修井技术培训111

1、 WORD 44/44大修工艺技术综述：大修工艺的发展，是伴随着油田开发时间的延长，采油工艺的发展而发展，大修井工艺是采油的一部分，由于工艺的需要，修井作业时要改变原井结构，例如钻、固、磨等工序，又吸取了部分钻井工艺技术与参数，从发展的观点看，大修井工艺技术是在钻井工艺和采油工艺的基础上，发展成为一门独立的工艺技术。一、大修的目的：解除井下事故、维护井身和改善油井出油条件（或注水条件），从而恢复单井出油（或注水）能力，提高油井利用率，保持油井稳产，最终提高油田的采收率，使油田开发获得最大经济效益。二、大修的工作原则（大修作业施工与检验依据）：在作业中，严格执行技术标准与操作规程；只能解除井下事

2、故，不能增加井下事故；只能保护改善油层，不能破坏和伤害油层，只能保护井身，不能损坏井身（开窗侧钻不包括）。三、大修工作的方针：依靠科技、保证质量；安全第一、突出成效。从井下作业修井工艺技术发展与适应市场竞争的需求，科学技术始终是后盾和基础，工艺技术不发展、不进步就无法适应油田开发需要，无法参与市场竞争，质量是企业生存的需要，过硬的质量、良好信誉的产品才是顾客的需要；井下作业工作属于高危险性工作，安全生产、文明施工直接关系到企业形象，开县罗家寨“12.23”特大井喷事故，为石油行业在高风险作业的施工安全敲响了警钟；“人命关天，慎之又慎”。在市场经济中，企业的生存和发展必须符合经济规律，大修工作要

3、做到油水井有效，公司有利，员工得利，体现经济效益。四、大修施工作业容：井下故障诊断、检测；复杂打捞；查封窜；找堵漏；找堵水；防砂；回采；修套；套管开窗侧钻；过引鞋加深；挤封油水层；有水井报废等工作。大修作业容随着油田的不断开发而不断丰富、发展、完善，同时大修工艺技术也将随着油田的开发将不断提高。五、油水井故障的原因1、客观潜在因素：主要为客观地质因素和钻井因素。2、后天因素：主要为油井工作制度与作业不当造成的人为因素。由于地层构造、部胶结、空隙中流涕等因素造成油井出砂、出水、结蜡、结钙、套管变形，甚至套管穿孔、错断等；由于钻井井身结构设计的不合理、固井质量不合格、完井套管质量差等因素，造成套管

4、破漏、破裂，造成不同层位之间相互窜通等后果；由于油井工作制度不合理，造成采油强度或注水强度过大，引起压力激动，强化增产措施不当、注采结构不合理，造成油井出水、出砂、套管变形损坏卡钻后果；作业不当是由于设计方案有误，如井流体与地层配伍性差、腐蚀性强，各类作业时违反技术标准或操作规程，造成掉、落、卡或对井身的伤害。无论任何井下故障，都将影响油井产量，严重将造成停产，还可能影响其它油井的生产。四、有关名词与术语1、井下事故：由于各种因素而造成的油水井井管柱遇卡；工具仪器、钻柱等掉落井的现象。2、井下事故处理：针对井下事故所采取的相应措施与施工过程。3、落鱼：因事故滞留在井的物体（杆类、管类、工具、仪

5、器等）。4、鱼顶：落鱼的顶端。5、鱼尾：落鱼的末端。6、卡点：被卡管柱被卡段的最上端位置。7、卡钻：凡是所下管柱与工具在井不能上提，下放或转动的现象。8、打捞：采用相应的措施工具捞出井下落物的作业过程。9、井下作业：为维持和改善油、气、水井正常生产能力，所采取的各种井下技术措施的统称。10、大修：利用一定的工具，采用一定的措施处理油水井事故，恢复油水井正常生产的作业过程。11、人工井底：井底水泥塞顶面位置，其深度从转盘面算起。12、水泥返高：固井时从管外上返的水泥塞凝固形成水泥环后的顶界面位置。六、大修井下工具目前我国各油田在油水井大修作业中，所需用的大修井工具已经逐步形成系列，大致可分为12

6、类。1、捞（管柱打捞类工具）：指从套管或油管里面下入的打捞井下落物的工具。捞矛类；锥类；捞筒类；抽油杆捞筒类（组合式捞筒，活页式捞筒）；抽油杆杆类(鼻钩；拨捞器)；捞钩类；清屑与捞小件落物类（随钻捞杯；一把爪；强磁打捞器）。2、磨：指用来磨掉井卡钻事故的物体或用来磨掉油管与井有碍生产的小件落物的研磨工具。主要指各种类型的磨鞋：平面磨鞋，凹面磨鞋，梨形磨鞋，柱形磨鞋，凸面磨鞋，引套铣磨鞋，外引套铣磨鞋，球形磨鞋等。3、铣：指用来铣掉井砂卡、水泥卡等类事故的各类铣鞋。主要指各种类型的铣鞋：有齿形铣鞋，裙边铣鞋，高效铣鞋，铣鞋，外铣鞋，套铣铣鞋等。4、倒：指用来处理井下打捞无法提起来的落物时进行倒扣

7、所用的工具。指倒扣器，钻杆旋转工具（ZX127钻杆旋转工具即倒划眼工具）等。5、套：对于坚硬的井下管具砂卡或水泥卡以与用其它方法处理不了的井下卡钻事故而采用的各种类型和规的套铣工具；以与用于取套管所特制的大尺寸套铣工具等。指各种类型、尺寸的套铣筒（包括双级扣套铣管的），套铣鞋等。6、胀：用来修复井下套管变形、错断等故障所采用的各种类型的套管整形器。指梨形胀管器、辊子整形器、滚珠整形器、旋转震击式套管整形器等。7、接：指在处理套管损坏、错断等故障时所采用的各种类型的套管补接器。目的套在整形修复的井下套管上与其密封成为套管的一个永久部分的工具。指铅封补接器，套管补贴器，海洋用的套管补接器等。8、震

8、：指在处理井下卡钻事故所采用的加速器、震击器等震击工具。指上击器、下击器等。9、侧钻：指用于进行定向侧钻另一个方向井眼的工具。指侧钻开窗工具、完井工具等。（固斜装置、斜向器、开窗铣锥、双挂钩固衬管装置等）10、扩：指需要进行扩大井眼时所使用的各种扩眼工具。指扩眼铣鞋等。11、钻：用钻盘或动力水龙头、螺杆钻具等动力钻具驱动井的钻柱（或油管柱）下部的钻头或磨铣工具旋转，以达到钻井修井进行钻磨目的的工具。指尖钻头、PDC钻头、偏心尖钻头、三牙轮钻头等。12、刮削：指用于清除残留在套管壁上的水泥、压井液、硬蜡、钙垢与射孔孔眼和套管壁毛刺等的各种刮削器。常用的有弹簧式刮削器，胶筒式套管刮削器。七、系列大

9、修井下工具介绍1、检测类工具检测类工具是用来了解鱼顶的情况，套管损环状况，卡点的位置等情况，以便采取有效操作。这类工具包括铅模、胶模、通径规、测卡仪、井径仪等工具，其中铅模、通径规应用的更为广泛。铅模有两种结构形式，一种是平底带护罩形式，另一种是不带护罩形式。带护罩的铅模主要用于探测鱼顶的几何形状，所处的位置和套损井套损程度、套损深度；不带护罩的铅模用于检测鱼顶，在套损井段中不建议使用。2、打捞类工具 在修井作业中，打捞作业占有很大的比重, 打捞工具应用最为广泛。由于井下落物种类繁多、形状各异，因此打捞工具也有多种结构形式。按结构特点可分为锥类、矛类、筒类、钩类、篮类、其它等六大类。 1）锥类

10、打捞工具有公锥、母锥。它是从管类落物的孔和外壁上进行造扣而实现打捞落物的专用工具，打捞成功率高，操作简便。公锥、母锥一般用优质低合金结构钢经热处理后加工而成，使得打捞螺纹表面具有高的硬度以保证良好的造扣能力，芯部具有好的综合性能以保证提拉落物时能承受大的提拉力。打捞螺纹有粗牙螺纹和细牙螺纹两种，粗牙螺纹用于打捞较硬的落物，细牙螺纹反之。2）矛类打捞工具简介 种类：可退式打捞矛、滑块捞矛、接箍捞矛、伸缩捞矛、提放式分瓣捞矛、提放式可退式捞矛 从管状落物腔进行打捞的工具，但每种工具又都有各自的特点。可退式捞矛：可退式捞矛即可抓捞自由状态下的管柱，也可抓捞遇卡管物，可配合震击工具、割刀组合使用。这种

11、打捞卡瓦为一圆形卡瓦，与落物的接触面积大，抗拉、抗冲击负荷大，不易破坏鱼顶，而且在无法将落物打捞上来时很容易从落物中退出来。但这种工具不能进行倒扣作业，使用时应注意选择合适尺寸的卡瓦，卡瓦外径要大于落鱼腔1.53mm，使卡瓦进入落鱼腔后被压缩，紧贴在壁上产生初胀力，以保证抓捞可靠。滑块捞矛：滑块捞矛除可抓捞落鱼，还可进行倒扣作业，有时配合震击工具进行震击解卡。它分为单滑块式和双滑块式。双滑块捞矛抓捞落鱼时，两段对称分布，抓捞更为可靠。与可退式捞矛相比其优点是：滑块捞矛结构简单、造价便宜、操作方便；其缺点是滑牙块受力面积小、负荷较大时易于胀破鱼顶，不能在井下自由退出，所以更建议在井下落物带有接箍

12、时使用此种工具，另外由于滑块捞矛具有长导轨面，使矛杆的强度略低，所以有些油田将其打捞围略小，以提高提拉强度。 接箍捞矛：接箍捞矛是用来抓捞鱼顶是接箍的落物，分为抽油杆接箍捞矛和油管接箍捞矛。在其抓捞卡瓦下部加工有与被捞落鱼接箍扣一样的外螺纹，通过与接箍对扣来实现抓捞。使用此种工具时要求被捞接箍是完好的。 伸缩式捞矛：伸缩式捞矛和两用伸缩捞矛是小修作业中使用的打捞工具。该工具为不可退式。对于未遇卡的油管采用直接打捞 。对于遇卡油管采用倒扣形式，该工具配有三种接头，方便与管柱联接。伸缩捞矛和两用伸缩捞矛不同之处在于：两用伸缩捞矛捞杆上带有两种不同尺寸卡瓦，可抓捞两种规格的油管。提放式捞矛：提放式捞

13、矛是一种不需要旋转打捞管柱，只是上提、下放就可完成抓捞落物、释放落物操作的工具，因此特别适用于现场缺少转盘设备和修井机的小修作业中。分为提放式可退捞矛和提放式分瓣捞矛，可退捞矛用于打捞管状落物，而分瓣捞矛用于打捞鱼顶为接箍的落物 。3）筒类打捞工具简介 种类：可退式卡瓦打捞筒、短鱼顶打捞筒、弯鱼头打捞筒、提放式可退捞筒、组合式抽油杆捞筒、活门捞筒。筒类打捞工具是从落物的外部进行打捞的工具。可退式打捞筒：可退式打捞筒用来打捞鱼顶为圆柱形的落物，包括油管、钻杆、套管、抽油杆本体等。可以和震击工具配合使用。其主要特点是：1）卡瓦与被捞落鱼接触面积大，打捞成功率高，且不易损坏鱼头。2）提拉不动时可退出

14、工具。3）可以对轻度破损的鱼顶进行修整。4）可循环洗井，这种捞筒装有篮式卡瓦和螺旋卡瓦。在同一个筒体更换不同规格尺寸的篮瓦和螺瓦可打捞不同尺寸的落物卡瓦的径尺寸应小于落物1.5-3mm，使得卡瓦牙粘紧落物外径产生初胀力以保证抓捞可靠。短鱼头打捞筒：短鱼头打捞筒与篮式卡瓦打捞筒相似，其不同之处在于短鱼头打捞筒引鞋长只有20mm，卡瓦距离引鞋30mm长，因此外露很短时也可保证抓捞可靠。弯鱼头打捞筒：弯鱼头打捞筒是一种不可退式打捞工具，用于在套管中打捞鱼顶是弯扁形的油管。在不修整鱼顶的情况下直接进行抓捞，省时省力。每种规格的捞筒都规定了鱼头的最大变形量，所以在打捞前一定要检测鱼顶实际的变形量，以防打

15、捞失败。活门捞筒：活门捞筒又称为活页捞筒，是用来在套管中打捞带有台肩或接箍的抽油杆。打捞作业时须注意由于抽油杆直径较细，套管径相对较大，抽油杆易弯曲而使打捞失败，所以下放时应慢转慢放、轻压落鱼，并注意观察指重表的悬重变化，且勿野蛮操作。提放式可退捞筒：提放式可退捞筒用于在套管打捞油管与相应管柱，使用该工具时不需要旋转打捞管柱，只要上提、下放就可完成抓捞落物，释放落物的操作。因此，特别适用于现场缺少转盘设备和修井机的小修作业中。组合式抽油杆捞筒：组合式抽油杆捞筒是将打捞抽油杆本体的捞筒与打捞抽油杆接箍台肩的捞筒组合在一起构成的一种打捞工具。其特点为在不更换卡瓦的情况下，在油管可打捞抽油杆本体，也

16、可打捞抽油杆台肩和接箍，是一种多用途、高效率的抽油杆打捞工具。该工具为不可退式。在同一捞筒体，成组的更换大小卡瓦，可打捞不同规格尺寸的抽油杆。弯抽油杆捞筒：弯抽油杆捞筒是套管打捞直的、侧弯或弯折达180的弯抽油杆柱。活门捞筒：活门捞筒又称为活页捞筒，是用来在套管中打捞带有台肩或接箍的抽油杆。打捞作业时须注意由于抽油杆直径较细，套管径相对较大，抽油杆易弯曲而使打捞失败，所以下放时应慢转慢放、轻压落鱼，并注意观察指重表的悬重变化，且勿野蛮操作。强磁打捞器：强磁打捞器是用来打捞磁性小件落物，如钢球、牙轮、螺帽等的有效工具。其筒体里装有磁钢能够在打捞器的下部中心处产生磁吸力，将落物吸在磁钢下端面。操作

17、简单，打捞效果好，特别适用于接触面积大的落物。锥类、矛类和筒类打捞工具经常会在大直径套管打捞小直径落物，因此需要工具上设计有加大引鞋、拨鞋以便落物容易入。卡瓦是矛类和筒类打捞工具重要零件，在打捞作业中卡瓦发生变形吃入落物、外壁，因此卡瓦牙要尖利具有高的硬度，卡瓦牙要具有良好的弹性（特别对于圆筒状卡瓦），以防在打捞作业中抓不住落物。八、修井工具通用条件常规事故处理工具适用条件（SY/T5587.1994）工具名称适用条件捞工具公 锥鱼顶带接箍或接头被卡落物滑块捞矛经套铣需倒扣的落物可退式捞矛可能遇卡的落物倒扣捞矛遇卡落物或经套铣出的部分落物油管接箍捞矛油管接箍完好与下部落物无卡水力捞矛径较大的落

18、物与下部无卡外捞工具母锥鱼顶为油管、钻杆本体等工具可退式卡瓦捞筒鱼顶外径基本完整而可能有卡的井下落物倒扣捞筒鱼顶外径基本完整而可能部分倒出的落物开窗捞筒鱼顶外径基本完整并带接箍或接头台肩的无卡落物辅助工具开式下击器经活动、憋压等方法解卡无效时使用，反复震击被卡落物使卡点松动而解卡液压上击器处理深井砂卡、封隔器卡与小件落物卡，尤其是井架载荷不够而不能实施解卡时使用铅模检查套管径变形与损坏程度、深度和落物深度、鱼顶状况等 套磨铣工具打捞落物前的先期处理工具或无法打捞时使用油水井打捞对所采用的方法讲究“捞得住”、“放得开”、“磨得动”，要求入井工具要将井下落物牢牢控制住，同时在捞获落物发现拔不动又到

19、不开的情况下，可以保证打捞工具与落物分离，对很难捞出的落物，借助于具有切削性能的工具，把落物磨铣掉，碎屑依靠修井液水力携带至地面。合适对症的工具是井下落物打捞成功的基础，经过很多人总结和长时间的钻研和实践的结晶，是打捞成功的保证，表现在施工操作者操作的手感，指重表的细微变化，循环泵压的变化，针对施工过程的分析判断，都需要靠经验与良好的技术素质来综合分析判断打捞施工中井下可能出现的各种情况，以采取相应的措施。打捞技术水平表现在一：工具性能，二：操作者技术素质。常规打捞工具操作方法（SY/5587.1994）工具名称操作方法公、母锥缓慢下深至打捞方入，确认达到造扣方入时，加压2030KN，以102

20、0r/min转速造扣，造扣510圈上提，若悬重增加，则提钻，若悬重未增加，重复上述操作。造上扣后提钻，如遇卡且采取活动、憋压、旋转等措施仍不能解卡，则上提钻具至设计倒扣载荷进行倒扣，若悬重逐渐下降到原悬重或稍大且扭矩下降，证明已捞上落物或倒开，缓慢上提至正常载荷后，正常提钻。滑块捞矛工具下至距鱼顶11.5m时，记住悬重并缓慢下放，若碰鱼方入遇阻，将钻具旋转不同角度，待工具进入鱼腔后，缓慢上提钻具，抓住落物，若悬重增加，则捞获提钻。如遇卡且经活动等措施仍不能解卡，可采取倒扣措施，倒扣方法同上。 可退式捞矛工具下至距鱼顶12m时，边冲洗边旋转边缓慢下放，待悬重稍有下降显示时，根据打捞钻具组合扣型相

21、反方向旋转钻具12圈（视具体情况可多转几圈），缓慢上提钻具，若悬重增加，则提钻，如遇卡且采取活动、憋压、旋转等措施仍不能解卡需退出工具，用钻具下击，按打捞钻具组合扣型一样方向旋转钻具23圈，同时缓慢上提，即可退出。倒扣捞矛、捞筒工具下至距鱼顶11.5m，边旋转边下放，待悬重稍有下降，上提至设计负荷倒扣，若悬重逐渐下降到原悬重或稍大，证明已倒开，循环洗井提钻，若旋转倒扣等措施无法 倒开需退出工具，用钻具下击，边旋转边缓慢上提即可退出。 油管接箍捞矛工具下放至距鱼顶12m时，开泵边旋转下放边循环，待悬重下降1020KN,泵压升高，缓慢上提钻具，若悬重增加，即捞获可提钻，如遇卡且经活动等措施仍不能解

22、卡，可采取倒扣措施，倒扣方法同上。 水力捞矛工具下放至距鱼顶12m时，边旋转边下放钻具至打捞方入，开泵憋压，待泵压上升到一定值不变时，缓慢转动钻具，若悬重增加即可提钻，若井深、落物重量轻而难以判断时，可重复上述操作打捞34次后提钻，如遇卡且经活动等措施仍不能解卡，可采取倒扣措施，倒扣方法同上。 可退式卡瓦捞筒工具下放至距鱼顶12m时，边旋转边下放钻具至打捞方入，开泵憋压，当泵压上升悬重下降时，停泵，可缓慢上提钻具，若悬重增加则捞获即可提钻，如遇卡且经活动等措施仍不能解卡，则需退出工具，可视工具上部钻具质量下击，按打捞钻具组合扣型一样方向边旋转边上提 ，即可退出。开窗捞筒工具下放至距鱼顶23m时

23、，开泵循环冲洗，缓慢下放钻具至打捞方入，待悬重下降2050时，可缓慢上提钻具，若悬重增加表示捞获即可提钻，若井深、落物长度较短重量轻而悬重难以判断时，可上提钻具12m再重复上述操作打捞34次，超过碰鱼方入，下放遇阻即可提钻，如遇卡可采取大力活动等措施仍解卡，退出打捞。套铣、磨铣1）工具下放至鱼顶23m时，开泵冲洗，缓慢下放钻具至鱼顶位置，加压10-20KN，先缓慢旋转观察扭矩变化，待正常后加至要求转速，转速控制在50-100r/min以，排量应根据环空大小，落物深度和修井液性能确定，要求尽可能大排量，确保碎屑物带出地面。2）套铣管径应大于管柱接箍或接头外径4-6mm，其长度应超过落物一个单根长

24、度至少0.2m左右。3）套磨铣中若需接单根而停泵时必须上提钻具使工具提离落物位置，并反复活动钻具。停泵前要求大排量循环洗井，时间不少于30min。排量应大于350L/min。4）套磨铣完洗井，达到进出口修井液样基本一致，干净无杂屑。5）裸眼井套磨铣进尺2-3m,应立即上提至鱼顶以上，确认钻具无卡阻后再进行套磨铣，上提下放过程中应保持循环。 6）如无进尺或中途发生严重蹩跳或倒车应与时分析原因，研究下步措施。7）套磨铣时要保护好套管，可在钻柱上加接2-3根钻铤或扶正器。一、解卡打捞管柱工具组合组合原则：管柱组合应遵循：下得去，抓得住，起得出，有退路的原则。工具一般是先外捞，后捞，先捞筒，后捞矛的原

25、则。解卡方式先提拉，后倒扣，实在不行就切割，最后一招是铣磨。管柱工具组合：解卡打捞管柱工具组合有多种方式。我们仅以最简单的工具组合为例进行分析，由上而下：钻杆开式下击器安全接头可退式工具。可退式工具抗拉强度高,且具有可退性,是打捞作业的首先工具.在管柱上安装安全接头,是防止事故扩大化的有效措施。以上两种工具给打捞管柱带来了很大的保险系数,增加了作业的安全性,但是在有些特殊情况下,仍不能化解作业风险。在深井、超深井、斜井打捞作业中,如果抓住落鱼后,经过大负荷提拉仍不能解卡时,往往会出现意想不到的反常现象.可退式工具不可退,安全接头卸不开,这是什么原因呢?可退式工具（例如捞筒）抓住落鱼并用力上提后

26、,筒体、卡瓦、被捞落鱼之间象楔子一样夹紧，只有在受到比较大的下压力作用下,三者才能松开,为退出工具创造条件,但由于井深,斜井,钻杆与套管之间有较大的磨擦力,而且在井口施压后,钻杆进一步产生弯曲,摩擦阻力进一步增大.抵消了大部分下压力,使捞筒难以解卡退出。为了防止这种现象发生,我们在可退式捞筒和安全接头上方安装了开式下击器,当需要退出工具时,我们拉开下击器行程然后迅速下放管柱,关闭下击器,瞬间产生的向下震击力,就在可退工具附近,足以使工具解卡退出。目前打捞管柱中安装的安全接头大部分属于美国波纹公司生产的安全接头仿制系列,因结合面呈锯齿形,我们习惯称之为锯齿安全接头。这种安全接头设计构思独特,它具

27、备卸开时的灵活性,又具备工作时的自锁性.锯齿安全接头卸开时,也和可退式捞工具一样需要一强大的下击力,使上下接头之间产生松动,为卸出工具创造条件。管柱中安装了开式下击器后,这一关不成问题,即使是深井、超深井或斜井,也可以保证。要卸开锯齿安全接头,还必须具备下一个条件:在保持下压负荷的情况下,同时施加反扭矩.只有同时具备这些条件,安全接头才会顺利卸开.如果忘记了向下压,只管施加反扭矩,即使其它联接螺纹都卸开了,安全接也不会卸开。从以上分析可以看出,可退式工具,安全接头,开式下击器共同组成了一个安全可靠的解卡打捞管柱,优化组合,再加上正确操作,完全可以保证作业成功。二、铣磨管柱工具组合当遇到井下被捞

28、管柱拔不动,倒不开,割裂不断的情况时,应当考虑用套铣或铣磨的办法去处理。一般原则：能用套铣解除卡点的,就不需要采用磨铣（全部磨铣）方式。提高铣磨效率的几种途径：正确选用磨鞋的形状,使之适应被磨铣对象。正确选用套铣磨钻压和转速。正确选用修井液的密度,粘度和排量,保证能将铣屑与时返至地面。合理配备钻柱：磨鞋之上安装扶正器,防止磨鞋仿摆,损伤套管,安装随钻打捞杯,将大、重颗粒收集到打捞杯中,减少重复铣磨与磨铣阻力。套铣磨钻柱工具组合：从上而下:钻杆+（开式下击器）+配重钻铤+随钻打捞杯+扶正器+安全接头+套磨鞋。注意事项：当套磨铣活动鱼头时,可向井注适量水泥固定鱼头,再进行铣磨。第二章 侧钻工艺技术

29、侧钻工艺技术初期发展于钻井事故的处理，20世纪初应用于修井领域，成为恢复油井产能的一项重要工艺技术。它是钻井技术、定向井技术和水平井技术在油田开发过程中的特殊应用。我国的侧钻工艺技术始于20世纪50年代，但限于当时的设备与技术条件没有得到广泛应用。20世纪90年代初，、辽河等油田率先开展了套管开窗侧钻工艺技术，并得到了大力推广，由简单的换井底侧钻技术发展到定向侧钻、水平侧钻、侧钻分支井等多项工艺技术。侧钻工艺技术也有最初的恢复油井产能发展成为增储上产，提高油田采收率的一项重要措施。目前侧钻工艺技术分为二大类：一是修井侧钻；二是钻井侧钻。修井侧钻是从工艺角度上解决油田老区块上具有开发价值的变形井

30、、事故井恢复产能的重要手段，它包括自由侧钻，定向侧钻。钻井侧钻是从油藏工程与地质的角度上为了油田开发井网调整，老井综合治理与区块剩余油开采，提高泄油面积，降低开发成本而发展起来的侧钻工艺技术，它包括大位移侧钻，水平侧钻与分支侧钻。一、套管开窗定向侧钻工艺技术套管开窗定向侧钻井：是对井身轨迹中的井斜、方位、水平位移都有明确要求，从固导斜器开始到裸眼钻进的全过程均按预定设计方向进行，直至钻达目的层，使侧钻井井身轨迹在施工全过程中都能有效控制的侧钻方式。（一）、套管开窗定向侧钻工艺流程套管开窗定向侧钻工艺技术施工流程如下：设备安装提结构通井、洗井挤灰封堵原射孔井段（或打底灰）开窗裸眼钻进完井电测下尾

31、管、固井测声幅完井试压完井收尾。套管开窗定向侧钻井井身结构示意图如下：（二）、套管开窗工艺技术目前套管开窗工艺技术主要有两种方法：一是磨铣开窗；二是锻铣开窗1、磨铣开窗侧钻1.1、磨铣开窗侧钻原理磨铣开窗侧钻原理是：在设计井段下入导斜器，再用多功能铣锥，将套管磨穿形成窗口，然后再用钻头钻出新井眼。磨铣开窗侧钻特点：优点是侧钻开窗井段短，通常为23米，一次能穿过多层套管，切屑量少，容易侧钻出新井眼。缺点是下井工具多，工艺复杂；若窗口不光滑，给下步作业造成困难，且存在导斜器转动或移动的风险。1.2、磨铣开窗侧钻工具：（1）导斜器导斜器在侧钻中取导斜和造斜作用。是一个带一定斜度（一般为34）的半圆柱

32、体，顶部厚约20毫米，斜面长2米以上，硬度与套管相似。布氏硬度在260-360度，开窗时使导斜器与套管均匀切削，窗口比较规则均衡。主要形式有注灰插入式、直接注灰（带水眼）固定式、卡瓦式，目前常用液压卡瓦式导斜器。液压卡瓦式导斜器由送斜器、斜向器、座封结构、防漏总成组成。其中送斜器是将斜向器送到预计深度，通过液压打压方法座封，用倒扣的方法分离送斜器与斜向器，座封结构上有横向卡瓦3个，纵向卡瓦3个，主要用于固定斜向器，防止其下下移动和旋转。液压式卡瓦导斜器（2）多功能铣锥多功能铣锥由4级不同锥度的锥体构成。最下面一级锥体的锥度为200300，具有底部切削刃，其作用是引导铣锥开窗，防止铣锥提前滑出套

33、管。第二级锥度为60100，刀刃长度最长，是磨铣套管，进行开窗的主要工作段。第三级锥体锥度与导斜器斜度基本一样，其作用是稳定铣锥，扩大窗口。最上一级锥度为00，主要作用是修整窗口。1.3、开窗位置的选择原则：（1）、开窗部位以上套管完好，无变形与漏失。（2）、套管外水泥封固良好。（3）、选在完好套管本体处，避开套管接箍。（4）、避开事故井段与复杂地层和坚硬地层。（5）、窗口位置还应考虑定向侧钻井身剖面的结构安排。1.4、磨铣开窗侧钻技术（1）原井眼准备确定好开窗位置后，首先要进行通井、洗井。通井要通到开窗点以下3050米。必要时还要陀螺仪复测原井井斜数据，以便更准确地确定新井眼的方位和位移。做

34、完井筒准备后，注水泥封堵老井眼，水泥凝固后，下钻探灰面，试压，并钻水泥塞到预定位置。（2）导斜器定向与固定根据井眼尺寸、井深、井斜等参数确定合适的导斜器总成与相应的固定方法。导斜器定向有二种方法：一是在地面用罗盘定向，下钻划线对中法；二是利用陀螺仪进行定向。在地面连接好导斜器，各部件在地面进行认真检查，将工具下到预计深度，下陀螺仪进行定向（或在地面用罗盘定向），开泵打压2025Mpa，卡瓦牙开座封，加压34吨确认导斜器座封后，正转钻具2030圈倒开中心管，上提管柱取出送斜器，然后下入多功能铣锥进行开窗施工。（3）套管开窗套管开窗是套管侧钻施工中的重要环节。它是利用铣锥沿导斜器的斜面均匀磨铣套管

35、与导斜器，在套管上开出一个斜长圆滑的窗口，以便于侧钻过程中钻头、钻具、测井仪器、套管等的顺利起下，窗口质量的好坏，对下一步施工影响很大。套管开窗一般分为三个阶段即：初始阶段：铣锥接触导顶至铣锥根部开始切削套管，这一阶段必须轻压慢转，使铣锥先铣出一个比较圆滑的孔洞。钻铣参数：W：0-5KN，N：20-30r/min,Q：10L/S，P：1012Mpa.骑套阶段：从铣锥根部开始接触套管壁到底圆刚刚铣穿套管壁，此阶段容易出现开窗死点，因此应采取中压快转的技术措施，以保证铣锥沿套管外壁均匀钻进，保证窗口长度。钻铣参数：W：20-40KN，N：40-60r/min,Q：10L/S，P：1012Mpa.出

36、套阶段：从铣锥低圆铣穿套管到铣锥最大直径全部铣过套管，这是保证下窗口圆滑的关键段，此段稍一加压就会滑到井壁，因此要定点快速悬空铣进，其长度至少要等于一个铣锥长度。钻铣参数：W：10-20KN，N：40-60r/min,Q：10L/S，P：1012Mpa.在整个开窗过程中，除采取不同的技术措施外还应注意：（1）、开窗前必须对地面设备、泥浆性能、指示仪表、井下钻具进行全面检查，保证其性能合乎要求，保证泥浆泵排量，使井底岩屑充分循环出来，保持井底清洁，避免铁屑的重复切削。（2）、开窗时送钻要均匀，避免出现“死点”现象，一旦出现“死点”应下入梨形铣鞋或磨鞋与时消除。（3）、更换铣锥时应保持其直径一致，

37、更换大小不一的铣锥时应由小到大，以免出现台阶使铣进困难。（4）、修套时铣锥容易悬空，高转速铣进容易脱扣，因此必须上紧钻具丝扣，下井钻具要严格检查，防止断掉钻具的发生。窗口长度的确定L=（dcincaxddb）tgL窗口长度 dcin套管径ca套管壁厚xd导尖厚度db复式铣锥引子端最大直径导斜器倾角 （度）2、锻铣开窗侧钻2.1、锻铣开窗侧钻原理锻铣开窗侧钻原理是：在设计位置将原井眼的一段套管用锻铣工具铣掉，锻铣长度通常为2030米，以避免套管磁场对随钻仪器的影响，然后在该井段注水泥，再利用侧钻钻具定向钻出新井眼。锻铣开窗侧钻特点是：其优点是工艺简单，易于掌握，可靠性强，可全方位定向侧钻，一旦侧

38、钻失败，易于补救；对下步钻井和后期作业较安全；缺点是需要打水泥塞，套管锻铣段长，切削量大，施工周期长，不能一次切削多层套管。2.2、锻铣开窗侧钻技术套管锻铣工具与套管水力式割刀的结构和工作原理一样，作业时首先将工具下到预定位置，启动转盘并开泵，刀刃从本体伸出，进行套管切割作业。套管割断后，在调压机构作用下，泵压会有下降显示，刀片骑在套管断面上。此时均匀送钻加压，即可进行锻铣作业。套管段铣器锻铣前的准备工作造斜点的选择要尽量减少老井段套管报废长度，选择易开窗且地层相对稳定的井段，充分发挥工具应有的造斜能力；锻铣起始点要避开套管接箍，选在套管接箍以下56米处，锻铣刀片下井前要做开试验，防止在下钻时

39、因刀片开遇阻，损坏刀片。锻铣时的注意事项锻铣时要配置高粘度高切力的钻井液，保证钻井液有足够的悬浮和携带能力；锻铣操作要平稳，送钻要均匀，每锻铣0.51米时要停止锻铣，循环2530min钻井液，然后停泵让锻铣工具进入套管12米，以检查刀臂是否被卡；每次下入新刀片时，应在前次锻铣井段划眼；锻铣过程中，要收集铁屑，分析返出量与锻铣套管长度是否相符，若返出量少要停止锻铣，循环一周，必要时提高钻井液粘度与切力。锻铣完成后的工作测井前要充分大排量洗井，清除残余铁屑，如果测井发现锻铣井段粘有大量铁屑或留有薄层套管，应再次下锻铣工具进行划眼，以免对测量仪器产生磁干扰。注水泥塞要求管柱下到锻铣段下部50米，水泥

40、塞应有足够的强度和韧性，一般在固井水泥中加纤维。水泥凝固后即可进行定向侧钻。(三)、裸眼钻进技术1、钻头套管开窗侧钻井由于受原井眼井身结构的限制，钻头的选择比较有限，常用的有单牙轮钻头，PDC钻头，PDC偏心扩眼钻头。小井眼钻井由于其环空间隙小，给钻井、固井作业带来一系列问题，如环空压耗较大，井底水力作用能量较低，卡钻机会增大，固井质量不能保证等。目前普通的作法为：a钻达目地层后，下扩眼钻头进行扩眼；b在油层段与复杂地层采用偏心钻头进行扩眼，以利钻井、固井作业顺利进行。1.1、单牙轮钻头单牙轮钻头在绕运动着的牙轮轴做相对运动，对井底岩石产生冲击和压入作用的同时，牙轮表面相对井底有很大的滑移运动

41、，对地层产生切削作用，因而单牙轮钻头兼有三牙轮钻头和PDC钻头优点。单牙轮钻头由于只有一个轴承，因而轴承面积相对较大，同时单牙轮钻头是减速钻头，牙轮转速低于钻头转速，一般只有钻头转速的40-80%，因而单牙轮钻头轴承使用寿命相对较长。1.2、PDC钻头PDC钻头的破岩机理主要是依靠钻头复合片的切削作用，适用于低钻压、高转速钻进，因而适合配合井下动力钻具，满足动力钻具对钻头高转速的要求。单牙轮钻头 PDC钻头1.3、PDC偏心扩眼钻头PDC偏心扩眼钻头具有两条中心轴线，即所钻井眼的中心轴线和正常通径的井眼轴线。其工作原理是：利用底部的切削齿钻出导眼，靠侧翼进行扩眼，钻出大于钻头直径的新井眼。由于

42、偏心钻头的不对称性，要求与之搭配的钻具最好为钟摆钻具，尽量不使用扶正器。2、钻具组合设计 钻具组合的优选是井眼轨迹控制的重要组成部分。正确选择和合理使用钻具组合，既可提高钻井速度与井身轨迹控制精度，又可获得曲率均匀、光滑的井眼，避免造成起下钻与钻进阻卡、划出新眼、发生粘卡与键槽卡钻等复杂情况。显然，所选出的钻具组合不仅要满足井眼轨迹控制的要求，还要满足强度、通过度与安全钻井的要求。2.1、钻具组合选择原则钻具组合设计应满足以下9个方面的要求：a. 满足设计造斜率的要求；b. 满足造斜马达在直井段或斜直段的通过度；c. 满足随钻测量工具的要求。d.钻柱摩阻最佳e.优先选用成熟的钻具组合f.满足强

43、度要求g.有利于减少起下钻次数h. 必须有较大的可靠性与实用性i. 根据井身剖面选择钻具组合2.2、钻具结构a. 初始阶段钻具结构在开窗完后进行裸眼钻进，当钻头到窗口处时要慢放慢提平稳操作，下到预定深度后慢慢开动转盘，要求转速2030rpm，当无憋跳现象后进行正常钻进20m。钻具组合：牙轮钻头 +钻铤6根+钻杆 如下图所示。b. 造斜钻进钻具结构根据甲方地质设计的靶心位移，一般要进行造斜阶段。造斜钻具：PDC钻头+95mm单弯螺杆+定位接头+无磁钻铤1根+钻铤5根+钻杆 如下图所示。c. 稳斜钻进钻具结构稳斜钻具：一般稳定器3个，使钻铤刚度增大，可以保持原井眼轴线钻进，放置在钻头以上1.3m、

44、7.6m、19m左右处，也就是满眼钻井。稳定器外径应等于钻头外径，过小不起扶正作用。牙轮钻头+稳定器+短钻铤+稳定器+托盘接头+无磁钻铤1根+稳定器+钻铤5根+钻杆。如下图所示。3、井身质量控制定向钻进中随钻测量至关重要，负责监控井身质量。目前国常用的随钻监测方法主要有两种，一是使用无线随钻仪；二是有线随钻仪。无线随钻仪使用成本相对较高，因此定向侧钻中普遍使用有线随钻仪进行监控。井身质量的控制是依靠导向动力钻具来完成的。具有一定造斜能力的导向动力钻具，其改变井斜和方位的大小与两者的分配关系，是通过调节导向动力钻具的装置角0来实现的。使用有线随钻监测仪时，在井斜角小于6度时一般采用磁性高边（即以

45、磁北方向为起边），当井斜角大于6度时，磁性高边误差相对较大，需要采用重力高边（即以井斜方向为起边）来监控导向钻具的装置角。装置角0与井斜、方位变化关系的计算式：=0 * cos0 其中：- 井斜变化率 度/10米=0 * sin0/sin20 -工具造斜率 度/10米 -方位变化率 度/10米0 导斜器装置角 度井斜角 度4、钻进参数的选择钻压的确定：钻压的确定一般应视钻遇地层硬度、岩层构造情况、钻头与钻进方式而确定，同时钻压不超过钻铤在钻井液中重力的80-90%与钻头自身所能承受的最大钻压的90%以。用井下动力钻具钻进时钻压一般为15-25KN之间，最大不超过30KN。在采用转盘式旋转钻进过

46、程中，单牙轮钻头一般钻进时钻压控制在30-40KN为最佳，最大不超过50KN；PDC钻头一般为20KN钻进效果最佳。转数的确定：侧钻井井眼尺寸小，裸眼钻进受窗口与裸眼井径的限制，扭矩比较大，因而转数不可过高，单牙轮钻头一般应控制在60-80r/min比较合适；PDC钻头一般应控制在80-120r/min比较合适。排量的确定：排量过大，环空工作液成紊流状态，会产生冲刷强力，破坏岩壁泥饼的形成，在较松散的砂泥岩地层易发生井壁坍塌；排量过小，携带岩屑性能降低，易发生沉砂卡钻事故。因此，侧钻工作液的上返速度应介于紊流与层流之间，即不完全层流状态，同时排量的选择在井下动力钻进时要保证动力马达处于最佳状态

47、。泥浆泵排量的计算公式：Q=*D2*P*N*n*K/4其中：Q泥浆泵排量 方/分钟 D缸套直径 米 P冲程 米N冲次 次/分钟 n缸套数量 K泥浆泵上水系数（一般取0.85）5、侧钻井钻井液的特殊要求：（1）、能够在较低的排量下有效清洗井底、悬浮和携带岩屑；（2）、具有较低的滤失量、良好的造壁性、较强的防塌能力；（3）、良好润滑性能和较低摩擦，确保压力传递和降低扭距；（4）、较强的防止井漏能力，针对性地实施油气层保护技术。(四)、侧钻完井技术4.1、固井前期准备工作A、通井：测井后为预防井眼情况发生变化，下套管前必须通井。凡起下钻遇阻卡位置、狗腿角严重井段均需进行划眼。划眼时要大排量循环钻井液

48、，清除井岩屑，钻井液必需循环一周以上。B、钻井液的性能要满足安全顺利下套管和注水泥施工的要求，避免固井前大幅度改变钻井液性能。C、对于有漏失层的井，要先堵好漏层，然后下套管。D、下套管：7”套管侧钻井中一般下入5”套管完井；5-1/2”侧钻井中一般下入4”套管完井，4”套管分为有节箍和无接箍两种，由于5-1/2”套管侧钻井环空间隙比较小，为了保证环空水泥环的厚度与固井质量部分油田在5-1/2”侧钻井中下入3-1/2”套管完井，如胜利油田与油田都是用3-1/2”套管完井。尾管串结构（自下而上）：引鞋+旋流短节+浮箍（含阻流板）+尾管+（空心胶塞）+悬挂器总成。调长钻杆钻杆悬挂器总成悬挂器尾管引鞋

49、旋流短节浮箍套管尾管分级箍完井管柱示意图4.2、固井工艺技术侧钻井尾管固井方法有三种：一是直接注水泥方法；二是管插入法注水泥；三是复合胶塞碰压式固井。直接注水泥方法：直接注水泥法由于需要钻尾管的灰塞，目前很少使用。管柱插入式固井工艺技术：在尾管底部安装一个双向阻流板，管柱随尾管下入井底，固井替水泥前将一钢球投入坐在双向阻流板上，然后循环替出尾管水泥浆。该项技术尾管不留水泥塞，节省钻水泥塞时间和费用，同时避免了因钻水泥塞对水泥环造成破坏。完井管柱示意图如下图所示。复合胶塞碰压式工艺技术：该项工艺技术需要在悬挂器下部连接一空心胶塞，将尾管串与钻杆相连，下入井设计深度后倒开悬挂器中心管，然后加压10

50、15KN使其密封，注完设计量水泥后，将小胶塞投入钻杆，在泵压的作用下将小胶塞推入到悬挂器胶塞处，堵塞住大胶塞的孔道，使二胶塞合二为一，然后在泵压作用下继续下行，直至接触阻流板，完成固井作业，上提中心管反洗井，洗出喇叭口以上多余的水泥浆。该项固井工艺的特点是固完井后免去钻多余水泥的工序。完井管柱示意图如下所示：二、套管开窗侧钻水平井工艺技术侧钻水平井示意图侧钻水平井同侧钻定向井相比，其最大的特点是侧钻水平井有一个水平段，按照造斜曲率半径的不同侧钻水平井又分为侧钻长半径、中半径、短半径、超短半径水平井，而短半径与超短半径水平井钻井需要特殊的非常规工具，长半径与中半径水平井钻井不需要特殊的非常规工具

51、，而使用的是常规工具，因此，又将其称之为常规侧钻水平井。侧钻水平井技术作为老油田调整挖潜提高采收率，已在世界围得到广泛应用。美国、加拿大等西方国家在年代初就开始大规模应用水平井开发不同类型的油藏，目前每年水平井钻井数都在2000口以上，主要用以裂缝性油藏、断块油藏和低渗透油藏为主。我国于90年代初期开始引进水平井技术，近几年来，得到了大力发展，胜利、辽河的水平井钻井技术发展较快，初步形成了一套较为成熟的水平井筛选、轨迹优化设计、水平井产能预测与水平钻井、采油等配套技术，目前已广泛应用于边底水断块油藏、裂缝性油藏、整装高含水油藏、地层不整合油藏和低渗透油藏的挖潜。适合水平井开采的油藏类型主要有以

52、下几种：1、边底水油藏，水平井可以控制边水突进和底水锥进；2、气顶油藏，水平井可以控制气窜；3、天然裂缝油藏，水平井可以横穿多条裂缝，获得更高的产能和采收率；4、低渗透油藏，水平井可以显著提高单井产能，提高经济效益；5、常规稠油油藏，水平井可以获得较高产液量，从而保持井筒与井口油流温度；6、砂体单一，延伸长，连同性好的砂岩油藏，利用水平井开发可以达到少井高产与高采收率。（一）、侧钻水平井套管开窗方式的选择侧钻水平井开窗方式有两种：一是磨铣开窗；二是锻铣开窗。一般对于长半径与中半径侧钻水平井两种开窗方式都可以，对于短半径与超短半径侧钻水平井采用锻铣开窗方式。锻铣开窗钻具组合如下：引锥（或领眼磨鞋

53、）+段铣工具+钻铤根+稳定器+钻铤3根+减震器+钻铤根+随钻震击器+加重钻杆+钻杆套管锻铣工具（二）、侧钻水平井钻井工艺技术1、钻头的选择钻头的选型就是要使钻头与地层相匹配，满足井眼轨迹控制和提高钻速的需要，由于不同类型的钻头具有不同的破岩机里，因此，钻头选型应按地层岩性、厚度、深度与钻头特性等进行恰当的选配。钻头的选型可采用两种方法：一是统计分析法；二是随钻预测法。由于侧钻水平井自身的特点，钻头易出事故，并且出现事故后处理难度较大，因而，合理的选择和使用钻头就显得特别重要。对于牙轮钻头而言，在高转速、大曲率和侧向力状态下运转，会导致牙掌与钻头急剧磨损，造成牙轮轴承先期损坏，钻头寿命锐减，这样

54、就极易发生钻头事故。因此应尽量避免使用牙轮钻头，但是，在地层含砾石且较为松软时，使用牙轮钻头的安全性又高于PDC钻头，总之，应根据具体情况具体分析。在选用牙轮钻头时，应选用高效优质具有保径作用的牙轮外头，使用过程中，应根据岩性、机械钻速、进尺等综合分析，确保钻头余新大于40%。2、钻具组合设计侧钻水平井在钻进时处于水平段与曲线段的钻柱常处于压缩状态故不宜采用常规钻杆，同时水平井的曲线段的曲率较大，且曲线段与水平井段的摩阻较大故不宜采用常规钻铤。所以在钻水平井时，采用加重钻杆或耐压钻杆。根据造斜率的要求，选用单弯或同向双弯螺杆钻具。钻具组合设计如下：钻头+单（双）弯螺杆+定位接头+无磁抗压钻杆+

55、斜坡钻杆+加重钻杆+钻杆。3、轨迹控制技术侧钻水平井轨迹实时跟踪主要有两种方法：一是有线随钻；二是无线随钻。对于短半径与超短半径侧钻水平井多采用无线随钻测量技术。由于侧钻水平井造斜段短，造斜率又高，钻进过程中的轨迹控制十分困难，有时需要几次扭方向才能使钻进方向与设计方向一致。为了保证顺利施工，应注意以下几点：（1）造斜段所使用的钻具组合的造斜率要高，一般在每为1度左右，在造斜点方位和水平段方位不一致时，为了使钻具容易通过造斜段或扭向段，应避免单纯的扭向或音纯的增斜，尽量把扭向和增斜造当的协调进行，即把扭方向与增斜合理地结合在一起，以保持钻进过程中井眼的平滑连续。（2）由于侧钻水平井的造斜段较短，施工中，井斜与方位的调整余量很小，因此，对井眼轨迹进行实时跟踪，预测应做到尽量精确，严格控制垂深与实钻曲线超前或滞后的程度，不得盲目钻进。（3）水平段钻进的重点是，钻具钻合要有稳斜和调整井斜与方位的能力。当造斜段扭方位工作量较大时