侧钻井工艺技术简介

1、侧钻井工艺流程及关键技术侧钻井工艺流程及关键技术主 讲 人：袁长虹钻井一公司技术发展中心钻井一公司技术发展中心Drilling Company Technology Development Center前 言 套管开窗侧钻技术是一种在已下套管的枯竭和事故井中，应用特殊的工具、工艺对套管进行开窗，并侧钻出一定距离，重新开采地下油田，从而使老井复活、老井更新，大幅度提高原油产量和采收率的技术。 中原油田开窗侧钻始于1993年，最初几年受各种因素的影响，侧钻井工作进展缓慢。随着不断的深入研究和实践，套管开窗侧钻井日趋成熟。一、工艺流程二、工具选择三、关键技术要求四、井下复杂预防五、其他要求catal

2、ogue目 录工艺流程前期施工开窗、修窗侧钻裸眼钻进完井作业工艺流程-前期调研一.窗口确定条件： 1.开窗点以上套管必须完好，通径、试压合格。 2.开窗井段固井质量较好，井径较小、地层较稳定。 3.根据地质提供的靶心、位移和陀螺校核数据以及侧钻工具、地层造斜能力合理调整开窗深度，保证井眼轨迹平滑和并达到地质目的。 4.开窗点要避开套管接箍。工艺流程-前期施工二.井筒处理1.刮管 使用套管刮削器清除残留在套管内壁上水泥块、水泥环、硬蜡、各种盐类结晶和沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等物，以便畅通无阻地下入各种下井工具。工艺流程-前期施工2.通径(1)将套管通径规连接在下井管柱下入井内

3、，通径规应能顺利通过，若遇阻则说明井下套管有问题。(2)当下井的工具较长时，可以在通径规下端再连接另一个通径规，加长其长度进行通井，以保证下井工具能顺利到达工作井段。(3)地面通径试验时，管内应没有任何外来物质。工艺流程-前期施工3.试压 刮管、通径结束后，对套管串按设计进行试压，确保开窗口以上套管串密封良好。工艺流程-开窗、修窗三.开窗、修窗1.下斜向器将斜向器总成连接钻具下至预开窗位置。工艺流程-开窗、修窗2.摆放斜向器 根据老井陀螺数据和侧钻后井眼轨迹设计，使用有限随钻调整斜向器斜面，减少定向工作量。工艺流程-开窗、修窗3.坐挂斜向器 斜向器在预定位置摆放完毕后，按照斜向器坐挂技术要求和

4、使用说明对斜向器进行坐挂，并确保斜向器坐挂牢靠。4.开窗使用铣锥对套管进行开窗，窗口长度2m。开窗时，严格执行开窗技术措施，确保开窗成功和窗口圆滑。工艺流程-开窗、修窗5.修窗 修正窗口毛刺，确保窗口规则、圆滑。工艺流程-开窗、修窗6.钻领眼 修窗结束后使用铣锥钻新地层3-5m，为下一步使用钻头钻进创造良好条件。工艺流程-侧钻四.侧钻 使用弯螺杆+钻头，充分利用斜向器斜面，控时钻进和控时定向钻进，使新钻井眼脱离老井眼。工艺流程-裸眼钻进五.裸眼钻进 根据地层岩性、井眼轨迹要求，优选钻头型号、螺杆弯度，加快施工进度，确保井身质量。施工过程中合理调配钻井液性能，做到井控安全和井壁稳定。合理匹配钻井

5、参数，定时、定井段短程起下钻，做好井眼清洁工作,确保施工安全、顺利。工艺流程-裸眼钻进六.完井作业 为电测、下尾管准备好井眼，必要时改换钻具组合通井，并对井径偏小的井段进行扩划眼。做好封闭液、压塞液配方试验，为裸眼、尾管测井一次成功奠定良好基础，确保完井作业安全顺利。一、工艺流程二、工具选择三、关键技术要求四、井下复杂预防五、其他要求catalogue目 录工具选择一.钻具选择钻杆选择原则上参照以下几点：3.设计井深大于设计井深大于3000m，全井使用3-1/8直连钻杆2.设计井深大于设计井深大于2500m小于小于3000m裸眼段使用3-1/8直连钻杆或ZY31扣钻杆 。1.设计井深小于设计井

6、深小于2500m全井使用2-7/8斜坡钻杆。工具选择工具名称 套管内径 套管内径124.26mm套管内径121.366mm套管内径118.62mm刮削器规格（mm）114*1500114*1500114*1500套管通径规规格（mm）115*1800115*1800115*1800斜向器规格（mm）114*2900114*2900114*2900铣锥规格（mm）118*900118*900114*900二.井筒处理工具选择 5-1/2“套管开窗不同套管内径，选用井筒处理工具不同，工具尺寸推荐如下表：井筒处理工具选择推荐表工具选择三.钻头选择 开窗侧钻井钻头类型基本就两种，选择余地非常小，一类是

7、单牙轮钻头，另一类是四刀翼PDC钻头。钻头外径是根据套管内径选择的，推荐表如下：钻头尺寸选择推荐表钻头型号 套管内径 套管内径124.26mm套管内径121.366mm套管内径118.62mm牙轮钻头直径（mm）118118114PDC钻头直径（mm）118118116工具选择四.螺杆选择 根据侧钻、轨迹需要选择不同弯度的螺杆，螺杆选择推荐如下：螺杆弯度选择推荐表 扶正器尺寸主要完成工作及注意事项95mm单弯1.5螺杆9mm垫块侧钻，设计全角变化率6/30m，防全角变化率超标95mm单弯1.35螺杆9mm垫块定向钻进，防全角变化率超标95mm单弯1.25螺杆9mm垫块定向钻进，降斜，防全角变化

8、率超标95mm单弯1.25螺杆114mm单扶定向钻进，稳斜，防卡注！1.稳斜段较长、区域内地层相对稳定、无剥蚀掉块现象，118mm井眼可考虑使用单扶（114mm）螺杆。2.满足井身质量要求情况下，尽量选用1.5螺杆施工。工具选择五.悬挂器选择 悬挂器是连接尾管与送入钻具的一种装置，目前两种外径，推荐表如下：悬挂器尺寸选择推荐表悬挂器 套管内径 套管内径124.26mm套管内径121.366mm套管内径118.62mmSGX139.7*101.6直径（mm）117117或115115一、工艺流程二、工具选择三、关键技术要求四、井下复杂预防五、其他要求catalogue目 录关键技术要求一. 刮管

9、技术要求钻具组合：铣锥+刮削器+88.9mm加重钻杆*12根+钻杆。技术要求：3.控制管柱下放速度（m/4-6s），并做到匀速下放，平稳操作。2.刮削器入井后，井口必须做好防掉落物工作。1.仔细检查刮削器，按压刮削器伸缩块，确保伸缩灵活，认真测量刮管器长度、本体内外径及伸缩块伸缩范围等。关键技术要求5.刮削器下至窗口以下10m，并对坐挂斜向器位置上下5m范围内进行刮削。6.刮削时，开泵、启动转盘，上提、下放钻具反复刮削坐挂斜向器位置。7.刮削结束后循环1-2周，无杂质返出，置换井筒内液体。8.完全置换出原井筒液体，钻井液返出后，实施起钻。4.遇阻要认真分析原因，严禁盲目下压，遇阻吨位不得超过2

10、0KN。关键技术要求二.坐挂斜向器技术要求 为准、牢坐挂斜向器，应认真执行以下技术要求：为准、牢坐挂斜向器，应认真执行以下技术要求：1.斜向器斜面方向应避免放置在高边工具面150-210范围内；放置斜向器斜面方向时建议与所需斜面方向左偏（滞后）90。2.斜向器下至预定位置后，根据需要调整斜向器斜面方向，找准斜面方向后上下（3-5m）活动钻具，斜面方向不变，锁死转盘。接方钻杆，上卸扣时注意防止钻具转动。3.斜向器斜面方向应避免放置在高边工具面150-210范围内；放置斜向器斜面方向时建议与所需斜面方向左偏（滞后）90关键技术要求二.坐挂斜向器技术要求6.脱手起钻。确认斜向器坐挂成功后，憋压8-1

11、0MPa。正转转盘9-12圈（视井斜大小确定旋转圈数）实施脱手，泵压归零送入器与斜向器脱离。观察指重表，缓慢上提钻具，无挂卡现象，脱手成功，实施起钻。4.开泵憋压22-24MPa。稳压3-4min。稳压后泄压，再进行憋压、泄压，反复操作三次 。5.最后一次泄压后，慢慢下压100-150KN、上提20-30KN验证斜向器坐挂牢靠情况。7.起钻结束，检查送入器各部件完好情况。关键技术要求二.开窗技术要求 为确保开窗一次成功，应认真执行以下技术要求：为确保开窗一次成功，应认真执行以下技术要求：（1）开窗前必须对地面设备、指示仪表、泥浆性能进行全面检查，保证设备运转正常、指重表、泵压表灵敏可靠，泥浆泵

12、排量及钻井液性能符合开窗要求，确保铁屑充分循环出来，保持井底清洁，避免铁屑的重复切削。（2）开窗前调配方入，避免开窗过程中接单根。（3）开窗时，在方钻杆本体上每50mm标出刻度线，确保送钻均匀，避免出现“死点”现象。关键技术要求二.开窗技术要求（5）修窗时算准方入，使铣锥大直径段在上下窗口处定点悬空磨铣。（4）开窗过程中泥浆出口放置磁铁，每磨进0.5m收取振动筛、磁铁铁屑一次。（6）钻领眼时控制钻时15-20分钟，做到均匀送钻，每钻进1米捞取砂样一次。（7）开窗、修窗、钻领眼过程中加强坐岗，及时发现钻井液增减量。（8）铣锥起出后，检查铣锥磨损、完好情况，并量取长度、外径。关键技术要求三.开窗技

13、术措施 根据铰链式铣锥结构，开窗过程分为三个阶段，不同阶段技术措施要求及参数选择如下：1初始阶段：从铣锥探到斜向器到柱体段接触斜向器，此段要轻压慢转，使铣锥先铣出一个比较圆滑的孔洞。钻进参数：钻压0-5KN；转速45rpm；排量8L/S；该段计算磨铣尺寸约50mm。2骑套阶段：从柱体段接触斜向器到铣锥底圆中心线出套管外壁，此段容易出现开窗“死点”，因此应采取中钻压、快转来完成，以保证铣锥沿套管外壁均匀钻进，保证窗口长度。钻进参数：钻压20-40KN（根据返出铁屑的形状、转盘负荷等调整钻压值）；转速50-60rpm；排量8L/S；磨铣段长约1.25m。关键技术要求三.开窗技术措施3出套阶段：从铣

14、锥底圆中心线出套管外壁到铣锥头铣过套管进入地层，这是保证下窗口圆滑的关键，此段钻压稍大迫使铣锥大直径段挤出管壁，造成复杂。因此要定点快速悬空铣进，其长度至少要等于一只铣锥长度。钻进参数：钻压50-10KN；转速50-60rpm；排量8L/S；该段计算磨铣尺寸约675mm。关键技术要求三.开窗技术措施4修窗修窗从铣锥头出套管到铣锥最大外径段完全出套管，段长为一个铣锥长度。让铣锥大直径在上、下窗口定点悬空磨铣进行修窗，修窗用时一般为2.5-3小时。转速60-90rpm；排量8L/S；5.5.钻领眼钻领眼（1）修窗结束后使用铣锥钻新地层3-5m。（2）钻领眼时采用小钻压、控时（根据老井钻时确定领眼钻

15、时）钻进。（3）钻领眼参数：钻压20-30KN；转速50-60rpm；排量8L/S。3窗口处无水泥，使用铣锥钻50-60m应实施挤水泥作业。关键技术要求四.侧钻技术措施 钻具组合：钻头+95mm螺杆+88.9mm无磁承压钻杆*1根+88.9mm加重钻杆*2根+钻杆。1.检查仪器仪表、设备完好情况，确保侧钻施工连续性。2.钻头确定出窗口，方可开泵。3.启动转盘控时钻进15-20m，钻进时以小钻压（10-20KN）为主，每米钻时控制在10-12min以内，转盘转速30-40r/min。4.控时、侧钻钻时应根据地层成岩性和老井在该井段钻时情况，确定控时时间。5.上提或接单根时必须先停泵、停转盘，待泵

16、压回零方可上提钻具。根据老井井斜、方位，使用重力高边调整所需工具面。关键技术要求四.侧钻技术措施6.调整至所需工具面，反扭角为零，实施控时侧钻。侧钻开始5-6m控制钻时60分钟/米，侧钻5-6m后侧钻钻时可逐步缩短至40-50分钟/米，根据进尺和砂岩对比进一步缩短钻时。7.侧钻时，配好钻具，原则上15m以内不接单根，不上提钻具；做到均匀送钻，钻具本体每隔50mm标识刻度；8.每米捞取砂样一次，对比地层砂含量；磁场强度正常，获取井斜和方位，计算夹壁墙厚度，判断钻头脱离老井眼情况。9.地层砂比例大于85%，夹壁墙厚度大于0.5m，井斜、方位与老井有明显差值，侧钻进尺约15-20m结束控时侧钻。10

17、.为预防全角变化率超标，连续侧钻、定向井段控制在202m以内。关键技术要求五.钻进技术要求1钻进时适当调整钻压（30-50KN），转盘转速30-40r/min，确保机械钻速。2泥浆泵排量达到设计要求，易漏或盐层内可适当降低排量，但必须保证携砂需要。3钻时较快或小于5min/m，要进行钻时控制，每钻进4-6m充分循环方可进行接单根，且接单根速度要快。4确保送钻均匀，严防顿钻、溜钻。5接单根前充分循环钻井液，根据携砂、返砂情况确定循环时间。6钻进时时刻关注参数变化情况，参数异常及时分析原因，不得盲目钻进。7更换钻头下钻距井底一根开泵循环，钻进前钻头缓慢接触井底（5-10KN），充分做好新钻头井底造

18、型方可加压钻进。关键技术要求五.钻进技术要求8钻进泵压超过26Ma，可用两个凡尔排量钻进，并每隔30-40米拉一次井壁或间歇使用三个凡尔大排量循环清砂。9钻进中注意观察转盘扭矩变化情况，发现异常及时停钻分析原因。10用好固控设备，震动筛使用180-200目筛布，定向前混入一定量原油或润滑剂，钻井液性能勤测量、勤维护，每2-3天必须送样化验一次；强化泥浆携砂和润滑性能，确保井眼清洁、畅通，摩阻系数小于0.1。11钻进期间还应认真执行钻井一公司故障复杂预防与处理管理规定3.1之规定。关键技术要求六.下尾管技术要求1.井眼准备（1）选用钻具组合通井，确保井眼畅通。（2）对遇阻卡井段分析原因，调整钻井

19、液性能，改换钻具组合，并对遇阻卡井段实施扩划眼，消除阻卡现象。（3）通井到底起钻前，充分循环清洁井眼，确保井底干净。（4）裸眼井段注入封闭液，以保证电测成功和下尾管顺利。（5）下尾管前通井起钻，钻具应认真编号，起钻至预算悬挂器位置对钻具进行称重，并记录。关键技术要求六.下尾管技术要求2.2.尾管准备尾管准备（1）对下尾管井口工进行检查，确保尺寸相符、灵活好用。（2）核对尾管、短尾管数量，并在本体位置按顺序编号。（3）对送井尾管认真丈量尺寸，并做详细记录。（4）通内径、清洁丝扣，保证尾管干净清洁。（5）均匀涂抹密封脂。（6）按设计和完井讨论数据计算入井套管串。 （7）准备好向尾管内和钻具内灌入的

20、清洁泥浆（筛除堵漏剂或大颗粒杂物）。关键技术要求六.下尾管技术要求3.3.尾管悬挂器准备尾管悬挂器准备（1）悬挂器卸车及上钻台时必须带好护丝，轻提轻放，严防摔碰。（2）仔细量取内外径、长度，并做详细记录，必要时画出草图。（3）按照说明书要求对各部件进行检查，确保丢手顺利。（4）悬挂器卡瓦坐封位置必须错开上层套管接箍。关键技术要求六.下尾管技术要求4.4.下尾管串下尾管串（1）调整指重表，确保精确、灵活。（2）按预算尾管串依次下入，并在尾管本体按顺序反编号。（3）尾管下入速度每根不低于30S。（4）严禁错口，上扣扭矩达到设计要求。（5）每下入20根套管灌满一次清洁泥浆，下完全部尾管后，灌满泥浆，

21、接上悬挂器，记录下全部尾管串重量。关键技术要求六.下尾管技术要求4.4.下尾管串下尾管串（6）尾管与上层套管按设计重迭，底部口袋尽量少于1m或小于悬挂器抽出中心管长度，防止悬挂器卡瓦坐封不牢，中心管坐封后密封失效。（7）悬挂器入井后，锁死转盘，防止转动。（8）下尾管期间，振动筛专人坐岗，观察返浆情况。关键技术要求六.下尾管技术要求5.5.坐挂斜向器坐挂斜向器（1）尾管下至设计位置，接方钻杆开泵循环，循环压力不得超过8MPa。（2）循环结束，卸方钻杆，将憋压球投入送入钻具水眼内，再接好方钻杆，找准悬挂器挂点，记录此时的悬重和方余。（3）憋压球到位后（下落速度300m/min），小排量开泵憋压至1

22、0MPa即停泵，上提钻柱，如悬重为起钻时称重悬重，证明坐挂成功。如悬重不降，则上提钻杆至悬挂点，再憋压至11MPa，重复上述操作，每次升压1MPa，直到坐挂成功。（4）悬挂器坐挂成功，调整悬重为钻柱悬重，开泵小排量缓慢憋压至22MPa，直到压力突然下降，出口返浆正常，证明循环通路已打开，用一定排量循环，待压力稳定后，记录此时的排量和压力值后停泵。关键技术要求六.下尾管技术要求6.6.脱手脱手（1）打开转盘锁销。（2）调整悬重为钻柱重量，井口使用卡瓦卡牢钻柱。（3）正转转盘10圈停止，观察有无回转现象，无回转现象继续正转15圈。（4）总正转圈数22-25圈无回转现象，缓慢上提钻柱，悬重无变化，上

23、提1-1.5m（根据中心管长度）悬重无明显增加，证明倒扣成功。若上提钻柱悬重明显增加，停止上提，下放钻柱悬重为钻柱重量，再次正转转盘倒扣，重复上述操作，直到倒扣成功。（5）倒扣后，下放钻柱悬重为钻柱重量或过压30-50KN，再开泵循环，待压力稳定后可进行注水泥施工。（6）不同厂家悬挂器脱手方式有所不同，倒扣时严格按照厂家现场人员技术要求或按使用说明书要求进行操作。一、工艺流程二、工具选择三、关键技术要求四、故障复杂预防五、其他要求catalogue目 录故障复杂预防一.起下钻或短程起下钻1钻头、螺杆等工具过窗口时要缓慢通过，注意保护窗口。2每趟起下钻认真计算钻头进出窗口、侧钻点、阻卡显示位置数

24、据，小心操作，严防顿钻、拔活塞。3起钻或短程起下钻前应充分循环钻井液1-2周，根据需要起钻前注入“封闭液”。4做好短程起下钻工作。根据井深、裸眼段长、钻进井段等合理确定短程起下钻，做到 “两短一长”。 裸眼段超过500m，每钻进3040m进行一次短程起下钻清砂作业，配合两短一长、长短结合方式，破坏清除岩屑床，必须每48小时或100米长拉井壁至窗口。故障复杂预防一.起下钻或短程起下钻5严格控制起下钻速度，裸眼段起下钻必须每3柱校对一次灵敏针，钻头、扶正器、进出井口、窗口提前算准数据，遇阻卡分析远远，严禁硬压、硬拔。裸眼段起钻遇卡不得超过100Kn，下钻遇阻不得超过50Kn，及时接方钻杆开泵划眼，

25、如井下钻具带螺杆且遇阻严重时应立即起钻甩掉螺杆通井。6下钻分段循环泥浆。出窗口前顶通水眼，裸眼段每250m-300m循环一次，下钻到底至少甩掉1个单根。根据泵压、悬重、返砂及转盘负荷变化情况确定合理的循环时间。中途循环或下钻到底循环依次使用1-2-3个凡尔、排量由小变大、开泵正常，循环1-2周后方可接单根钻进。7裸眼段起下钻过程中，控制钻柱上行、下放速度，预防抽吸或激动压力过大。8起下钻过程中专人坐岗，发现钻井液量与钻柱排代量不符应及时上报。9起下钻措施还应认真执行钻井一公司故障复杂预防与处理管理规定3.3之规定。故障复杂预防二.扩划眼正常施工期间，为确保井下安全和井眼畅通，对以下情况需要实施

26、扩划眼工作。1对定向段扩划眼。2使用牙轮钻头每钻进200-250m，应使用PDC钻头进行扩划眼。3114mm钻孔使用116mm钻头扩划眼。4电测或下尾管前通井遇阻井段。故障复杂预防二.扩划眼扩划眼技术要求扩划眼技术要求1扩划眼原则上使用常规钻具组合。2扩划眼前循环钻井液1-1.5循环周。3扩划眼遵循“一通、二冲、三划眼”操作规程，预防划出新眼。4扩划眼期间发现泵压升高、返砂量增加，应进行循环，待泵压恢复正常、排净砂子方可继续划眼。5划眼段超过300m或划眼到底钻进前应实施短程起下钻。6划眼期间加强坐岗，预防憋漏地层。7扩划眼措施还应认真执行钻井一公司故障复杂预防与处理管理规定3.2之规定。故障

27、复杂预防三.防漏1、坐岗设双岗，并且每天24小时不准离人。2、二开井段发现井漏立即起钻，如果是失返性井漏，要连续灌浆。二开前井场要储备一定量的堵漏剂和储备浆，供水能力不低于2m3/h。进入漏层前要对进行预堵，进入沙河街组转换钻井液时钻井液具有一定的坂土含量，以免冲刷井壁引起井漏。3、控制下钻、下尾管速度，有专人观察泥浆返出情况。4、进入易漏井段，下钻时要分段循环，单凡尔顶通，正常后再逐渐增大排量，循环时应避开漏层。故障复杂预防三.防漏5、下钻遇阻要划眼，不能硬压，防止蹩漏地层。6、钻进过程中，认真进行地层对比分析，以利于准确判断漏层。7、循环罐中仪器计量一定要准确，并指定专人坐岗，每15分钟记

28、录一次，发现钻井液量增减1立方米，应立即报告司钻或值班干部，及时采取措施防止井喷、井漏。故障复杂预防四、防卡钻1、及时简化钻具结构，必要时可以只下一根无磁钻铤和加重钻杆。2、井深后可以混入一定量的润滑剂，保证井下起下钻畅通。3、钻进期间，按要求进行短起下作业，发现转盘扭矩增加或摩阻不正常应立即进行短期下作业。4、钻具在裸眼内静止时间不超过2分钟，每次转动不少于10圈，上提下放的距离不少于3米，必要时要连续活动，每次活动钻具必须恢复原悬重。故障复杂预防四、防卡钻5、必须控制起钻速度，裸眼段坚持档起钻。 6、钻井液性能达到设计要求(含砂量小于0.3)，固控设备正常运转。7、起钻或测斜作业前，必须大排量充分循环钻井液，循环、处理钻井液时严禁长时间定点循环，应上下大幅度活动钻具。8、钻井液性能必须能满足定向井施工的需要