微小井眼连续油管的侧钻开窗

许朝辉 高德利中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室

微小井眼连续油管的侧钻开窗

许朝辉 高德利中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室

页岩气、煤层气等开发过程中，越来越多地应用老井侧钻开窗的方法来开采油气资源。将微小井眼连续油管技术和老井开窗侧钻技术结合起来，也就是应用连续油管直接在老井开窗侧钻来对成熟油田、非常规能源进行开发，能取得更大的效益。侧钻开窗可以使用常规钻机，也可以使用连续油管钻机；既可以在裸眼井中开窗侧钻，也可以在套管井中开窗侧钻。应用连续油管对大井眼进行开窗侧钻作业时对井眼的清洗将更加困难，要求加大钻井液速度。用连续油管进行传统斜向器法开窗侧钻包括四个阶段：油井准备、准备/坐定斜向器、磨铣窗口、侧钻。

微小井眼钻井；连续油管钻井；开窗；侧钻；工具；工艺

微小井眼连续油管钻井技术凭借着其高效率、低成本、低污染的优势，越来越多地被应用在现场[1]。微小井眼钻井技术可以应用于浅层开发井、煤层气井、低渗透油气井、老井重钻和勘探井等。

近年来，随着非常规能源的发热潮的到来，页岩气，煤层气等开发过程中，越来越多地应用老井侧钻开窗的方法来开采油气资源[2]。将微小井眼连续油管技术和老井开窗侧钻技术结合起来，也就是应用连续油管直接在老井开窗侧钻，来对成熟油田、非常规能源进行开发，能取得更大的效益。

1 开窗的方法

侧钻开窗可以使用常规钻机，也可以使用连续油管钻机；既可以在裸眼井中开窗侧钻，也可以在套管井中开窗侧钻。在套管井中，如果没有生产油管，可以采用下常规斜向器或者其他方法开窗，也可以采用过油管的方法开窗。根据是否要将老井隔离开，既可以采用注水泥的方法，也可以采用不注水泥的方法。注水泥开窗有两种，一种是将斜向器注水泥固定来开窗，另外一种就是采用注水泥塞控时钻井的方法开窗。本文讨论的是用常规斜向器法进行开窗作业。

2 微小井眼开窗工艺

应用连续油管对大井眼进行开窗侧钻作业时对井眼的清洗将更加困难，要求加大钻井液速度。用连续油管进行传统斜向器法开窗侧钻有四个阶段：油井准备、准备/坐定斜向器、磨铣窗口、侧钻[3-4]。

2.1 油井准备

（1）关井，拆卸采油树，安装压力控制设备，对压力控制设备进行测试，取出采油管柱和封隔器。

（2）如果需要，用挤水泥、稠泥浆或者桥塞将当前的生产井段隔离开。

（3）从井口到预期侧钻点之下至少30 m下一次套管接箍定位（CCL）和伽马工具，对深度进行校正,选择合适的坐定斜向器的位置。

（4）进行一次固井测井（CBL）或者用其他的水泥评价测井仪对侧钻点处的水泥环进行评价。如果结果显示水泥胶结质量较差，试试修复挤水泥或者将侧钻点移至水泥环胶结较好的地方。

（5）下入套管井径规对侧钻点上下各至少100英尺进行测试。坐定斜向器的位置必须尽可能的圆。如果套管太过椭圆或者扭曲过大，锚定卡瓦将不能正确地支撑。对套管中锚定斜向器段铰扩以便于锚定。

（6）如果下入的斜向器没有锚定器，就要在侧钻点处安装一个桥塞或者水泥塞，以便斜向器的卡瓦能坐定在套管之上。如果使用水泥塞，需要对水泥塞顶部进行修磨到侧钻深度。

2.2 准备/坐定斜向器

（1）根据油井准备中所测得的套管内径调整斜向器的卡瓦使之能匹配。

（2）组装送入斜向器的BHA，BHA由高扭矩CT连接头、单向阀、循环（分流）短节、脱离器、转向器、随钻测量工具、马达、柔性短节、斜向器适配器以及一个带有锚定器的斜向器组成。

（3）进行随钻测井，确定锚定器的方向（方位角）。（4）根据转向器的转动操作要求，转动井下工具的方向，以确保斜向器的斜面朝向侧钻方向。

（5）在斜向器斜面转到预定位置之后，根据卡瓦坐定所要求的值（不超过1 t）施加下坐力，将锚定器坐定在套管之内，并上提管柱确认锚定器与套管完全配合。

（6）剪断连接斜向器和送入工具之间的螺钉，释放送入工具。有的工具是利用坐定力来释放，有的工具要求上提。

（7）取出送入工具并下入开窗磨铣工具串或者保持工具串在原位（如果工具串上带有磨铣鞋），准备开窗。

2.3 磨铣开窗

（1）在泵排量将要达到马达所要求的排量之前，将管柱上提大约1.5 m。在泵压稳定之后，慢慢地下放CT直至起始铣鞋开始切入套管之中，这时会指示泵压升高。根据安装在BHA上的传感器指示，也可以通过BHA振动或者WOB的增加来显示铣鞋的状态。

（2）使用CT开窗时需要足够的耐心。如果WOB加的太大，也就是下放CT太快，可能会让马达停转，致使铣鞋切入斜向器，或者迫使铣鞋太早铣出套管。后者会在窗口的底部形成一个凸缘，这对裸眼钻进的BHA将是一个隐患。时刻注意泵压以及BHA传感器的指示来判断马达的状态。

（3）起始铣鞋铣出套管后将在地层中继续钻进。随后管柱铣或者西瓜铣将依次磨铣起始铣鞋所开出的窗口。第二个铣鞋的目的是扩大窗口并磨铣边缘使其光滑。

（4）继续磨铣钻进，直到管柱铣或者西瓜铣铣出套管窗口并且在地层中钻进约5 m左右。保持耐心且要防止下放CT过快。时刻注意泵压以及BHA传感器的指示来判断马达的状态。

（5）在窗口上来回拖动管柱数次，确保窗口光滑不留凸缘，以免给裸眼钻进的BHA留下隐患。

（6）取出钻柱时开启BHA中的分流，并且以最大的排量进行循环。

2.4 侧钻

（1）将定向钻井工具组合送入到窗口顶部。如果在送入过程中需要开泵，那么要将排量维持在马达工作排量之下。

（2）慢慢地将CT下放，轻轻地与井底接触，上提1.5 m，并将工具面转到正确的位置。开泵达到马达的工作要求。在泵压稳定之后，缓慢地下放CT（施加钻压WOB）直到钻头钻入地层。保持正确的工具面角。

（3）按照定向井司钻指令程序钻造斜段。

（4）监控颗粒控制设备上排除的岩屑，查看井眼清洗是否有效。定期短起下钻到窗口位置或打入稠浆塞以促进井眼清洁。

（5）在钻到造斜段底部之后，尽可能地将泵的排量开到最大，将BHA取出窗口。

（6）如果允许，将钻井液换成稠浆塞达到井底。

（7）如果BHA中含有循环短节（分流），启动分流并将泵开至最大流速取出钻柱；否则就将泵开到马达启动的最低工作排量之下。

（8）根据下一个井段的要求变换BHA。

（9）将新的钻具组合下到窗口的顶部。如果在下入管柱的过程中要求开泵，应该将排量开到马达启动的最低工作排量之下。

（10）慢慢地将CT下放，轻轻地与井底接触，上提1.5 m，并将工具面转到正确的位置。开泵达到马达的工作要求。在泵压稳定之后，缓慢地下放CT（施加钻压WOB）直到钻头钻入地层。

（11）按照定向井工程师发出的指令进行钻井作业。

（12）监控颗粒控制设备上排除的岩屑，查看井眼清洗是否有效。定期短起下钻到窗口位置或打入稠浆塞以促进井眼清洁。

（13）继续钻进直至将当前井段钻完或者钻头阻止钻井为止。将泵尽可能保持在最高排量，将BHA提出窗口。

（14）根据需要重复6～13的步骤。

3 结语

（1）本文针对国内成熟油田老井侧钻问题，提出了使用连续油管开窗侧钻的解决方法。针对连续油管的特性，分析了开窗过程中会碰到的难点和问题；并集成和研制了能够适用的工具，制定了详细的施工工艺。

（2）受小井眼的限制，开窗管柱的直径也大幅度的受到限制，本项目中所配套的工具的设计都处于试制阶段，还需经过不断的试验和现场测试来修改和完善。

[1]陈朝伟，周英操，申瑞臣，等．微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术[J]．石油钻采工艺，2010，32（1）：5-9.

[2]李慧，黄本生，刘清友．微小井眼钻井技术及应用前景[J]．钻采工艺，2008，31（2）：42-45.

[3]余福林，单代伟，刘清友，等．微小井眼技术井下工具最新进展和思考[J]．钻采工艺，2008，31（4）：40-43.

[4]陈立人，张永泽，龚惠娟．连续油管钻井技术与装备的应用及其新进展[J]．石油机械，2006（2）：59-63.

（栏目主持 樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.053