Z3034小井眼侧钻水平井完井技术

郭 锋 孙星云 罗晓敏

（1.中油国际曼格什套有限责任公司，哈萨克斯坦阿克套 130000；2.中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 430007）

Z3034小井眼侧钻水平井完井技术

郭 锋1孙星云1罗晓敏2

（1.中油国际曼格什套有限责任公司，哈萨克斯坦阿克套 130000；2.中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 430007）

为提高老井单井产量，加快治理Ø146 mm的套损井，决定利用扩孔工具，扩大完井井眼直径，增大水泥环厚度，延长油井使用寿命。分别从完井方式、完井液及井眼扩孔3个方面对Z3034井完井进行了优化设计，详细介绍了该井的扩眼及完井管柱下井的施工过程。该井的顺利完井为热德拜油田后续治理小井眼套损井、实施小井眼侧钻提供了一条切实可行的途径。Z3034井自侧钻投产以来产量比较稳定，平均5 t/d，是侧钻前产量的5倍。

Z3034井；热德拜油田；扩孔工具；尾管悬挂器；水泥伞；屏蔽暂堵；滚轮扶正器

热德拜油田位于哈萨克斯坦曼格什拉克半岛西部，地质构造是热德拜—乌津大地构造台阶，沉积于南曼格什拉克拗陷北缘。构造基本特征为北西西向背斜，构造平缓，长24 km，宽8 km，幅度约50 m。目前热德拜油田总井数2 071口，其中油层套管为Ø146 mm的套损井385口，占总井数的18.6%，合理治理这些套损井是首要任务，通过对完井资料的分析与研究，依据目前在产井状况，决定在热德拜油田进行小井眼侧钻，侧钻完井后再下入扩眼工具扩大井眼尺寸，增加套管环空间隙，提高固井质量，延长油井使用寿命等［1］。Z3034井是在Ø146 mm套管内用Ø118 mm钻头开窗，钻至B点，从开窗点到B点再用偏心式扩孔工具完成井眼扩孔，最终实现完井管柱顺利入井，该井设计井深为2 677.36 m，实际完钻井深2 681.31 m，水平段长200 m。利用扩孔工具 GWYK114-14OPDC，在 2 205～2 677.36 m 处进行扩眼作业，扩孔后井眼裸眼直径可达139.7 mm，整个扩眼时间为63 h，下完井管柱及固井时间为30.5 h。各项完井技术指标均达到设计要求。

1 Z3034井基本概况

Z3034井原设计为Ю-10层采油井，井深2 270 m。该区域在Ю-12层储层发育较好，油层厚度较大，平均达 16～20 m，孔隙度 15%～18%，渗透率 100～350 mD。利用Z3034井原井筒，完善Z3034井区在Ю-12层的开发井网，提高该井区的采油速度和储量动用程度［2］，挖掘底水油层顶部剩余油［3］，进一步提升单井产量。

Z3034井井眼设计方位98.42°，磁偏角3.55°，其他参数见表1。

2 185.00 2 185.00 0.00 0 开窗点2 280.00 2 279.71 6.41 13 定向造斜段2 409.68 2 376.35 85.68 0 稳斜段2 477.10 2 393.17 150.22 13 A点2 677.36 2 393.17 350.48 0 B点

2 Z3034井完井技术难点

（1）Z3034井油层套管外径是146 mm，壁厚为8.9 mm，所以内径为128.2 mm，环空间隙小，井身质量和井眼清洁程度要求较高，循环排量受到限制，裸眼井段岩屑难以携带干净，固井施工风险大。

（2）首次在Ø146 mm套管内侧钻，进行井眼扩孔工艺措施，工程施工风险较大。

（3）完井管柱外径小，易弯曲，不易居中；对于完井管柱设计要求较高，由于扩孔留有20 m长的台阶，下管外封隔器较难。

（4）下尾管悬挂器、固井过程中水泥从水泥伞上部的分级箍孔返到悬挂点，工艺复杂，悬挂部分较轻，坐挂及倒扣难度较大，也容易出现碰压失败，从而形成内留塞和管外提空现象。

（5）所钻油层厚度较大，平均达16～20 m，孔隙度15%～18%，渗透率100～350 mD，基于这些因素，需要有较好的完井液配制体系，保护油层，一旦油层受到污染及伤害，将会严重影响油井产量。

3 Z3034完井方案优化措施

3.1 完井工具的组合

（1）完井后利用扩眼技术，井眼由Ø118 mm变为Ø139.7 mm，但在扩眼过程中受工具功能的限制，在开窗点以下20 m处留有台阶，下管外封隔器很难入井，将管外封隔器改为3个水泥伞，利用3层水泥伞充分托住上部的水泥石，保证上部固井质量，避免层间串通。

（2）在Ø146 mm套管内，井深为2 185 m处磨铣开窗，采用Ø118钻头在2 280 m处开始造斜，造斜率为13 （°）/30 m，钻至2 477. 1 m进入水平段，至2 677.36 m完钻。完井管柱组合［4］为：Ø101.6 mm带有滚轮的圆头盲堵管鞋+Ø101.6 mm无接箍割缝筛管（带滚轮扶正器＋柔性接头）×200 m + Ø101.6 mm盲板管×3根+水泥伞×3个＋Ø101.6 mm盲板+Ø101.6 mm分级箍＋Ø101.6 mmNU无接箍套管×271 m＋Ø146 mm×Ø101.6 mm悬挂器，悬挂到2 150 m，上部用Ø73 mm钻杆下放。

3.2 完井液保护体系

（1）油藏属孔隙性砂岩油藏，采用屏蔽暂堵技术［5］，暂堵材料选用惰性固体粒子与油溶性粒子2种。通过各级粒子逐级封堵，达到保护储层目的。目的层钻井加入屏蔽暂堵材料，并在钻进过程中随时补充，确保屏蔽暂堵材料在钻井完井液中的含量达到设计要求，以形成致密高强度的“屏蔽环”，防止钻井完井液对油气层造成严重伤害。同时，由于白垩系上部压力较高的地层已封固（侧钻点井深在2 185 m），进入储层的钻井液密度可控制在1.10～1.16 g/cm3，有效地防止了在储层段发生井漏，伤害油气藏。

（2）油层段钻井中严格控制钻井完井液API滤失量不大于5 mL。

（3）快速钻穿目的层，提高裸眼井段电测一次成功率。快速完井，尽可能缩短钻井完井液对油气层的浸泡时间，减少钻井完井液对目的层的污染。

4 完井施工

4.1 扩孔施工方案

（1）扩孔施工基本原则。在确定不能用液压刀片式扩孔工具的时候，及时更换偏心式扩孔工具，保证扩孔质量。

（2）工具准备。GWYK114-140PDC液压扩孔工具2套，Ø114 mm可钻式扩孔牵引工具1套，Ø118偏心式扩孔工具1套。工具扣型为211×210。

（3）扩孔井段的确定。窗口以下20 m至井底，Z3034井窗口在2 185 m处，设计完钻井深为2 677.36 m，设计扩孔段为2 205～2 677.36 m。

（4）扩孔钻具组合。Ø114 mm 可钻式扩孔引锥+Ø114 mm →Ø139.7 mm扩孔器+Ø73 mm 钻杆+Ø73 mm加重钻杆+Ø73 mm钻杆。

（5）过窗口时减速慢通过，下到预定井深，上下活动3～5 m，低速试转动几圈观察是否有卡；每次扩孔施工时，严格按照先转转盘后开泵、扩完每个单根后按照先停泵后停转盘的施工原则防止卡钻。

（6）第1个单根以刚方入开始造台阶。①先启动转盘正常后单阀开泵，柴油机转速调至最低，开泵不能太猛，防止憋漏地层。定点造台阶15～20 min，待循环泵压和返出正常后，零钻压钻进0.3 m；②将柴油机转速调至正常，定点旋转5～10 min，正常后小钻压扩进0.3 m，之后加压5～10 kN钻进下扩2 m；③下放钻具验证是否有压，停泵停转盘上提1 m， 柴油机转速调至最低，启动2个阀转动5～10 min，小钻压钻进0.3 m；④柴油机转速调至正常，定点5～10 min，后加压0～20 kN正常扩眼钻进，转速60～80 r/min。

（7）第1个单根扩完后，不划眼直接接单根。第2单根开始，每个单根划眼1次，划眼时上提方钻杆到刚方入（超过钻杆长度），控制速度，每次下放长度不超过滚筒圈的1/10，遇阻大则应划第2遍。扩孔时一定要按照小钻压施工（钻压控制在20 kN以下）、防止遛钻，以免造成刀弯、卡钻事故发生。

（8）扩孔钻压应为5～10 kN，当进尺较慢时，钻压可增至20 kN，蹩跳严重应减压或提起划眼。

（9）扩至设计井深后应充分循环，直至井底干净。

4.2 管柱入井施工工艺

（1）按照顺序下入完井管柱；

（2）尾管上提下放称重后，将钻具提到尾管坐挂位置；

（3） 迅速接固井管线, 倒通固井泵至钻具的阀门；固井泵缓慢打压至8 MPa，稳压5 min后，下放尾管重量并加压30～50 kN，确认坐封成功后，泄压；倒开钻杆（但不得上提钻杆超过2 m）；

（4） 确认悬挂器完全丢手后下压50～100 kN；继续升压至18 MPa打开分级箍；大排量循环钻井液1～2周，准备固井注水泥浆；按固井设计进行注水泥浆作业；投钻杆胶塞，替压塞液；替钻井液，顶替水泥浆使复合胶塞碰压至20 MPa，关闭分级箍；起钻，候凝（不可将钻具留在井内候凝）。钻开盲板接头，投产。

5 应用效果

（1）Z3034井整个完井过程施工顺利，在小井眼条件下，复杂完井管柱顺利入井，尾管悬挂器成功坐封，送入工具成功丢手，保证水泥伞成功下入预定位置。

（2）整个扩眼时间为63 h，比计划提前60 h，施工过程安全顺利，无阻无卡，扩眼工具磨损较小，节约了材料成本。

（3）完井管柱采用滚轮扶正器，完井管柱入井顺利，下完井管柱及固井时间为30.5 h，比计划节约了近60 h，声辐测井显示该井A点以上到悬挂器以下20 m固井质量良好。实现了油层上部复杂井段的有效封堵，确保了产层高效的开采。

（4）完井液采用屏蔽暂堵技术，在摩阻较大井段加入润滑剂，保证井眼光滑度，减少井斜较大段的摩阻，水平段润滑剂含量保持在3%。钻井液性能稳定性好，携带能力强，保证钻井液将岩屑带出地面，防止岩屑床形成。采用轻、重钙复配的方式达到油层屏蔽暂堵的作用，利于油层保护。

6 结论与认识

（1）利用扩孔技术，增大完井井眼的尺寸，实现管柱一次顺利入井，增大固井水泥环厚度，确保了油井长期生产。

（2）利用水泥伞，可有效托住上部水泥环的下沉，保证固井质量，延长油井生产寿命。

（3）在钻井液形成优质滤饼的基础上进行适度混油并充分乳化，最大程度地降低了摩阻因数。

（4）需要解决的问题是筛管下井过程中固体颗粒易堵塞缝隙。因筛管上部装有盲板，筛管处于负压自动灌浆状态，细小颗粒容易堵塞缝隙并在筛管外形成滤饼。

（5）Z3034小井眼侧钻顺利完钻，为后续同类小井眼完井提供了一条切实可行的途径。

［1］王智锋，马清明，李作会，等. 侧钻井钻后扩眼技术［J］.石油钻采工艺，2005，27（2）：69-70.

［2］万仁溥. 现代完井工程［M］.北京：石油工业出版社，2000.

［3］陈大伟，沙东，甑华强，等. 庄海8Ng-H3K井开窗侧钻大位移水平井钻完井技术［J］. 石油钻采工艺，2011，33（4）：31-32.

［4］张蔚. 北布扎齐油田浅层小井眼短半径开窗侧钻水平井钻井液完井液技术［J］. 新疆石油科技，2010，20（1）：24-26.

［5］胡景荣. 改善钻井液的屏蔽暂堵保护油气层技术研究［J］.钻采工艺，2000，23（4）：70-73.

（修改稿收到日期 2013-03-02）

Completion technique of slim hole sidetracking for horizontal well Z3034

GUO Feng1, SUN Xingyun1, LUO Xiaomin2

（1. AO MMG,Aktay130000,The Republic of Kazakhstan; 2. North China of Sinopec,Zhengzhou430007,China）

In order to improve mature single well production and speed up the curing process of casing damaged wells with casing diameter of Ø146 mm, it is decided to use the reaming tool to increase the diameter of completed wells, and to increase cement sheath thickness, furthermore, to improve well service life. In this paper, the completion of Well Z3034 is designed and optimized from three aspects, completion method, completion fl uid and borehole reaming. The working process of reaming and completion string tripping are introduced in detail, the success of the well completion provides a feasible way for subsequent treatment of slim-hole casing damaged wells in Redbai oil fi eld and conducting of slim-hole sidetracking. The production of Well Z3034 has been relatively stable since the start of production, with the average rate of 5t/d, and it is 5 times of the non-sidetrack case.

Well Z3034; Redbai Oilf i eld; reaming tool; liner hanger; cement basket; shielding temporary plugging technique; roller centralizer

郭锋，孙星云，罗晓敏. Z3034小井眼侧钻水平井完井技术［J］. 石油钻采工艺，2013，35（3）：34-36.

TE243

B

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0034 – 03

郭锋，1978年生。2009年毕业于俄罗斯“古博金”国家石油天然气大学，获钻井硕士学位，现从事钻井生产管理工作。E-mail：guofeng@cnpcint.com。

〔编辑

薛改珍〕