东页深4井Φ273.1mm套管开窗技术实践认识

江巍

摘 要：东页深4井是部署在川东南綦江褶皱带东溪断背斜构造上的一口预探井，因实钻目的层垂深与设计偏差较大，致使“直改平”时增斜段全角变化率过高，最终采用Φ273.1mm技术套管开窗侧钻。通过优选液压导斜器及开窗工具，自加工防转爪座，导斜器采用坐底坐封，保证开窗过程中导斜器不转动、不下滑。导斜器斜轨角度4.5°，斜面经HB260～320硬度处理，提高了导斜器的抗磨、导斜和造斜能力;特殊设计的复式铣锥，保证在骑窗阶段有效钻入地层，快速通过“死点”位置，并实现开窗、修窗一体化;采用Φ218mm铣锥+Φ220mm铣棒扩窗、修窗，确保后续Φ215.9mmPDC+Φ172×1.5°單弯螺杆组合、斯伦贝谢Acher旋转导向组合（双扶Φ212mm）顺利通过窗口，为今后Φ273.1mm套管开窗施工提供了宝贵经验。

关键词：套管开窗;导斜器;复式铣锥;“死点”位置;窗口

1 引言

东页深4井是部署在川东南綦江褶皱带东溪断背斜构造上的一口预探井，因实钻目的层垂深与设计偏差较大，致使“直改平”时增斜段全角变化率过高，最终采用Φ273.1mm技术套管开窗侧钻。施工中根据套管规格优选导斜器及开窗工具，优化开窗参数及开窗、修窗、试钻方案，保证了后续施工中Φ215.9mmPDC+Φ172×1.5°单弯螺杆组合、斯伦贝谢Archer旋转导向组合（双扶Φ212mm）

顺利通过窗口，为今后Φ273.1mm套管开窗施工提供了宝贵经验。

2 开窗难点分析

①套管规格Φ273.1mm×P110×12.57mm，套管钢级高、内径247.96mm，导斜器坐封时卡瓦牙吃入受限，坐挂不牢。如悬空坐挂，极易在开窗或后续施工中出现斜向器下滑或转动;

②套管钢级高、壁厚大，极易在开窗骑套阶段形成“死点”，铣锥长时间磨铣斜向器斜面，导致锥头磨光、斜面受损，甚者斜向器松动，开窗失败;

③后期增斜段、水平段使用旋转导向工具，结构复杂、刚性强，增加了对开窗效果、窗口质量的要求。

3 开窗技术

3.1 开窗侧钻点选择

根据侧钻轨迹所需增斜率反推开窗侧钻点，结合电测井径、电测固井质量（CBL/VDL）、入井管串数据及实钻地层岩性、钻时等因素，综合确定开窗侧钻点位置3653.00m。井深3653.00m附近岩性为灰色泥岩，可钻性较好，井径规则，固井质量优质，避开了套管接箍2.86m（电测接箍位置3650.14m），符合开窗侧钻点选择要求。

3.2 开窗参数及阶段措施

精确校准钻具，铣锥下到斜向器顶尖以上，开泵至钻进排量30L/s，开始套管开窗。校正指重表，缓慢下放钻具，至扭矩有明显摆动开始用钢卷尺测量进尺，开窗施工过程：

3.2.1 初始阶段

因导斜器坐挂后不紧贴井壁，复式铣锥与导斜面顶尖接触时蹩劲大，易造成铣锥损伤，需要平稳操作。轻压慢转，控制钻压5～l0kN，转速40～50r/min，让铣锥磨铣出一个均匀的接触面，记录磨铣进尺在0.5m左右。

3.2.2 骑套阶段

骑窗阶段是开窗的关键阶段，决定着能否开窗成功。

待完成初始阶段0.5m进尺，扭矩变小稳定后，逐步提磨铣钻压至30～40kN，转速提至70rpm。开窗过程中以钻压、扭矩不明显增加为原则，送钻均匀，勤送少送，确保有进尺开窗。严禁吊打，若30min无进尺，上提钻具调整开窗参数，防止铣锥头在“死点”位置长时间研磨，导致导斜器斜面磨损、锥头磨光，开窗失败。

观察振动筛处铁屑返出量及形状;如有异常，加强活动钻具，用稠浆推段塞。

严格执行开窗操作措施，精细操作，严禁在盲目加压，造成提前出窗、窗口修理不齐整，出现卡钻情况。

3.2.3 出套阶段

复式铣锥头刚进入地层时开窗速度较快，根据钻时调整开窗参数，确保复式铣锥最大外径出套管，下窗口圆滑平稳过渡到地层。

3.2.4 修窗阶段

修窗转速可提高至80～100rpm，增加钻具扰动幅度。匀速缓慢正划倒划修正窗口，修窗至灵敏针不摆动，扭矩平稳。

3.2.5 铣锥钻地层

复式铣锥受其结构及地层岩性影响，钻入地层后通常钻时较慢。本井选用的SKXZ-216开窗铣锥增加了3条切削齿（图1所示），一定程度上提高了切削地层的能力。

本井在3653m开始磨铣开窗，导斜器斜面长度2.5m，待磨铣至井深3655.50m（铣锥全部出窗后），提高钻压至80kN钻地层，钻至井深3658.5m（出套3.0m，为下趟钻扩窗铣锥+铣柱留足口袋）起钻。

开窗期间要求平稳操作，送钻均匀，勤校指重表，开窗各阶段、参数无明显划分，根据进尺、钻时、转盘负荷、蹩钻程度等情况及时调整开窗参数，为检验钻压大小，还可以根据井口返出铁屑进行调整。

3.3 扩窗、修窗

①因开窗复式铣锥最大外径216mm，为保证后续侧钻组合Φ215.9mmPDC+Φ172×1.5°单弯螺杆组合和斯伦贝谢Archer旋转导向组合（双扶Φ212mm）顺利通过窗口。本井在开完窗后，用大刚性钻具和铣锥、铣柱进行了扩窗、修窗。钻具组合：Φ218mm复式铣锥+调整接头+Φ220mm

铣柱+Φ165.1mm钻铤×6根+Φ127mm加重钻杆×15根+Φ127mm钻杆。通过调整接头，调整铣锥与铣柱间距，实现在铣锥对下窗口进行修整、扩大的同时，铣柱也作用于上窗口，增加扩窗、修窗效果;

②下钻至上窗口以上，开泵至正常循环排量30L/s，启动顶驱，校准指重表，缓慢下放钻具，以扭矩平稳为原则进行扩窗修窗，顶驱转速80～100rpm;

③每修0.5m，上提钻具验证扩修效果，确保以无明显阻卡。反复操作，待铣柱完全出套，上提下放无挂卡显示，完成扩窗修窗。

3.4 试钻

①钻具组合：φ215.9mmPDC+浮阀+φ212mm扶正器+165.1mm钻铤×1根+φ212mm扶正器+165.1mm钻铤×5根+127mm加重钻杆×15根+127mm钻杆;

②下钻至导斜器以上，开泵建立循环，控制下放速度缓慢通过窗口。开顶驱60rpm，钻压80-120kN，钻至井深3675m（进地层20m左右）;

③起钻时，扶正器、钻头过窗口无显示。

4 认识与建议

①高钢级厚壁套管，要考虑导斜器的坐挂工艺及防下滑防转，对导斜器质量也提出了更高要求。本井优选乌鲁木齐精博石油技术开发有限公司的SKDXQ-236（4.5°斜面）双缸液压导斜器及SKXZ-216开窗复式铣锥，取得了良好使用效果。在导斜器坐挂方面，采用“坐底坐挂”工艺，并通过自加工防转爪座，有效解决了悬空坐挂可能发生的导斜器下滑、斜面转动等问题;

②套管内坐导斜器开窗侧钻，导斜器斜面方位决定出窗方位，也决定新老井眼能否快速分离和防碰，需要慎重操作。无论是大井斜情况下利用陀螺仪或者MWD重力高边，还是小井斜情况下利用陀螺仪磁方位坐挂，归根是为了确定导斜器斜面方位，需要提前明确思路，准确测量角差;

③开窗骑套阶段是关键，决定着能否开窗成功，根据进尺、钻时、扭矩、返出铁屑大小、形状等情况及时调整开窗参数，保证开窗连续有进尺，快速顺利通过“死点”位置进人地层。要求平稳操作，送钻均匀，开窗各阶段、参数无明显划分，开窗过程中严禁吊打，只要钻压不增加，扭矩不增加就送钻，确保有进尺开窗。