—套管试压一扫水泥
面一 下斜 向器 ，定 向一 固定 斜 向器一 扫水 泥 面一 开 窗修窗一 裸 眼钻 进一 井一 下套 管 、固 井—测声幅完井—射孔投产。
１ 井眼轨迹控制 ， ３
号只有３ ，］Ｙ ４７ Ａ １ 、Ｙ ５７ Ｃ １ 种 ￣ Ａ ３ 、Ｙ ５７ Ｃ １，Ｙ ５７ ］
Ｉｌ ／ 无磁承压钻杆） １ ． ｍ ｌ ｎ ＋ ０ ７ ｍ 钻铤 × １ ） ４ ８ （～３ 根 ＋ ８ 眦ｎ ８． 无磁钻杆＋ ７ ｍ Ｃ ： ９ ３ ｍ ￣ｑ。 目前在小井眼中 ，用多个或单个螺旋扶正 我 国中原油 田在套管开窗初期 ，在小井眼
器组成的钻具结构来控制井眼轨迹的方式 已被
淘汰 ，中原油 田在２ ０ 年上半年 ，螺杆钻具本 ０４
中尝试使用双心 巴拉斯钻头（ ２ Ｂ，使用的７ Ｓ ５） ２ 只
个 主井 筒 中侧 钻 出多分 支井 。国 内胜 利 、大 港 、辽河 等油 田套 管开 窗工 艺 开展 的较早 ，
辽河 油 田在 １ ９ 年开始对侧 钻井 进行研究 ， ２ ９
本 上 采用 钻铣 复式 铣 锥 ，一次 性完 成 开窗 作
业 。贝克 石油 工具公 司在２ ０ 年研 制 出新 型 ０４
斜向器 ：从原始简易地锚 固定式斜 向器， 经 逐渐改进 ， 目前普遍采用卡 瓦液压锚定式斜 向 器 。特殊情况 下也采用水泥 固定地锚斜 向器 。 根据套管壁厚 、钢级选择适 当规格的斜 向器。 小直径 陀螺测斜仪 ：在套管 内复核井眼轨 迹， 坐挂斜 向器时测斜定 向。 套管通径规 ：长度和外径略大于斜 向器 ，
国外从２ 世纪６ 年代开始进行侧钻技术研 Ｏ ０
究， 在侧 钻方 法 、工 艺措施 、井下 工具及 完井

套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术作者：李绪东来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第10期【摘要】经过多年的勘探开发，胜利油田存在部分油水井中有不同情况的井况损坏和低产低效井。

为了老油田的挖潜，胜利油田研究摸索出了一套套管开窗侧钻水平井钻井技术。

【关键词】侧钻水平井剖面优化轨迹控制技术1 开窗技术难点及分析套管开窗侧钻水平井受老井条件和地质要求的影响其难度往往较高。

1.1 技术难点（1）开窗深度深：套管开窗位置较深，侧钻难度大。

51/2″套管开窗位置一般大于2000m，不少开窗位置大于2500m。

由于侧钻位置较深，地层致密、复杂，使得定向侧钻非常困难。

同时，套管钢级较高、套管壁较厚，开窗难度加大。

（2）井眼裸眼井段较长：不少井的裸眼长度在500-700m。

裸眼井段尤其是小井眼裸眼井段越长，钻遇层位越多，施工难度越高，越复杂。

（3）造斜率控制：由于靶前位移较短，导致造斜率偏高，井眼曲率一般在30°～80°/100m。

1.2 现场轨迹控制技术对策针对以上难点，每口井的设计和施工均经过多方严格讨论，设计选择了灵活多变设计和施工方案。

总结出套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制施工对策：（1）造斜率工具的选择：在现场施工中，为防止因各种因素造成工具实钻造斜率低于其理论值，选择比理论值高10～20%的螺杆钻具。

现场备有1.25°、1.5°、1.75°三种不同规格的单弯螺杆，以满足不同造斜率的需要。

对于将要钻遇复杂地层，造斜率的选择更要作精细预测，加大保险系数。

（2）加强造斜段的监控：一般情况下，每钻完一单根测量井斜、方位等测斜数据；还可以根据需要加密测量。

根据井眼实钻轨迹情况，随时采取不同的钻进方式和钻井参数等方法，确保实钻轨迹和设计轨迹尽量吻合。

（3）确保稳斜探顶：入靶前保持一定的井斜角稳斜探顶，这时工具的造斜率相对较小，应变能力强，可以克服地质不确定度因素，保证准确地探知油层位置，保证进靶井眼轨迹光滑性。

前苏联的阿齐兹别科夫石油公司对所报废的1200余口井用侧钻的方 法恢复了生产。目前该公司的产量一半以上是开窗井生产的。
美国等西方国家各油公司都在老油田采用侧钻井技术，并获得了显著 的经济效益。
我国侧钻井技术始于50年代，90年代初以来有较大的发展，在老井 的改造、老油田提高产量方面见到一定成效。目前我国侧钻井技术发展 较快。
5、12-斜向器固定机构、6-开窗洗锥、7-断口、 8--原井套管以下水泥封固、10-完井尾管悬挂器、 13-完井小套管、14-完井固井水泥、15-射孔孔眼
三、侧钻井的特点
1、充分利用原井场和原井的上部井眼，利用原来的输油输气管线， 节省投资。
2、侧钻井可使老井复活, 使老油田恢复产能。 3、利用侧钻技术，在事故井、报废井中侧钻成定向井、水平井， 可节省钻井周期，提高生产效率。 4、侧钻井一般是从5″、5 -1/2″或7″生产套管侧钻4-1/2″、 3-3/4″的小井眼。
靠斜向器的导斜作用；进行钻进，其方位是不能确定的。
2．定向器侧钻：侧钻部位固定预定方向的斜向器，铣锥依靠斜向
器开出的窗口按预定方位钻进。
3．自由侧钻：在侧钻部位不用斜向器，而利用断错的套管或井下
落物的偏斜作用进行开窗钻进。
4．侧钻分支井：多处开窗或一处开窗多方向侧钻不同井眼分支井。 5．侧钻水平井：井斜角达到85°以上的侧钻方式。
丢手侧向总成：由 丢手接头、上锁紧套、 锁紧环、球座、钢球、 各种密封件及侧向短 节等零件组成，如图 8—4所示。
3．YCDX型液压式侧钻工 具1）用途和特点
YCDX型液压侧钻工具是目前国内较 先进的造斜工具之一。特点：定位性 能好，定向准确。泵压力大，不需注 水泥便可进行开窗。
2）结构
主要由送入管总成、斜轨卡子、 斜轨、上卡瓦、中心管、上锥体、 缸套、活塞、销钉、下锥体、球 座、下卡瓦、螺母等件组成，如 图8—5所示

27/8″钻杆、开式下击器、配重钻铤3-5根、钻铰式
铣锥
②钻铣（开窗）参数 起始时，钻压0-5kN 转数20-30r/min 排量0.3-0.5m3/min 泵压≤15MPa
无跳、别钻现象，开窗稳定后
钻压15-30kN 转数40-60r/min 排量0.4-0.6m3/min 泵压≤15MPa
③窗口长度确定
侧钻工艺技术
第一节 侧钻工艺原理及技术关键 一、概述
1、侧钻种类
斜向器侧钻：在套管内欲开窗的位置固定一个斜向器，开窗工 具靠斜向器的导斜作用开出窗口的侧钻工艺。
自由侧钻：欲开窗的位置不下斜向器，利用井下错断的套管或
套管内落物的偏斜作用开出窗口的侧钻工艺。 定向侧钻：对侧钻开窗的方位有明确要求的侧钻工艺。 非定向侧钻：对侧钻开窗的方位无明确要求的侧钻工艺。
设计深度位置后，注入水泥浆，然后剪断送斜器与斜 向器间的连接销钉，起出送斜管柱候凝。
2）套管开窗与窗口修整
套管开窗的关键是开窗工具的选择使用和开窗时铣、
磨、钻三参数（钻压、转数、排量）的合理配合。窗 口长度、宽度的规则与否和光滑程度将对裸眼钻进、 井斜、钻具起下、测井、下套管等有重大影响。 ①开窗钻具结构
向钻开油层至设计深度，下入小套管固井射孔完成。
三、技术关键
1、原井严重套损部位以下报废处理 （1）原井层系间不能窜通，至少在平面半径5m 以内层间不能窜通，否则窜通会绕过层段上窜到 侧钻完成的上部套管内。因喇叭口完井悬挂小套
管处密封性能差，而窜通将干扰影响侧钻完井的
“新井”，所以原井层间需处理。
（2）原则上原井套损部位以下落物需捞尽。套损部位 以下有落物，则层间不能验窜封窜，也会影响套损部 位以下套管的水泥挤注封堵深度，所以一般情况下， 套损部位以下落物需捞尽。 （3）原井套损部位以上30-50m以至人工井底的水泥

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。

套管内开窗侧钻轨迹控制新技术赵悦如【摘要】套管内开窗侧钻是挖掘老区潜力,提高原油采收率的有效方法.然而随着油藏认识的不断深化、老区防碰绕障、套损、重复侧钻等原因,导致侧钻井裸眼长度越来越长.如今江苏油田侧钻井的平均裸眼长度达到640m以上,侧钻井的稳斜钻具结构受原井眼尺寸的限制,结构简单,稳斜效果不好,增斜、扭方位的次数较多,延长钻井周期.通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具,并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求,合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸,匹配合适的钻井参数确保井身质量.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】2页(P122-123)【关键词】轨迹控制;侧钻;稳斜【作者】赵悦如【作者单位】江苏油田井下作业处,江苏江都225265【正文语种】中文【中图分类】TE242套管内开窗侧钻技术是目前国内对低效井、无效井和复杂套损井的有效治理措施。

该技术优点是：能有效利用老井上部井眼，具有低成本优势；能形成新的渗流通道，沟通原井眼控制可采储量剩余油分布富集区；能形成新井眼，彻底解决套管损坏和无法实施工程报废等难题，为油田老区的稳产提供挖潜措施。

江苏油田现在每年的侧钻量在40口井左右。

随着对油藏认识的不断深化，井筒条件的恶化，造成重复侧钻井的增多，位移变大，开窗点升高等情况的发生，使得侧钻裸眼长度呈上升趋势。

随着裸眼段的不断变长，侧钻井的稳斜钻具结构受原井眼尺寸的限制，结构简单，正常采用的是φ105mm 无磁承压钻杆1根+φ73mm的加重钻杆10根+φ73mm钻杆的钻具结构。

稳斜效果不好，增斜、扭方位的次数较多，如侧闵24-8A井，裸眼长845.37m，4次调整井斜和方位，施工效率低，所以研究了新轨迹控制技术。

从井眼轨迹连续控制钻井技术原理和钻具组合2个方面来控制井眼轨迹，通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具，并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求，合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸，匹配合适的钻井参数确保井身质量。

Φ139.7套管开窗侧钻操作规程Φ139.7mm套管开窗侧钻技术规程编写: 赵国喜⽩俊成钻井⼆公司技术发展部⼆○○三年六⽉⼆⼗六⽇Φ139.7mm套管开窗侧钻技术规程套管开窗侧钻技术是指利⽤原井套损段（点）以上的套管井眼,重新钻开距套损段⼀定距离的油层，以达到恢复产能和注采关系之⽬的的⼀项钻井⼯艺技术。

1、资料调研必须对原井和其邻井进⾏调研，需要调研的资料有：完钻⽇期、地质简介、井⾝结构、钻井液、钻时、井径、井斜、套管数据、固井质量、复杂情况、井下事故、原井⼤修情况、原井井⼝和井筒现况及周围注⽔井情况。

2、⼯具、仪器和钻具配套标准2.1 钻具2.1.1 井斜⼩的侧钻井使⽤⼀级钻杆，⼤斜度井应配新钻杆。

2.1.2 井斜35°以内的侧钻井配3-1/2加重钻杆100~150m；井斜35°以上的侧钻井配加重钻杆150~200m。

2.1.3 每⼝井应配尺⼨合适的三只稳定器2.1.4 钻杆内径必须⼀致，防⽌仪器和⼯具阻卡。

2.1.5钻铤、⽆磁钻铤、稳定器及配合接头须经探伤检查合格⽅可使⽤。

2.2 侧钻井特殊钻具、⼯具配套标准(适⽤内径⼤于121mm以上的套管)Φ118mm×2m通径规Φ118mm刮⼑钻头Φ118mmPDC钻头Φ114mm导斜器Φ118mm钻铰式铣锥Φ95mm0.75°、1°、1.25°、1.5°单弯螺杆Φ104.8mm⽆磁钻铤或Φ89mm⽆磁承压钻杆Φ117mm、Φ115mm稳定器KKQ-114⽔⼒式扩孔器备注:对于10.54mm的套管,通径规和铣锥Φ115mm,斜向器Φ110-112mm,钻头Φ114-114.3mm。

2.3侧钻井主要测量仪器a 磁⼒单点照相测斜仪b 磁⼒或电⼦多点照相测斜仪c 有线随钻测量仪d 陀螺测量仪3、Φ139.7mm套管开窗侧钻程序3.1 井筒准备（采油⼚）3.1.1 通知采油⼚，使该井周围的注⽔井停注；3.1.2 通井钻具组合：Φ118mm刮⼑＋Φ73mm钻杆。

结论



侧钻开窗技术有其独特的优势与特点，投资少而 效益显著，特别是针对老井及死井。 侧钻开窗有一定风险性，在开窗前要做好规划与 设计。 国内在这方面的应用比较少，技术也有待于进一 步发展与完善！
谢谢大家！

二其他液体。 2，刮管和通经。 3，管内试压。
三、安放和固定导斜器 四、套管开窗

窗口形状
克服死点的措施



1，加大钻压。迫使开窗铣鞋中央隆起中心产生一 定位移(位移量等于套管壁厚)。只要机械进尺有所 增加，铣过死点区后再减压铣进。 2，下入小直径的开窗铣鞋将死点区重新切割。然 后下入原尺寸开窗铣鞋扩大窗口。 3，smith项目中，导斜器有一定的台阶，利用台阶 克服死点区。

国内
我国套管开窗侧钻技术在不断完善，同时对 套管开窗窗口形状的探讨也越来越多，侧钻开窗 窗口形状的计算也显得越来越重要。目前我国研 究和应用最多的是利用逐点法来绘制窗口形状及 窗口尺寸的计算，从而合理选择开窗铣鞋的外径。
窗口形状的计算
开窗方式

段铣开窗侧钻
略过，结合smith项目，重点谈一下下面的
应用井况
井下技术状况差(套管 变形或损坏,井下落物)；报 废井重新开发或勘探其它油 层；老井固井窜槽或产出液 高含水；调整井网挖掘剩余 油；采不出油或低产井。
优势
套管开窗侧钻是老油田挖掘剩余潜力、提高采 收率的重要手段,经济效益明显,投资少；与钻新井 相比能节约2/ 3 的投资,钻井周期短,见效快；可 以利用侧钻井作为调整井及加密井完善井网,采出 井间剩余油,提高储量动用程度。另外,套管开窗侧 钻一般是在那些因高含水关井或因套管损坏而停产 的井中进行,从某种意义上说,达到了修旧利废的目 的。

• 下丝堵
• 扶正盘
工作原理
• 连接在钻具中下至设计井深， 调整至预定方位，开泵憋压至 15-20MPa ， 推 动 上 、 下 活 塞 外 推上下卡瓦锚定在套管内壁上， 特殊的锁定装臵锁定活塞，正 转钻柱倒扣起出送入工具。然 后，下入配合的开窗铣锥一次 即可完成开窗作业。
技术规范
型号 SZ-311 连接 螺纹 NC50 本体外径 总长 （mm） （mm） Ø 300 4600 适应套 管尺寸 133/8” 卡瓦 数目 6 座挂压力 （MPa） 15-20
钻具组合
段铣工具 型号 TDX-245 钻 具 组 合 TDX-245+φ177.8钻铤×1根+φ216螺旋钻柱稳定 器+φ177.8钻铤×8根+φ127钻杆
TDX-178+NC38×NC35+φ120.7钻铤×1根 TDX-178 +φ148螺旋钻柱稳定器+φ120.7钻铤×5根 +NC35×NC38+φ88.9钻杆
可在内径3.9-in.（99.06mm）的生产管柱 中下入工具 在内径为6-in.（152.4mm）、壁厚为1/2in.（12.7mm）的套管上铣出一个窗口 提供可用于内径为6-in（152.4mm）套管 直径为3.8-in.（96.52mm） 的斜向器 与连续管配套使用的送入工具 磨铣扭矩在2-7/8-in.（73.03mm）氮气驱 动马达的极限范围之内 带压生产，形成连续油管地面密封
两种作业方式的比较
技术规格
型号 扣型 本体外径 （mm） 工具通径 （mm） 最大外径 （mm） 总长 （mm） 套管外径 （mm） 套管壁厚 （mm）
8.94 10.03 11.05 11.99 8.05 9.19 10.36 11.51 12.65 13.72 7.72 9.17 10.54

第３ ３ 卷第 １ 期 （ ２ ０ １ ４ ． ０ １ ）（ 技术纵横）
套管开窗侧钻的关键技术及配套设备
张 雁 隆 中国 石化河南石油工程有限 公司钻井公司技术服务公司
摘要 ： 开 窗侧 钻 包括 两 个重 要 的技 术 环 节 ：一 是 下入 地 锚 一斜 向器 用复 式铣 锥 开 窗 ，二 是
段铣器段铣套管开窗。套管开窗侧钻的关键技术有４ 个 ：套管开窗配套工具的配套和应用 ；井眼
轨 迹 的 定 向测 量 和控 制 ；提 高机械 钻 速 和安 全 钻 井 ；保 证 固井质 量 和 完 井技 术 。合理 选 择 开 窗 位 置及 造斜 率 是侧 钻 施 工 顺利 进行 的 关键 。建 议 加 强钻 井膨胀 管技 术及 小套 管 悬挂 完 井技 术 的 应 用研 究工作 ，以完善套 管 开 窗侧 钻 工 艺配套技 术 。
眼 工具 、常 规尺 寸 的钻进钻 头 获得 比钻 头 尺寸 大的 循相 应 的原则 。
（ 栏 目主 持 樊 韶华 ）
井眼。扩眼分为钻后扩眼和随钻扩眼 ，可实现小间
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８ ４— —
油气田地面工程 （ ｈ Ｌ － Ｉ ： ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｙ ｑ ｔ ｄ ｍｇ ｃ ． ｃ ｏ ｎ ｒ ）
供 了一 个最 新 的解决 方案 。建 议加 强钻 井膨 胀 管技 （ １ ）工 具仪 器 。主要 有段 铣器 、一 体 式地锚 斜 术 及小 套管 悬挂 完井 技术 的应 用研 究 工作 ，以完善 向器及 复式 铣锥 开 窗 。铣 鞋 沿第 一斜 面 到达 窗 口最 套管开窗侧钻工艺配套技术。 大宽度时 ，沿垂面铣 出最大窗 口，而后沿第二斜面 （ ２ ）合理选择开窗位置及造斜率是侧钻施工顺 完成开窗王作。测量仪器包括小尺寸有线随钻 、电 利进行 的关键。在选择开窗点以前 ，要收集原井眼 子单多点 、陀螺测斜仪。

开一、概述•自从世界上第一口定向井在20世纪30年代问世以来，定向井、丛式井等钻井技术有了很大的发展。

我国克拉玛依、玉门油田在50、60年代将定向井技术成功应用于油水井套管内开窗侧钻，经过几十年的现场实践，工艺技术进一步发展，工具进一步发展完善、配套，形成了一整套套管内开窗侧钻技术。

•目前，侧钻技术水平已在工具和工艺技术等方面总体上接近世界先进水平，并在全国油田等到广泛的应用。

通过套管内侧钻恢复了油气井生产，提高了油气井利用率和开发效果，取得了重大的社会效益和经济效益。

•1、油气井侧钻的意义油田勘探开发进入中后期，生产经营活动受到储量、投资、成本三大因素的制约，稳产形势严峻。

油田开发的重点，逐渐转移到利用工程和技术措施，挖掘剩余油潜力，提高老油田采收率上来。

随着开发时间的延长，老油田油气水井状况逐渐变差，相当数量的井不能正常生产。

为了解决部分复杂长停井复产的问题，开始应用复杂侧钻井技术的崭新尝试。

侧钻井技术在提高老油田采收率方面，具有投资少、成效大、见效快的优势，为侧钻井技术的大面积推广应用创造了条件。

侧钻井技术的应用更加规范，工艺技术措施也在推广应用中不断得到完善和提高。

•2、油气井侧钻的作用（1）、油气井侧钻利用原井眼，完善并保持了部分井网，可减少部分调整井的数量。

（2）、利用原井眼，可在油气井侧钻加深层位获得新的油气流。

（3）、通过油气井侧钻，使部分停产井恢复生产，提高油气井利用率及开发效果。

（4）、利用原井眼，可节约上部井段的钻井费用和地面建设费用，因而可以获得很好的经济效益和社会效益。

•3、套管内开窗方法及类型（1）、侧钻开窗方法：综合国内外侧钻工艺技术，开窗方法有以下三种：a、斜向器开窗侧钻方法将一定技术规格的斜向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斜向器斜面轴线一侧磨铣出一定形状的窗口，从窗口钻新井眼的方法，这种方法是油气井常用的侧钻开窗的方法。

b、截断式（段铣）开窗侧钻方法截断式开窗侧钻方法，即采用扩张式磨鞋在预定井段磨铣切割套管，将套管磨掉一段（20-30m）达到开窗目的后进行侧钻。