哈萨克斯坦K umkol油田小眼井套管开窗侧钻井技术

骆骥（西部钻探国际钻井公司克孜洛尔达项目）

经过三十多年的勘探开发，KUMKOL油田已整体进入高含水开发后期，油田产量下滑，油区内井网密度大，地下管网交错，布置新井位越来越困难。在老井或报废井中实施套管开窗侧钻水平井，具有定向控制可采储量大、产量高、投资效益高；有利于控制、动用油藏剩余油，提高采收率，节约井场和地面设施，提高资源利用率等优点。通过KS-1026、KS-3029、KS-2084、KS-2055四口套管开窗侧钻水平井的施工，总结该区块开窗侧钻水平井技术和施工经验，为该技术今后在该区块大规模应用奠定良好基础。

一、侧钻水平井钻井工艺

1.井筒准备

下φ146mm套管刮削器通井探水泥塞、刮削套管壁，加压100kN作水泥承压试验；套管试压10MPa。

2.放置斜向器

（1）采用φ122mm卡瓦座封式斜向器.

（2）斜向器组合：φ122mm斜向器+送斜器+定向直接头+φ 73mm钻杆，置斜向器斜尖位置于侧钻点处；采用陀螺测斜仪进行斜向器定向，开泵打压座封。

（3）主要技术措施：

斜向器坐封使用水泥车清水坐封，坐封压力15-25MPa，分段起压并憋压3分钟。验封标准：上提悬重增加6吨，下压悬重减少8吨为合格。

钻柱采用φ45mm通径规过规，保证钻杆水眼畅通；

下斜向器时操作平稳，匀速下放，严禁猛提猛放，防止斜向器中途坐封。

下斜向器时禁止转动钻具，转盘锁定，钻杆上扣时必须确保液压大钳下钳工作正常，防止因钻具转动导致斜向器中途坐封。

3.开窗、修窗

（1）钻具组合：φ127mm复式铣锥+φ105mm钻铤×2根+φ 89加重钻杆×12根+φ73mm钻杆，

（2）作业参数：

起始段：钻压：5-10kN，排量：8-10L/s，转速：50-70r/min；

骑套段：钻压：20-40kN，排量：8-10L/s，转速：60-80r/min；出套段：钻压：20-40kN，排量：8-10L/s，转速：60-80r/min；修套段：钻压：0-50kN，排量：8-10L/s，转速：70-90r/min；

（3）开窗技术措施：

所有入井钻具准确丈量，确保井深精确。

下钻至设计开窗井深2m时，记录悬重，准确丈量放入。

开泵循环洗井，缓慢下放钻具，轻压慢转，先磨铣出一个均匀光滑的接触面。

套管套铣过程中送钻均匀，随时捞取砂样，观察铁屑，判断磨铣情况，及时调整开窗修窗参数。

每磨铣0.2m，提起磨铣工具进行修理，观察窗口有无挂卡现象，若磨铣中途接单根，接单根后必须对已磨铣井段修理。

铣出套管后，修理窗口直至上提下放无任何碰挂为止。

4.井眼轨迹控制

（1）脱离老井眼

开窗后裸眼只有2-5m，测斜仪器在套管内由于受到磁性影响无法显示正确的方位读数。现场采用“盲打”钻进20米以使井眼脱离老井眼。采用以下钻具组合：φ127mm钻头+φ105mm直螺杆+φ105mm钻铤×2根+φ89mm加重钻杆×12+φ73mm钻杆，复合钻进。

（2）增斜段

由于老井筒在造斜点位置已经产生了位移，井筒在侧钻点处的实际方位往往与设计方位存在偏差，因此，增斜段的施工既要增斜又要适当调整方位。一般选1.25°、1.5°或1.75°单弯螺杆用于定向钻进。

钻具组合：Φ127mm钻头+Φ105mm单弯螺杆+定向接头+Φ89mm无磁加重钻杆+Φ73mm斜坡钻杆+Φ89mm加重钻杆+Φ73mm钻杆；

钻井参数：排量10l/s，钻压20－60kN。

轨迹控制：本段施工的目的是增斜和调整方位，利用无线随钻进行加密测斜，并根据工具的造斜率，及时调整螺杆钻具的规格，确保中靶。

（3）稳斜段

采用与增斜段相同的钻具组合，主要采取复合钻进方式，每30米测量井斜和方位，根据测量结果随时调整工具面和钻进参数，保证中靶。

5.主要技术措施

水平井钻进过程中的各个井斜段的岩屑运移情况是不同的，由于钻井液环空速度的驱动作用，在小角度井段很难形成岩屑床。当井斜角由30°增加到60°时，受重力的影响，岩屑下沉到井壁下侧而形成稳定的岩屑床。随着井斜角的进一步增大，由于岩屑悬浮的影响岩床将变薄。因此最恶劣的工况出现在井斜角30°～60°。在Kumkol油田施工的侧钻井主要采取了以下措施：

（1）优选泥浆体系，提高泥浆性能，提高其携砂、润滑、防塌性能。

（2）短起下钻划眼：每30-50m进行一次短起下，将钻屑从井眼中清除出来。

（3）增大排量，提高环空返速：在各种井斜角下，无论使用层流还是紊流，提高泥浆的环空流速是提高洗井效果的最直接手段。随着循环排量的提高，钻屑床厚度迅速减少，因此，在大斜度井中应保持尽量高的环空流速。小井眼受泵压等因素的影响，提高排量受到一定的影响，一般排量保持在8-10l/s。

（4）钻具倒装：在大斜度井段主要应用斜坡钻杆与斜坡加重钻杆，改变钻具与井壁的接触状态，降低钻具与井壁之间的滑动摩阻，采用倒装钻具组合，即将斜坡钻杆放在大斜度井段，将加重钻杆或钻铤放在井斜小的井段或直井段，便于传递钻压。

二、侧钻定向井完井工艺

1.完井方式：Φ102mm尾管完井。

2.主要难点：管串结构复杂，使用工具多，对工具质量要求可靠性强。

3.管串结构：Φ102mm浮鞋+Φ102mm套管2根+Φ 102mm浮箍+Φ102mm球坐短接+Φ102mm套管柱+Φ 102mm尾管悬挂器总成+Φ73mm送入钻杆

4.技术要点：

（1）管串结构中所使用的工具都是液压控制的，因此，在管串下入过程中必须平稳操作，严禁猛提猛放，避免因操作过猛产生水击现象造成工具销钉提前剪断，影响后续工序的实施。

（2）下入管串前，上层套管和送入钻杆必须进行通径工作，以确保管串的顺利下入，尾管顺利悬挂和胶塞顺利通过送入钻杆。

（3）入井工具要进行准确测量，包括长度、内径、外径等，并绘制出草图备用。

（4）管串结构入井时应加好扶正器，除了套管本身的扶正作用以外，封隔器、分级箍、悬挂器等工具上下各加入两只扶正器，并用定位卡固定，以保证下入过程中工具的完好和施工过程中的工具正常使用。

（5）小井眼井应用尾管完井时，为避免钻胶塞困难，固井时可省去钻杆胶塞和套管胶塞，但固井替浆时要准确计量并提前留有余量，防止替空。

（6）管串结构入井时各连接丝扣要使用液压套管钳和扭距仪控制好上扣扭距。并且按要求及时灌好钻井液，避免管内掏空过多。

（7）下尾管前，要充分作好井眼准备，包括：井径规则，井眼稳定，漏失层预堵提高地层抗破能力，岩屑携带干净等等，创造良好的施工条件。

三、现场应用

在KUMKOL油田先后施工了4口套管开窗侧钻定向井，侧钻定向井的基本数据见表1。

表1 KUMKOL油田套管开窗侧钻定向井施工数据

KS-1026 1362.1 2 1280 KS-302914371285 KS-2055 53/4”套管开窗侧钻53/4”套管开窗侧钻53/4”套管开窗侧钻1416.9 61280 45 48 46 837 841 841 312 321 315 7.2 7 7.1

KS-2084 53/4”套管开窗侧钻1390.6 0 1281.49 47 841 308 7.3

四、结论与认识

1.哈萨克斯坦KUMKOL油田通过应用套管开窗侧钻定向井的工艺技术的成功实施，并取得了高产，为该油田老井的挖潜增效提供了一条有效的途径，具有推广价值

2.应用尾管完井技术，工具较多，工艺较复杂，必须保证所使用的各种工具的可靠性。

3.小眼井施工的特点是钻压小，排量低，钻井速度较慢。采用近平衡钻进、优选钻头等措施，优化泥浆性能，提高钻井速度。

[1]论文：周跃云、许孝顺 胜利油田套管开窗侧钻技术《石油钻探技术》，2001（4）.

[2]论文：余 辉、张军明 水平井“尾管+筛管”完井技术在中原油田的应用《钻井工程》，2005（2）.