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摘要：随着油田开发进入中后期，油田套管损坏的油水井数不断增加，低效无效生产井数急剧上升，这不但造成大量剩余油闲置，更是破坏了正常注采井网，严重影响着整个区块的开发效益.常规的封堵、卡封等工艺措施治理能力受限，难以长期有效的进行治理。开窗侧钻技术历经多年的发展，工作领域由最初的复杂事故井处理逐渐向低效无效井治理领域延伸，通过开窗侧钻技术恢复油井产能、充分动用富集的剩余油、盘活油井存量资源，具有极大的推广前景。本文从介绍分析开窗侧钻技术和油田低效无效井原因及形式入手，找准造成油田出现大面积低效无效井的原因，并介绍开窗侧钻挖潜剩余油的形式和施工流程，为开窗侧钻技术在油田低效无效井治理方面提供较强的技术支撑和理论支持。
关键词：侧钻；低效无效；开发效益；推广应用
随着油田开发进入中后期，油田的低效、无效井越来越多，逐渐成为制约油田高效开发的瓶颈，因此，为充分动用原油储量，以往主要采用的是打调整井或者是封堵、卡封等工艺措施来提高油田整体的开发效益。但打调整井的成本昂贵、重新布井位存在打空的风险等，而且使得井网变得越来越复杂，而封堵、卡封等工艺措施治理能力有限，单井控制储量难以完全动用且有效期较短。因此，在治理低效无效井方面，均存在一定的局限性，难以大面积的推广应用。尤其考虑到国际油价断崖式下跌、油价波动等问题，如何提高油田老区的开发效益、充分挖掘剩余油、盘活油田存量资源、提高油田采收率，确保多产油、产好油，已逐渐成为广大石油工作者们研究的一个重要课题。
一、开窗侧钻技术简介
侧钻技术是指在老井筒的基础之上，不需要重新探勘、布井、重新钻井，在老井筒上部合适位置，实施侧钻开窗，充分利用原井上部套管、地面上的抽油机、集输管网等设备设施，在老井筒内钻出新井眼的一门技术（如图1所示）。上
侧钻施工离不开大修队伍的发展进步，在初期，油田刚投入开发，大修队伍的规模、能力及人员技术水平均较低，当时的设备设施也非常单一，只有通井机，可以实现的功能极其单一，仅仅可以打捞落井的油管之类的落鱼。上世纪60年代，随着油田开发的深入，复杂井下落鱼、复杂井筒状况井越来越多，促使大修队伍逐渐发展，高水平的大修队伍应运而生，大修队伍的发展是随着油田开发深入遇到的复杂问题而发展起来的，经过几十年的发展，目前的大修队伍水平已日趋提高，技术手段日趋完善，大修设备逐渐升级，逐渐由单一的打捞油管类简单落物发展成可以打捞复杂落物、套管修复、取换套以及大修侧钻等技术能力的修井技术，总体上在逐步完善为可以适应油田开发中后期需要解决的各类难题的一门综合工艺技术。
从发展历程上看，大修队伍发展的第一阶段为上世纪60-70年代，该阶段打捞工具简单，以公锥、母锥及一把抓等工具为主，设备是通井机，因此，打捞技术处于初级阶段，仅能处理简单落鱼的打捞。第二阶段为上世纪80年代，该阶段无论是打捞工具、施工设备还是打捞技术发展进步十分明显。形成了一系列修井工具，如可退式捞矛和卡瓦打捞筒；各类修井机代替原始的通井机，使作业井深延伸至5000m；该阶段形成了以钻套磨铣系列修井手段，各类解卡等修井工艺。第三阶段为上世纪90年代，该阶段技术发展非常迅速，也是目前各大油田普遍采用的修井技术，首先是应用井下电视技术，使得对原井套管的认识程度不断加深，开窗侧钻技术也在此基础上得到长足进步，逐渐完善为定向、水平井及分支井侧钻技术，成为解决油田老区挖潜、盘活存量的重要技术。
开窗侧钻技术最早的时候适用于解决钻井中出现的事故，本世纪初开始在修井领域得到推广应用，当原井套管破损、错断或者严重变形时，选择开窗侧钻工艺可以很好的利用起储层，避免因工艺技术局限造成的储层损失，充分动用套管损坏段以下的储层。开窗侧钻技术在我国的发展起步相对较晚，知道上世纪90年代初才在辽河等油田得到应用，随着侧钻技术、施工设备及施工工艺的不断进步，开窗侧钻技术的应用领域也在不断扩大，由最早的单井恢复产能，延伸至老区挖潜，提高油田采收率方面，在盘活存量资源、恢复低效无效井领域成为重要的措施手段。
开窗侧钻技术无论是在恢复油井单井产能，还是在稠油油藏、天然气老区及海上油田等非常规油气资源挖潜增效方面均取得较好的应用效果，见到一定效益，充分表明该技术在低效无效井治理方面具有极大的发展前景。科学技术的不断进步必将促使开窗侧钻技术的应用领域和应用效果得到显著提升。为充分满足各类油田的开发需求，侧钻技术也在不断进步，具体表现在以下几个方面。
侧钻分支井逐步完善连同各个分支井筒；为调节油井产量而发展的分支井筒隔离工艺等。侧钻水平井相应的配套技术逐步完善创新了简单有效的完井技术；利用高科技软件，模拟设计钻井过程中的井眼轨迹控制、钻具组合、扭矩和摩阻等各类参数等。连续油管侧钻技术可以消除压井對地层的伤害，各类驱动马达、钻头等工具研制，为连续油管侧钻工艺的发展提供了强有力的保证。
二、低效无效井原因分析
随着油田开发进入中后期，因高压注水、油田注入污水、地层蠕动、套管本体质量等原因，造成套管变形、破裂、错断、腐蚀穿孔等套损井频发，严重影响了油田的整体开发效果。此外，目前各大油田普遍处于注水开发的二次采油阶段，由于地层本身的问题，层问矛盾、层内矛盾和平面矛盾日益突出，部分井水淹程度不断加深，油田综合含水不断升高，逐步进入中高含水期。在油价低迷的寒冬期，因这两类原因造成的低效无效井数量急速增长，大量剩余油残留在地下无法采出。下面具体进行分析。
1、套损井造成储层浪费
油水井套损的原因是多方面的，涉及到地质因素如地层蠕动、泥岩吸水膨胀挤压套管等；工程因素如设计不完备等；在生产中高压注水、采用酸化或者压裂等投产措施等均会对套管进行损坏。随着开发时间的不断延长，我国各大油田套管损坏问题已成为紧迫的任务。油水井套管损坏后，被迫关停甚至是报废，不但破坏了注采井网，同时套损段以下的储层被闲置，造成油田的失控储量不断增加。正常油水井变成低效无效井，造成大量剩余油变成死油，油田的采收率难以有效提高，严重影响了油田的开发效益。 2、长期注水水淹水窜问题严重
油田自投入开发以来，历经弹性能量开采的一次采油后，地层能力下降明显，为保持地层能量，各大油田普遍采用注入水驱油，进入二次采油阶段，随着注入水的增加，地层能量逐渐得到恢复，一是造成高压注水，对套管破坏性强；二是由于地层三大矛盾问题，造成高孔高渗的优质储层水淹水窜问题非常严重。在多层系油井中，因为层问差异，导致注入水沿高渗透层突进，逐渐形成水淹，抑制其他含油层的生产，造成油井过早见水，产生严重的层问干扰，大量油井转变为低效无效井。采用封堵、卡封等措施有效期受限，井间残存大量剩余油无法波及，油田采收率难以有效提高。
三、侧钻技术提高开发效益做法
为提高油田采收率，充分动用地质储量，盘活油井存量资源，提高低效无效井开发效益，推广应用开窗侧钻技术，利用原井井筒，仅用较低的投入成本，一劳永逸的解决低效无效井储量失控问题（如图2所示）。下面具体介绍主要做法。
1、优化侧钻方式
根据各类低效无效井类型，利用数模建模等软件、区块开发历程、工程资料等数据，充分找准剩余油分布，在此基础上，优化设计侧钻井轨迹、类型等。根据剩余油分布的位置，结合目前各大油田低效无效井原因，开窗侧钻的形式主要包括4大类，具体为层问侧钻、井问侧钻、平面侧钻和顶端侧钻。
层问剩余油主要是由于多层系油井中，因为各层之间物性差异性大，注水井注水时引起水驱前缘不均匀，造成渗透率高的油层水淹严重，而渗透率低、孔隙度低的油层水驱波及体积小，存在大量的剩余油，这就造成油井高含水，低效維持生产或者关停。针对这类含水高的低效井，通过测井解释、区块整体分析水窜水淹层来判断出剩余油位置，可以采用封堵高含水层、对物性差油层实施水平井侧钻，增大泄油面积来提高高含水油井开发效益（如图3所示）。
井与井之间的剩余油主要是由于压力均衡造成的，当纵向上层与层之间非均质性较强时，注入水沿压力下降方向突进，极易形成压力均衡区无法动用现象，大量剩余油残存在井问，也有一些透镜型油藏，独立的砂体难以得到动用。这就造成该类油井无法充分动用控制储量，低液低效，为挖掘此类剩余油，可在充分摸清剩余油富集地点，利用侧钻水平井沟通未动用剩余油，提高油井单井可采储量，提高单井开发效益（如图4所示）。
平面矛盾也是造成油井低效无效的重要原因之一，在平面上，注入水沿高渗透区域推进，造成平面上形成片状波及，大量剩余油在平面上呈独立的小岛式分布，针对这种富集的剩余油，采用多个靶点的侧钻技术，在落实清楚剩余油富集的小岛后，设置多个靶点，侧钻出多靶点起伏型井眼，充分动用富集的剩余油，提高油井单井的开发效益（如图5所示）。
众所周知，注入水在层内推进的过程中，在重力的作用必然会先从底部推进，因此，在油层的中上部，大量原油无法有效波及，造成底部水淹，中上部弱水驱现象，形成油层上端富集剩余油，这种情况在有一定倾角的地层更为严重，针对这类油井，采用在油层上部侧钻水平井，消除底部水淹的影响，可以有效提高油井单井产能（如图6所示）。
2、侧钻技术实施过程
1）侧钻开窗
在进行侧钻开窗时，选择合适的开窗位置是非常重要的，对于低效无效井，必须分析清楚需要侧钻的层位，套管损坏的位置等参数，结合原井井筒状况，选择侧钻开窗位置时主要考虑以下3个方面：侧钻开窗位置以上的套管必须保证完好，通过验套、电磁探伤等工艺确定套管没问题，避免二次作业；为求侧钻后窗口稳定，尽量选择硬地层井段、非套管接箍位置，而且需要结合原井固井质量情况；为了拉开与原井井筒在水平位移上的距离，必须选择开窗位置在套损段40米以上。
2）控制井轨迹
井眼优化方面，由于普遍来说侧钻井都是水平井，因此，必须考虑水平段钻穿的是主力层，通过分析剩余油富集区的厚度、丰度等参数确定合理的水平段长度，同时，为了降低成本、保证侧钻井眼的稳定性，优化泥浆配方来处理地层漏失、小规模塌陷等问题。
3）钻进、固井
为提高侧钻井钻井效率、降低侧钻成本，尽量采用近平衡压力钻井工艺，这就要求针对不同井区的地层压力状况选择侧钻时的井身结构和泥浆密度，避免发生井喷、井漏等事故，因此，泥浆密度、暂堵剂等的选择显得尤为重要。
固井时，为提高固井质量，消除地层高温引起的水泥强度降低、失水快、过早凝固等问题，避免出现水泥上返不到位、固井质量差等现象，必须添加水泥加固剂、缓凝剂、降失水剂及分散剂等各类添加剂，提高水泥浆性能，确保固井能够固的快、固的牢。
四、结论
随着油田开发的不断深入，套损问题、高含水问题日益严重，如何治理这两类问题提高油田的开发效益将是一个长期的工作。通过找准油田低效无效井原因，优化设计侧钻工艺，增大剩余油富集区泄油面积，提高油井单井产能，经过前期的分析论证、实例应用，充分表明开窗侧钻技术在老区挖潜剩余油，盘活存量资源，提高油田采收率方面具有极大的优势，具有极大的推广应用价值。
关键词：侧钻；低效无效；开发效益；推广应用
随着油田开发进入中后期，油田的低效、无效井越来越多，逐渐成为制约油田高效开发的瓶颈，因此，为充分动用原油储量，以往主要采用的是打调整井或者是封堵、卡封等工艺措施来提高油田整体的开发效益。但打调整井的成本昂贵、重新布井位存在打空的风险等，而且使得井网变得越来越复杂，而封堵、卡封等工艺措施治理能力有限，单井控制储量难以完全动用且有效期较短。因此，在治理低效无效井方面，均存在一定的局限性，难以大面积的推广应用。尤其考虑到国际油价断崖式下跌、油价波动等问题，如何提高油田老区的开发效益、充分挖掘剩余油、盘活油田存量资源、提高油田采收率，确保多产油、产好油，已逐渐成为广大石油工作者们研究的一个重要课题。
一、开窗侧钻技术简介
侧钻技术是指在老井筒的基础之上，不需要重新探勘、布井、重新钻井，在老井筒上部合适位置，实施侧钻开窗，充分利用原井上部套管、地面上的抽油机、集输管网等设备设施，在老井筒内钻出新井眼的一门技术（如图1所示）。上
侧钻施工离不开大修队伍的发展进步，在初期，油田刚投入开发，大修队伍的规模、能力及人员技术水平均较低，当时的设备设施也非常单一，只有通井机，可以实现的功能极其单一，仅仅可以打捞落井的油管之类的落鱼。上世纪60年代，随着油田开发的深入，复杂井下落鱼、复杂井筒状况井越来越多，促使大修队伍逐渐发展，高水平的大修队伍应运而生，大修队伍的发展是随着油田开发深入遇到的复杂问题而发展起来的，经过几十年的发展，目前的大修队伍水平已日趋提高，技术手段日趋完善，大修设备逐渐升级，逐渐由单一的打捞油管类简单落物发展成可以打捞复杂落物、套管修复、取换套以及大修侧钻等技术能力的修井技术，总体上在逐步完善为可以适应油田开发中后期需要解决的各类难题的一门综合工艺技术。
从发展历程上看，大修队伍发展的第一阶段为上世纪60-70年代，该阶段打捞工具简单，以公锥、母锥及一把抓等工具为主，设备是通井机，因此，打捞技术处于初级阶段，仅能处理简单落鱼的打捞。第二阶段为上世纪80年代，该阶段无论是打捞工具、施工设备还是打捞技术发展进步十分明显。形成了一系列修井工具，如可退式捞矛和卡瓦打捞筒；各类修井机代替原始的通井机，使作业井深延伸至5000m；该阶段形成了以钻套磨铣系列修井手段，各类解卡等修井工艺。第三阶段为上世纪90年代，该阶段技术发展非常迅速，也是目前各大油田普遍采用的修井技术，首先是应用井下电视技术，使得对原井套管的认识程度不断加深，开窗侧钻技术也在此基础上得到长足进步，逐渐完善为定向、水平井及分支井侧钻技术，成为解决油田老区挖潜、盘活存量的重要技术。
开窗侧钻技术最早的时候适用于解决钻井中出现的事故，本世纪初开始在修井领域得到推广应用，当原井套管破损、错断或者严重变形时，选择开窗侧钻工艺可以很好的利用起储层，避免因工艺技术局限造成的储层损失，充分动用套管损坏段以下的储层。开窗侧钻技术在我国的发展起步相对较晚，知道上世纪90年代初才在辽河等油田得到应用，随着侧钻技术、施工设备及施工工艺的不断进步，开窗侧钻技术的应用领域也在不断扩大，由最早的单井恢复产能，延伸至老区挖潜，提高油田采收率方面，在盘活存量资源、恢复低效无效井领域成为重要的措施手段。
开窗侧钻技术无论是在恢复油井单井产能，还是在稠油油藏、天然气老区及海上油田等非常规油气资源挖潜增效方面均取得较好的应用效果，见到一定效益，充分表明该技术在低效无效井治理方面具有极大的发展前景。科学技术的不断进步必将促使开窗侧钻技术的应用领域和应用效果得到显著提升。为充分满足各类油田的开发需求，侧钻技术也在不断进步，具体表现在以下几个方面。
侧钻分支井逐步完善连同各个分支井筒；为调节油井产量而发展的分支井筒隔离工艺等。侧钻水平井相应的配套技术逐步完善创新了简单有效的完井技术；利用高科技软件，模拟设计钻井过程中的井眼轨迹控制、钻具组合、扭矩和摩阻等各类参数等。连续油管侧钻技术可以消除压井對地层的伤害，各类驱动马达、钻头等工具研制，为连续油管侧钻工艺的发展提供了强有力的保证。
二、低效无效井原因分析
随着油田开发进入中后期，因高压注水、油田注入污水、地层蠕动、套管本体质量等原因，造成套管变形、破裂、错断、腐蚀穿孔等套损井频发，严重影响了油田的整体开发效果。此外，目前各大油田普遍处于注水开发的二次采油阶段，由于地层本身的问题，层问矛盾、层内矛盾和平面矛盾日益突出，部分井水淹程度不断加深，油田综合含水不断升高，逐步进入中高含水期。在油价低迷的寒冬期，因这两类原因造成的低效无效井数量急速增长，大量剩余油残留在地下无法采出。下面具体进行分析。
1、套损井造成储层浪费
油水井套损的原因是多方面的，涉及到地质因素如地层蠕动、泥岩吸水膨胀挤压套管等；工程因素如设计不完备等；在生产中高压注水、采用酸化或者压裂等投产措施等均会对套管进行损坏。随着开发时间的不断延长，我国各大油田套管损坏问题已成为紧迫的任务。油水井套管损坏后，被迫关停甚至是报废，不但破坏了注采井网，同时套损段以下的储层被闲置，造成油田的失控储量不断增加。正常油水井变成低效无效井，造成大量剩余油变成死油，油田的采收率难以有效提高，严重影响了油田的开发效益。 2、长期注水水淹水窜问题严重
油田自投入开发以来，历经弹性能量开采的一次采油后，地层能力下降明显，为保持地层能量，各大油田普遍采用注入水驱油，进入二次采油阶段，随着注入水的增加，地层能量逐渐得到恢复，一是造成高压注水，对套管破坏性强；二是由于地层三大矛盾问题，造成高孔高渗的优质储层水淹水窜问题非常严重。在多层系油井中，因为层问差异，导致注入水沿高渗透层突进，逐渐形成水淹，抑制其他含油层的生产，造成油井过早见水，产生严重的层问干扰，大量油井转变为低效无效井。采用封堵、卡封等措施有效期受限，井间残存大量剩余油无法波及，油田采收率难以有效提高。
三、侧钻技术提高开发效益做法
为提高油田采收率，充分动用地质储量，盘活油井存量资源，提高低效无效井开发效益，推广应用开窗侧钻技术，利用原井井筒，仅用较低的投入成本，一劳永逸的解决低效无效井储量失控问题（如图2所示）。下面具体介绍主要做法。
1、优化侧钻方式
根据各类低效无效井类型，利用数模建模等软件、区块开发历程、工程资料等数据，充分找准剩余油分布，在此基础上，优化设计侧钻井轨迹、类型等。根据剩余油分布的位置，结合目前各大油田低效无效井原因，开窗侧钻的形式主要包括4大类，具体为层问侧钻、井问侧钻、平面侧钻和顶端侧钻。
层问剩余油主要是由于多层系油井中，因为各层之间物性差异性大，注水井注水时引起水驱前缘不均匀，造成渗透率高的油层水淹严重，而渗透率低、孔隙度低的油层水驱波及体积小，存在大量的剩余油，这就造成油井高含水，低效維持生产或者关停。针对这类含水高的低效井，通过测井解释、区块整体分析水窜水淹层来判断出剩余油位置，可以采用封堵高含水层、对物性差油层实施水平井侧钻，增大泄油面积来提高高含水油井开发效益（如图3所示）。
井与井之间的剩余油主要是由于压力均衡造成的，当纵向上层与层之间非均质性较强时，注入水沿压力下降方向突进，极易形成压力均衡区无法动用现象，大量剩余油残存在井问，也有一些透镜型油藏，独立的砂体难以得到动用。这就造成该类油井无法充分动用控制储量，低液低效，为挖掘此类剩余油，可在充分摸清剩余油富集地点，利用侧钻水平井沟通未动用剩余油，提高油井单井可采储量，提高单井开发效益（如图4所示）。
平面矛盾也是造成油井低效无效的重要原因之一，在平面上，注入水沿高渗透区域推进，造成平面上形成片状波及，大量剩余油在平面上呈独立的小岛式分布，针对这种富集的剩余油，采用多个靶点的侧钻技术，在落实清楚剩余油富集的小岛后，设置多个靶点，侧钻出多靶点起伏型井眼，充分动用富集的剩余油，提高油井单井的开发效益（如图5所示）。
众所周知，注入水在层内推进的过程中，在重力的作用必然会先从底部推进，因此，在油层的中上部，大量原油无法有效波及，造成底部水淹，中上部弱水驱现象，形成油层上端富集剩余油，这种情况在有一定倾角的地层更为严重，针对这类油井，采用在油层上部侧钻水平井，消除底部水淹的影响，可以有效提高油井单井产能（如图6所示）。
2、侧钻技术实施过程
1）侧钻开窗
在进行侧钻开窗时，选择合适的开窗位置是非常重要的，对于低效无效井，必须分析清楚需要侧钻的层位，套管损坏的位置等参数，结合原井井筒状况，选择侧钻开窗位置时主要考虑以下3个方面：侧钻开窗位置以上的套管必须保证完好，通过验套、电磁探伤等工艺确定套管没问题，避免二次作业；为求侧钻后窗口稳定，尽量选择硬地层井段、非套管接箍位置，而且需要结合原井固井质量情况；为了拉开与原井井筒在水平位移上的距离，必须选择开窗位置在套损段40米以上。
2）控制井轨迹
井眼优化方面，由于普遍来说侧钻井都是水平井，因此，必须考虑水平段钻穿的是主力层，通过分析剩余油富集区的厚度、丰度等参数确定合理的水平段长度，同时，为了降低成本、保证侧钻井眼的稳定性，优化泥浆配方来处理地层漏失、小规模塌陷等问题。
3）钻进、固井
为提高侧钻井钻井效率、降低侧钻成本，尽量采用近平衡压力钻井工艺，这就要求针对不同井区的地层压力状况选择侧钻时的井身结构和泥浆密度，避免发生井喷、井漏等事故，因此，泥浆密度、暂堵剂等的选择显得尤为重要。
固井时，为提高固井质量，消除地层高温引起的水泥强度降低、失水快、过早凝固等问题，避免出现水泥上返不到位、固井质量差等现象，必须添加水泥加固剂、缓凝剂、降失水剂及分散剂等各类添加剂，提高水泥浆性能，确保固井能够固的快、固的牢。
四、结论
随着油田开发的不断深入，套损问题、高含水问题日益严重，如何治理这两类问题提高油田的开发效益将是一个长期的工作。通过找准油田低效无效井原因，优化设计侧钻工艺，增大剩余油富集区泄油面积，提高油井单井产能，经过前期的分析论证、实例应用，充分表明开窗侧钻技术在老区挖潜剩余油，盘活存量资源，提高油田采收率方面具有极大的优势，具有极大的推广应用价值。