锻铣套管开窗侧钻技术的现场应用.docx

锻铣套管开窗侧钻技术的现场应用作者：李延军 来源：《科技致富向导》2012年第 04期【摘 要】本篇文章主要介绍锻铣器套管开窗和侧钻技术的使用情况，分析了套管开窗侧 钻的技术优势与适应条件，解剖了锻铣器套管开窗的关键技术和工艺流程同时，更侧重于现 场操作的应用，在认真总结现场应用经验的基础上，分析了套管开窗侧钻过程中有可能发生的 复杂情况，并有针对性地提出了解决问题的措施和建议关键词】套管开窗;锻铣工具;现场应用;复杂情况;应用效果在油田开发后期的到来，相当一部分油气井因各种原因而报废，正钻井也会因各种事故而 报废为了控制成本，节约投资，提高效益，因此套管开窗侧钻技术被广泛应用目前，套管 开窗侧钻主要有两种：一种是采用锻铣器锻铣一段套管，打水泥塞开窗；另一种是采用下入地 锚-斜向器，用复式铣锥开窗本篇论文主要介绍锻铣器套管开窗和侧钻技术的钻井现场使用 情况1. 锻铣器套管开窗侧钻的适应条件与优势1.1 适应条件（1）地层较软2）侧钻点上下可选范围较大3）套管容易锻铣4）原井眼井斜较小的井1.2 主要优缺点优点是工艺技术容易掌握，有利于井眼轨迹控制；缺点是裸眼段长，开窗时间长，地层较 硬时侧钻困难。

2. 必备的资料（1）原井井深；（2）原井套管记录；（3）原井固井质量曲线；（4）地质分层及岩层描 述；（5）原井测井数据；（6）侧钻井设计书；（7）侧钻井所在区块地质构造图；（8）侧钻 井周围的布井图及邻井轨迹图3. 窗口位置的选择套管开窗位置的选择直接关系到侧钻的成败，实践表明确定窗口位置应遵循以下原则：(1) 窗口应位于事故井段或套管损坏部位以上50m左右的套管本体上，以利于侧钻井形 成一定的水平位移2) 开窗部位应避开套管接箍和扶正器，窗口上下距接箍最好超过1.5-2m因为接箍难 以磨铣，磨损锻铣工具严重，施工速度慢3) 尽可能选择井斜小，固井质量好，底层相对疏松的含沙层位，有利于侧钻成功确 保下部套管不松动，上部套管不倒扣脱落，上下窗口保持一致4) 开窗井段以下要留有30m以上的口袋，已容纳落井铁屑5) 对原井眼井下地层存在高压层或者漏失层的井，应加大侧钻长度与倾角，增大井底 位移4. 开窗工具的选择目前套管开窗主要在外径244.5mm、177.8mm、139.7mm的套管中施工，开窗工具型号较 多在钻井现场施工中，黄河钻井总公司管具公司生产的TGX系列应用较多且比较成功下 面，以TGX-9型锻铣工具在直径244.5mm套管中开窗为例进行介绍。

附锻铣器锻铣套管 开窗工具示意图)该工具主要是由上接头、调压总成、活塞总成、弹簧、本体刀片总称，阻位扶正套、下扶 正短节等组成工作原理：当套管锻铣器下放到预定位置时，先启动转盘后开泵此时泥浆流经活塞上的 喷嘴产生压力降压力推动活塞下行从活塞杆推动六个刀片外张刀片给套管壁一个横向力进 行切割套管当套管切断后，刀片逐渐外张最后达到最大限定位置，此时可加压进行套管锻铣 施工施工完成后，先停泵压力降消失后，活塞在复位弹簧的作用下复位，刀片靠自身重量和 外力收回到槽内然后停转盘，可进行起钻作业5. 锻铣套管前的准备工作5.1 通井下入标准的通井规，在通井规上接一柱钻铤，通井至锻铣井段以下20-30m通井过程中 若有轻微遇阻，可转动钻具划过直至无遇阻现象通井至设计位置还应循环洗井，将井内杂物 冲洗干净5.2 钻井液性能 钻井液年度应高于60秒（马氏漏斗），切力1-3/3-5，最好采用正电胶型钻井液体系，达到比较理性的携岩能力以保证尽可能将铁屑携带至地面施工过程中尽可能保持钻井液性能 稳定5.3 进行工具的井口的试验（1）试验目的：一是检验工具的可靠性；二是试验锻铣器刀片张开前后的泵压变化值， 并做好记录，为判断井下切割套管时否切开提供参考。

2）试验方法：用直径2mm铁丝单股将刀片捆紧，将工具与方钻杆连接，放入井口开 泵，排量应根据该工具切割套管时所选用的排量，此时捆刀片的铁丝应被打开，六个刀片顺利 张开至最大位置，并记录下打开前后的泵压变化值（约2MPa ）然后开泵停泵后，六个刀片 应顺利收拢证明工具达到标准，可以下井使用试验后再用直径2mm单股铁丝捆好准备下 井6. 下钻6.1 钻具组合 为了提高工具工作的稳定性，以提高锻铣进尺和平均机械钻速，应满足以下要求：（1） 在工具的上部应连接足够长的钻铤，以满足钻压的要求2） 在工具上部的钻铤之间应接螺旋扶正器，其距离工具的距离应稍大于窗口的长度 在斜井段开窗作业更为重要，一是起稳定作用二是有利于处理铁屑等复杂情况6.2 下钻过程司钻应操作平稳，合理控制下放速度，缓慢下放，中途严禁开泵，以防止工具刀片突然松 开在套管接箍处遇阻，造成刀片损坏或者大钩倒挂等地面事故发生7. 切割锻铣套管7.1 切割套管将工具下到预定井深后，刹住刹把，不再下放钻具，先缓慢启动转盘后，转速50-60r/min，再开泵，排量12-15L/s，当钻井液流经喷嘴时，产生压降作用的活塞上，对活塞产生 推力，活塞推动刀片切割套管，（注意：此时不要下放钻具加压）。

当套管被完全切断后六个 刀片完全张开，此时由于调压杆的作用，压力下降2MPa，整个切割过程通常需要15-45min左 右切割套管后，在旋转工具10min，修整切割断面，然后进行坐压试验，若能加上20-30KN 的钻压，证明切割成功，可以加压进行锻铣作业7.2 锻铣套管（1）证实套管被切割后进行锻铣，钻井液排量由小到大逐渐增加至正常排量，控制在25- 30L/s，钻压控制在10-30KN进行锻铣施工司钻送钻时要平稳均匀，严禁溜钻、顿钻、猛提 猛放2） 钻井液性能要保持稳定，粘度60s左右，满足携带铁屑的要求注意观察测量钻井 液性能变化情况，出现情况及时调整3） 施工过程，特别要注意接第一个单根前的施工，钻压一定要小，防止钻压过大等情 况造成刀片变形，不能收到刀槽内从而造成整个工具进不了上窗口接不上单根既无法继续进 行锻铣施工作业又很可能造成钻具事故4） 锻铣过程中，铁屑有可能在钻柱周围形成“砂桥”，可以定时上提方钻杆活动钻具， 破坏“砂桥”将铁屑及时携带出来5） 正常锻铣过程中，若发现只有钻压而无进尺，是由于铁屑环或铁屑堆积影响，钻压 没有直接加到刀片上可采用上提下放转动钻具甩动突然开泵冲击的办法解决。

6） 正常锻铣过程中，若发现锻铣速度突然减慢，可能由于铁屑环缠在工具上旋转，应 采用轻微顿钻，破坏铁屑环或改变其位置而被铣掉，从而使锻铣工作顺利进行7） 正常锻铣过程中，若发现泵压升高或憋泵严重，应立即停钻、停泵、上下活动钻 具，严禁硬拔硬砸，若多次活动无效，可采取利用上窗口下窗口反复转动转盘和钻具扶正器进 行处理，直至泵压正常后方可继续锻铣8） 井深较深时，考虑刀携带岩屑困难，应控制锻铣速度，加大活动钻具次数9） 接单根后，应开泵从上窗口位置划眼至下窗口，以利于下一步的施工同时，也可 以验证一下套管有没有“扒皮”现象，有没有残余的不规则套管10）施工过程中，若出现锻铣速度变慢，一是可能遇到套管接箍，二是套管紧贴井壁， 刀具在切割岩石11）当套管外水泥胶结良好时可用较大钻压，较高的钻速加快锻铣速度；当套管外水泥 胶结不好或无水泥胶结时，应采用小钻压、低钻速；套管腐蚀严重时应采用高钻速小钻压7.3 起钻正常情况下，铣完设计井段或发现坐不住钻压，经重复上提下放无效，应起钻起钻前充 分循环清洗井眼，停泵，转动转盘5-10min左右，以利于刀片收拢锻铣工具进入上窗口时要 缓慢，注意密切观察防止遇卡，刮坏上窗口或卡钻。

8. 定向、完井作业在开窗完后，应下钻至开窗窗口以下20m左右打水泥塞，候凝36-48h，进行定向作业 定向作业与普通定向井基本相同，一般采用携带随钻测斜仪（有线随钻测斜仪、MWD无线随 钻测斜仪）的動力钻具钻进，完成增斜和稳斜钻进，同时检测井眼轨迹但在具体施工中须注 意以下几点1） 当动力钻具下井后，计算准确钻头位于窗口的位置，一般应距上窗口 1-2m,用随钻 测斜仪调整好定向的参数2） 当地层较硬时，应严格采用控时钻进，确保窗口长度能够满足定向需要避免钻头 碰在下窗口上，导致侧钻失败3） 动力钻具应选择较高的造斜类型，以缩短造斜井段的长度，提高钻井速度，有利于 侧钻成功，实现安全、经济、优质、快速钻井的目的完井作业一般采用悬挂尾管固井后射孔完井，侧钻水平井采用筛管配合管内外封隔器完 井9. 应用实例莱60-斜1,生产井（滚动开发井），设计垂深2950.00m,斜深2981.53m,属于济阳坳 陷东营凹陷广利断裂鼻状构造带莱60－斜1断块，完钻层位是沙四段在施工过程中，由于 技术套管未能封住上部易漏失层位,造成打开油层后出现下涌上漏等复杂情况发生,决定填井 开窗侧钻，填井井段：1800.00m ~ 2410.00m。

注入胜潍G级水泥30.0t，水泥浆平均密度 1.89g/cm3,填井井段：2130.00m〜2410.00m2005年07月20日下钻硬探水泥塞深2130.00m进行套管开窗作业，采用黄河钻井总公司管具公司生产的TGX-9型锻铣工具段 铣井段2002.00m~ 2022.00m,形成20米的窗口下入定向工具至窗口处，定向侧钻成功参考文献】[1] 房全堂，卢进庆•开窗侧钻技术•石油工业出版社.1997.10.[2] 韩忠勇•弯曲钻柱轴向力计算及强度校核•石油钻探技术.1997, 24 (1)。