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套管内开窗侧钻定向侧钻井大位移侧钻井侧钻水平井侧钻分支井侧钻工艺技术的分类自由侧钻井套管开窗定向侧钻井工艺技术开窗侧钻主要工艺技术开窗定向钻进完井固井锻铣开窗磨铣开窗有线随钻无线随钻转盘钻进螺杆钻进尾管全固筛管半固尾管射孔筛管完井套管开窗定向侧钻井施工工序◆前期工程（井眼准备）◆套管开窗◆裸眼钻进◆完井电测◆下套管固井◆搬家安装搬家安装—井场布局侧钻装备—XJ650修井机装机功率485kW最大载荷1470kN井架高度34m修井深度7500m钻井深度2500m(41/2”钻杆)侧钻装备—四级净化循环系统井眼准备◆刮壁通井◆校核原井眼数据◆确定开窗点、优化设计◆挤灰封堵下部井段◆下导向器、陀螺定向◆套管外水泥封固良好。◆选在完好套管本体处，避开套管接箍。◆避开事故井段及复杂地层和坚硬地层。选择开窗点的原则◆开窗部位以上套管完好，无变形及漏失。◆窗口位置还应考虑定向侧钻井身剖面的结构安排。目前国内外套管内开窗的方法：段铣开窗和斜向器－磨铣开窗两种方法。应用斜向器－磨铣开窗方法较为广泛。定向侧钻井套管开窗开窗方式优点缺点段铣开窗1.工艺和工具简单；2.工具费用较低，只需一套段铣器和可更换的刀片；3.段铣后可任意方向侧钻；4.受原井套管磨损、腐蚀的影响小。1.作业时间较长；2.套管切削的铁屑量大，清除困难，易在钻杆上形成“糖葫芦”而卡钻3.段铣井段水泥封固质量要高；段铣完需再打一个水泥塞。4.作业窗口好磨铣开窗1.作业时间短；2.套管切削量少，铁屑少，对钻井液要求不高。1.施工环节多，使用的下井工具多；2.需陀螺定向，费用高；3.定斜器无可钻性，如定位不好，无法纠正4.窗口如造形不好，影响下部起下钻作业套管开窗技术锻铣开窗锻铣器水泥塞锻铣开窗原理：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16~25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。套管段铣器结构:由保护接头、壳体、切断报知装置、活塞总成、弹簧、刀片、下稳定器等组成。段铣开窗工具优点：开窗工具简单，操作简便；适用于各种套管尺寸；可全方位定向侧钻，避开套管磁干扰，一旦侧钻失败，易于补救。缺点：需打水泥塞，施工周期较长；段铣长度：15～20m（国内）20～30m（国外），段铣速度慢，切屑量大，易造成环空堆积而卡钻，对泥浆泵的磨损大，铁屑易吸附在套管上，影响后期作业；不能一次切割多层套管。锻铣开窗特点锻铣开窗工艺技术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5~6米处，锻铣刀片下井前要做张开试验，防止在下钻时因刀片张开遇阻，损坏刀片。锻铣前的准备工作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0.5~1米时要停止锻铣，循环25~30min钻井液，然后停泵让锻铣工具进入套管1~2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及切力。锻铣时的注意事项定向前要充分大排量洗井，清除残余铁屑，如果定向时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。锻铣完成后的工作磨铣开窗工具优点：不需打水泥塞（必要时只打一次），施工周期短；套管切屑量小，铁屑细小，常规泥浆既可携带到地面；可一次穿过多层套管。缺点：入井工具多，作业较复杂，对锚定工具的可靠性要求很高；定向必须使用陀螺仪，一旦定向有误，不易补救；易出现问题，给下步工作带来困难。磨铣开窗特点磨铣开窗技术介绍液压式卡瓦导斜器结构利用钻具下放到预定位置，循环冲洗后，投球，开泵蹩压，将锚定机构的卡瓦推出，卡在套管上以固定导斜器，再旋转钻具，退出送入管，起出送入器。液压式卡瓦导斜器工作原理磨铣开窗技术介绍—导斜器的送入下陀螺仪器，根据陀螺仪器输出的工具面数据，在井口用转盘转动钻具，来调整井下导斜器的方向。对于井斜过大的井，考虑到座封时上部钻具压力激动的影响，所以应多次上提下放钻具，以保证定向的准确度。当导斜器方向确定后，锁死转盘，起出陀螺仪器，进行下一步导斜器座封工作。磨铣开窗技术介绍—导斜器的定向陀螺定向划线对中法初开窗阶段在该阶段磨铣过程中，应轻钻压慢转速，使铣锥与导向器顶部斜面和套管内壁接触，在套管内壁和导斜面上磨出一个均匀的接触面。钻压不能过大，如钻压过大，钻具发生弯曲，铣锥将出现严重磨削导向器顶部的后果，因此，此阶段要保持钻具受压不发生弯曲变形是至关重要的。推荐施工参数钻压0-5KN转速60-80r/min排量8L/S泵压8MPa套管开窗控制技术开窗铣进阶段此阶段从铣锥底圆出套管到铣锥全部出套管外壁，是整个过程中较为难以控制和掌握的阶段。当铣锥工作状况比较稳定时，适当加大钻压，快速旋转，增加侧向切削力，能提高切削速度，而且还有利于保护导向器。但钻压过大容易造成铣锥提前滑出套管进入地层，从而使窗口短小，因此必须控制好钻压。推荐施工参数钻压10-15KN转速80-120r/min排量10L/S泵压8MPa套管开窗控制技术修窗阶段在修磨过程中，扭矩主要产生于铣锥侧面接触窗口处，只要发现有扭矩，就在该点定点快速悬空钻进，直到扭矩消失，上提下放钻具在该点不阻不挂为止。修磨长度要大于整个开窗进尺长度(一般为3.5米左右)，上下反复划眼直到没有遇阻现象。这样，开出的窗口才能满足下步侧钻的需要，为侧钻施工提供一种良好条件。推荐施工参数钻压0-5KN转速120r/min以上排量10-12L/S泵压10MPa套管开窗控制技术试钻阶段一般裸眼试钻用复式铣锥(单牙轮钻头)，钻进长度为15--20米左右。此阶段是为裸眼钻进下定向工具及脱离磁干扰创造井眼条件，而且也可事先了解地层岩石的可钻性。推荐施工参数钻压15-30KN转速100-120r/min排量10-12L/S泵压10-12MPa裸眼钻进裸眼钻进—井眼轨迹控制技术井眼轨迹控制技术是开窗定向井施工的关键技术，它是一项使钻井井眼沿着预先设计的轨迹钻达目标靶区的综合性技术。从本世纪三十年代至今，定向井技术由原来的采用槽式斜向器造斜、地面定向、单点定向逐步发展到有线随钻定向、无线随钻定向、导向钻井系统等多种先进技术的定向方式。而小尺寸（D25mm直径）测斜仪器的研制成功、计算机的应用，更有力的解决了开窗侧钻定向井的轨迹控制难题，使小井眼轨迹控制向更加准确更加经济有效的方向发展。定向侧钻测量仪器与工具准备定向侧钻仪器定向侧钻能否成功与测量仪器有直接关系。目前我们定向侧钻使用的仪器主要是有线随钻测量仪和电子单多点测斜仪。仪器在入井之前，必须在地面对所用探管，主机，计算机，工具进行实线连接，开机试运行，确保无误。对探管进行无磁干扰校正，并将校正传入计算机，防止测量误差。裸眼钻进—井眼轨迹控制技术定向侧钻仪器—随钻测斜工具定向侧钻仪器—旁通阀定向侧钻工具—导向钻具裸眼钻进工具—单牙轮钻头裸眼钻进工具—PDC钻头裸眼钻进工具—偏心扩眼钻头采用偏心钻头进行扩眼，为后期完井增大固井环空，提高水泥环厚度，增加套管扶正器，强制完井套管居中。定向侧钻示意图随钻定向钻具组合：PDC钻头+导向螺杆钻具+定向接头+无磁钻铤裸眼钻进—井眼轨迹控制技术造斜段井眼轨迹控制侧钻定向中，需要用一定的工艺措施，保证造斜工具在井底指向预定的工具方向，钻达一定的井斜角。目前定向施工方法大体分为两种：单点测斜仪器定向方法和随钻测斜仪器定向方法。单点测斜仪器定向方法是利用单点测斜仪从钻杆内下入造斜工具处，测出造斜工具的弯曲方向与磁北或井眼高边方向的夹角以及井眼的井斜方向，然后根据要求的方位，进行地面校正与控制来完成定向工作。裸眼钻进轨迹控制技术造斜段井眼轨迹控制随钻测量仪对于井下钻具来讲是一个实时监测系统。它能随时向定向井工程师提供井斜、方位、工具面和井底温度等参数，定向井工程师能随时了解井下钻具的去向和工作姿态，便于控制井眼轨迹。在钻造斜井段中，利用PDC造斜钻头加弯壳体螺杆（或弯接头加直螺杆）的井下动力钻具所组成的造斜钻具组合进行造斜。钻具下到预定井深（一般在侧钻点以上2-3m），开泵循环，并确定好设计要求的工具面方位，然后在零钻压下，定点旋转30分钟左右，保证弯钻具弯曲力全部释放，然后慢慢下放钻具到井底，在地面上完成定向工作，再进行钻进。裸眼钻进轨迹控制技术造斜段井眼轨迹控制PDC钻头+单弯螺杆+定向接头+无磁钻铤+承压钻杆+加重钻杆+钻杆钻具组合钻井方式井下动力驱动钻进参数钻压20-40KN排量10-12L/S泵压12-15MPa裸眼钻进轨迹控制技术造斜段井眼轨迹控制井眼定向造斜时注意事项和技术要求做好下钻前的准备工作：认真检查定向键的方向与弯接头的弯曲方向是否一致，详细检查所下钻具是否符和设计要求，钻头选型是否合理，水眼大小是否适合动力钻具的要求，弯接头或单弯角度是否满足选斜的要求。裸眼钻进轨迹控制技术稳斜段井眼轨迹控制D118mm单牙轮钻头+D116mm扶正器+D88.9mm短钻铤+D116mm扶正器+托盘接头+D88.9mm无磁抗压钻铤+D116mm扶正器+承压钻杆+D73mm加重钻杆+D73mm钻杆钻具组合钻井方式转盘驱动钻进参数钻压30-50kN转速40-60r/min排量12-14L/S泵压12-15MPa裸眼钻进轨迹控制技术尾管完井技术在套管里开窗侧钻，完井尾管通常采用的结构是：尾管引鞋+双单流凡尔+D108mm×d88.9mm尾管+尾管悬挂器(上带喇叭口)，尾管重复长度60米左右。在尾管设计中，我们充分考虑到套管开窗侧钻井的特殊性：井斜大，环空间隙小，特殊要求井采用扩眼技术来保证固井质量。侧钻工艺技术—固井工艺碰压式固井工艺将尾管串与钻杆相连下入井内设计深度后倒开悬挂器中心管，然后加压10~15KN使其密封，注完设计量水泥后，将小胶塞投入钻杆内，在泵压的作用下将小胶塞推入到悬挂器中大胶塞处，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。侧钻工艺技术—固井工艺内管柱固井工艺在尾管底部安装一个双向阻流板，内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，然后循环替出尾管内水泥浆。该项技术尾管内不留水泥塞，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。现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例C2071井是在D139.7mm套管井内进行的开窗定向侧钻水平井，其侧钻指标情况如下：★开窗点深度2124.48米★窗口长度2米★裸眼钻进段2124.48—2467.83米，裸眼长343.35米★油层中部1346.00米处闭合位移100.33米★闭合方位90.5ˊ★最大井斜90.5°现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例导向器总成技术参数导向器全长导斜面斜度导斜面长度导斜器外径锚定装置长度锚定装置外径2.45m3°1.82mD115mm6.30mD114mm开窗施工施工参数开窗工具开窗井段钻压转速排量泵压开窗用时D118mm多功能铣锥1150—1152m10—20KN60—80r/m8l/s6—7MPa8小时现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例修窗施工施工参数修窗工具修窗井段钻压转速排量泵压D118mm多功能铣锥2124.48—2126.48m0—5KN80-120r/m10l/s8MPa修窗原则：上提下放不挂不阻，工具能顺利通过窗口。现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例裸眼钻进施工D118mm侧钻钻头+D95mm×1°30ˊ单弯螺杆+D88.9无磁钻铤+D88.9钻铤+D73.02mm钻杆。钻具组合钻进参数钻压5—25KN转速60-80r/min排量8.3l/s泵压