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摘要：随着油田开发进入中后期，油层套管损坏变形、井内落物及复杂等原因造成许多油水井停产或报废，老井修复再利用技术目前在各油田不断地进行着。中原油田属于断块油气田，地层非均质性严重，地质构造复杂，相当一部分躺井通过大修已无法恢复生产，为了充分利用老井上部套管进行开窗侧钻，使报废井恢复产能，降低油田开采成本。文章着重就Φ139.7mm套管开窗侧钻、定向钻进、钻井液及完井技术等四个方面详细介绍了小井眼钻井技术在中原油田的应用情况和发展前景。
关键词：Φ139.7mm套管；开窗侧钻；钻井液；完井技术
中图分类号： TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）15-0081-04
1 Φ139.7mm套管开窗技术
1.1 开窗点的选择
符合井身剖面设计，有利于裸眼段井身轨迹控制和安全施工。
开窗点以上套管完好，试压合格（加压15～20MPa，30分钟压降小于0.5MPa），通过顺利，窗口避开套管接箍位置。
开窗点井段老井眼井径小而规则，固井质量优良，地层稳定。
1.2 通井、压井、打悬空水泥塞
由于油田开发后期部分井出水严重，施工中一般先下入通井规（其长度大于所采用的斜向器长度，外径大于斜向器外径2～3mm）+Φ73mm钻杆通井至侧钻点以下20～30m处确保斜向器的顺利入井，用高密度钻井液压井，起钻完下入光钻杆打水泥塞，起钻候凝48h。下入Φ118mm钻头将水泥塞钻至合适深度，要求水泥塞承压超过100kN，以保证甩地锚式斜向器时剪断销钉。
1.3 斜向器的分类及下斜向器、陀螺定向的方法
1.3.1 斜向器分类
地锚式斜向器、液压双卡瓦式斜向器、液压双卡瓦封隔器式斜向器、双卡瓦机械式斜向器。
1.3.2 目前常用液压双卡瓦式斜向器
将侧钻点以下井段水泥封固，先采用Φ118mm铣锥+套管刮削器+Φ118通井规+Φ73mm钻杆通井至侧钻点以下20～30m处循环洗井，在开窗处刮削套管壁，消除杂质对固定斜向器的影响。下入斜向器，陀螺定向把斜向起斜面调整至预定方位后，起出仪器；投球，接方钻杆将斜向器下至设计深度，缓慢开泵，蹩压20～22MPa，稳定2～3分钟，下压钻具200～300kN确认斜向器座封稳固后，卸压；上提钻具至原悬重缓慢启动转盘正转，直至中心杆全部退出为止，然后下开窗钻具组合进行开窗作业。
1.4 套管开窗工艺
1.4.1 开窗钻具组合
Φ118mm钻绞式铣锥+Φ101.6mm钻铤×3根+Φ88.9mm加重钻杆×15根+Φ73mm钻杆，铣锥到斜向器顶部遇阻后，在方钻杆上做好标记，即可开窗作业。
1.4.2 起始开窗钻进参数
钻压5～10kN、转速40～60r/min、排量8～10L/s；开窗磨铣15cm后，钻压增至20～30kN，并保持每磨铣30cm左右，上下活动钻具修窗、清洗井底碎铁屑，避免重复破碎（注：开窗过程中，必须使用好震动筛，筛布要求100～120目，有条件的应在流槽内放置磁铁打捞细铁屑，要有专人观察震动筛返屑情况）。
1.4.3 修窗
整个窗口开出后（磨铣总进尺达到2.0～2.5m），上提铣锥至窗口顶部，反复下划修复窗口至畅通为止，特别是在上下窗口处必须定点悬空磨铣5～10分钟（转速80～100r/min）。为了确保钻头能够直接进入地层，开窗完毕后，应再以30～50kN钻压钻入地层2～3米再循环起钻。铣锥起出后应测量外径并观察其损坏情况。
2 定向钻进技术
2.1 钻头优选技术
小井眼侧钻，选择适合地层特点的钻头是提高钻井速度的关键。中原油田小井眼侧钻一般都在下部地层沙一至沙三段，地层可钻性较差。通过使用分析比较，牙轮钻头一般采用江汉钻头厂的Φ118mmYA437、YA517、YC517等型号的单牙轮钻头；根据定向及双驱钻进的需要，定向时选用短保径PDC钻头，稳斜复合钻进时选用长保径PDC钻头；一般选用中原管具产的Φ118mmZY304A型和川石Φ118mmGP426L、G426H等型号钻头。现在多采用动力钻具配合PDC钻头复合钻进，它可以定向扭方位、增斜、降斜一次完成。
2.2 螺杆钻具的合理使用
针对不同地层对螺杆钻具进行了优选。目前多使用1°、1.25°和1.5°弯螺杆，其中1.5°螺杆多使用于水平井或地层造斜率低的地层，但因其弯角偏大、造斜率高，其交变应力和扭矩偏高，应尽量减少双驱钻进时间，避免螺杆折断事故；双驱钻进一般多使用1.25°弯螺杆。
2.3 侧钻
侧钻时为有效侧出新井眼，先用Φ118mmPDC钻头+Φ95mm直螺杆+Φ104.8mm钻铤6根+Φ88.9mm加重钻杆×12根+Φ73mm钻杆。滑动钻进20～30m，摆脱老井眼。对于窗口部位固井质量好、地层岩性稳定的开窗井段，可以使用弯螺杆，在钻头出窗口后直接双驱钻进20～30m，无磁钻铤进入地层后，进行定向侧钻。
2.4 井眼轨迹控制技术
第一，在定向过程中，应首先增井斜摆脱老井眼，增加夹壁墙厚度，然后扭方位。Φ95mm 1.25°单弯单扶螺杆在井斜小于5°时，扭方位一个单根可达到20～30°；当井斜大于8°时，使用重力工作面，尽量避免在大井斜时造成扭方位。
第二，据统计，Φ95mm1.25°单弯单扶螺杆双驱钻进呈一定规律，地层倾角小于10°时，井斜递减率一般平均为3～4°/50m，方位平均增加3～5°/50m，当地层倾角大于20°时，井斜递增率一般为1～3°/50m方位平均减少3～5°/50m；因此要求在定向及双驱钻进时应注意收集地层自然造斜规律的实钻资料，根据具体情况调整好井斜与方位的预留，坚持50～60m必须吊测一次，并根据测斜结果及时调整措施，确保中靶。
第三，因小螺杆钻具滑动钻进造斜率较高（约为2～3.5°/10m），所以小井眼定向应注意控制全角变化率：要求全角变化率小于10°/30m，最大不允许超过15°/30m，以保证良好的井身质量。
关键词：Φ139.7mm套管；开窗侧钻；钻井液；完井技术
中图分类号： TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）15-0081-04
1 Φ139.7mm套管开窗技术
1.1 开窗点的选择
符合井身剖面设计，有利于裸眼段井身轨迹控制和安全施工。
开窗点以上套管完好，试压合格（加压15～20MPa，30分钟压降小于0.5MPa），通过顺利，窗口避开套管接箍位置。
开窗点井段老井眼井径小而规则，固井质量优良，地层稳定。
1.2 通井、压井、打悬空水泥塞
由于油田开发后期部分井出水严重，施工中一般先下入通井规（其长度大于所采用的斜向器长度，外径大于斜向器外径2～3mm）+Φ73mm钻杆通井至侧钻点以下20～30m处确保斜向器的顺利入井，用高密度钻井液压井，起钻完下入光钻杆打水泥塞，起钻候凝48h。下入Φ118mm钻头将水泥塞钻至合适深度，要求水泥塞承压超过100kN，以保证甩地锚式斜向器时剪断销钉。
1.3 斜向器的分类及下斜向器、陀螺定向的方法
1.3.1 斜向器分类
地锚式斜向器、液压双卡瓦式斜向器、液压双卡瓦封隔器式斜向器、双卡瓦机械式斜向器。
1.3.2 目前常用液压双卡瓦式斜向器
将侧钻点以下井段水泥封固，先采用Φ118mm铣锥+套管刮削器+Φ118通井规+Φ73mm钻杆通井至侧钻点以下20～30m处循环洗井，在开窗处刮削套管壁，消除杂质对固定斜向器的影响。下入斜向器，陀螺定向把斜向起斜面调整至预定方位后，起出仪器；投球，接方钻杆将斜向器下至设计深度，缓慢开泵，蹩压20～22MPa，稳定2～3分钟，下压钻具200～300kN确认斜向器座封稳固后，卸压；上提钻具至原悬重缓慢启动转盘正转，直至中心杆全部退出为止，然后下开窗钻具组合进行开窗作业。
1.4 套管开窗工艺
1.4.1 开窗钻具组合
Φ118mm钻绞式铣锥+Φ101.6mm钻铤×3根+Φ88.9mm加重钻杆×15根+Φ73mm钻杆，铣锥到斜向器顶部遇阻后，在方钻杆上做好标记，即可开窗作业。
1.4.2 起始开窗钻进参数
钻压5～10kN、转速40～60r/min、排量8～10L/s；开窗磨铣15cm后，钻压增至20～30kN，并保持每磨铣30cm左右，上下活动钻具修窗、清洗井底碎铁屑，避免重复破碎（注：开窗过程中，必须使用好震动筛，筛布要求100～120目，有条件的应在流槽内放置磁铁打捞细铁屑，要有专人观察震动筛返屑情况）。
1.4.3 修窗
整个窗口开出后（磨铣总进尺达到2.0～2.5m），上提铣锥至窗口顶部，反复下划修复窗口至畅通为止，特别是在上下窗口处必须定点悬空磨铣5～10分钟（转速80～100r/min）。为了确保钻头能够直接进入地层，开窗完毕后，应再以30～50kN钻压钻入地层2～3米再循环起钻。铣锥起出后应测量外径并观察其损坏情况。
2 定向钻进技术
2.1 钻头优选技术
小井眼侧钻，选择适合地层特点的钻头是提高钻井速度的关键。中原油田小井眼侧钻一般都在下部地层沙一至沙三段，地层可钻性较差。通过使用分析比较，牙轮钻头一般采用江汉钻头厂的Φ118mmYA437、YA517、YC517等型号的单牙轮钻头；根据定向及双驱钻进的需要，定向时选用短保径PDC钻头，稳斜复合钻进时选用长保径PDC钻头；一般选用中原管具产的Φ118mmZY304A型和川石Φ118mmGP426L、G426H等型号钻头。现在多采用动力钻具配合PDC钻头复合钻进，它可以定向扭方位、增斜、降斜一次完成。
2.2 螺杆钻具的合理使用
针对不同地层对螺杆钻具进行了优选。目前多使用1°、1.25°和1.5°弯螺杆，其中1.5°螺杆多使用于水平井或地层造斜率低的地层，但因其弯角偏大、造斜率高，其交变应力和扭矩偏高，应尽量减少双驱钻进时间，避免螺杆折断事故；双驱钻进一般多使用1.25°弯螺杆。
2.3 侧钻
侧钻时为有效侧出新井眼，先用Φ118mmPDC钻头+Φ95mm直螺杆+Φ104.8mm钻铤6根+Φ88.9mm加重钻杆×12根+Φ73mm钻杆。滑动钻进20～30m，摆脱老井眼。对于窗口部位固井质量好、地层岩性稳定的开窗井段，可以使用弯螺杆，在钻头出窗口后直接双驱钻进20～30m，无磁钻铤进入地层后，进行定向侧钻。
2.4 井眼轨迹控制技术
第一，在定向过程中，应首先增井斜摆脱老井眼，增加夹壁墙厚度，然后扭方位。Φ95mm 1.25°单弯单扶螺杆在井斜小于5°时，扭方位一个单根可达到20～30°；当井斜大于8°时，使用重力工作面，尽量避免在大井斜时造成扭方位。
第二，据统计，Φ95mm1.25°单弯单扶螺杆双驱钻进呈一定规律，地层倾角小于10°时，井斜递减率一般平均为3～4°/50m，方位平均增加3～5°/50m，当地层倾角大于20°时，井斜递增率一般为1～3°/50m方位平均减少3～5°/50m；因此要求在定向及双驱钻进时应注意收集地层自然造斜规律的实钻资料，根据具体情况调整好井斜与方位的预留，坚持50～60m必须吊测一次，并根据测斜结果及时调整措施，确保中靶。
第三，因小螺杆钻具滑动钻进造斜率较高（约为2～3.5°/10m），所以小井眼定向应注意控制全角变化率：要求全角变化率小于10°/30m，最大不允许超过15°/30m，以保证良好的井身质量。