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1、2018/10/22,1,侧钻井技术,2018/10/22,2,主要内容,侧钻井技术简介 侧钻装备 侧钻井施工工艺,2018/10/22,3,一、侧钻技术简介 随着油田开发进入中后期，油水井由于套损、大修等工程因素或地质因素造成原井眼附进剩余油无法开采，通过开窗侧钻可以有效挖潜剩余油,提高采收效率。 中国自90年代开始，在51/2和7套管内研发实施侧钻技术，从工艺上经历了自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻三个阶段，经过不断的发展、完善，形成了套管开窗、裸眼轨迹控制、钻井提速、尾管完井、小间隙固井等配套技术。随着地质技术人员在“精细油藏描述”及“剩余油”分布研究的进一步深入，各油田采油厂已把侧钻技术作
2、为了一种增产挖潜措施来实施，通过定向侧钻，打出长井段、大位移的井眼，开采原井眼开采不到的死油区或新区块，取得了显著的效果。,2018/10/22,4,二、侧钻装备,ZX650和ZX750型车载钻修机可以满足了各类小井眼侧钻及浅钻井作业需要。,2018/10/22,5,侧钻装备XJ650修井机,2018/10/22,6,搬家安装井场布局,2018/10/22,7,DQ-40LHTY3型顶驱与150吨钻修机配合可满足小井眼水平井及大斜度井侧钻, 可以满足羽状分支井、鱼骨刺分支井的施工要求.,2018/10/22,8,井控硬件设备：FZ18-35双闸板防喷器、FH18-35环型防喷器、远程控制台；,
3、远程控制台,2018/10/22,9,井控装备,2018/10/22,10,泥浆泵 F-500 F-800 3NB-1000C 3NB1300C,循环和固控系统,目前侧钻现场均配备了震动筛、除砂器、离心机可以达到三级净化要求，对于侧钻水平井及特殊井加装了除气器、除泥器从而达到了五级净化要求。,2018/10/22,11,固 控 系 统,泥浆罐 振动筛 除气器 除砂器 除泥器 离心机,循环和固控系统,2018/10/22,12,SK-2Z11钻井参数仪可采集9道传感器的数据，派生出数十项参数，如：悬重、泵压、钻压、大钩位置、泵冲和总泵次、转盘转速、出口流量、转盘扭矩、井深、钻时、大钳扭矩等。司钻
4、可选择数据显示、曲线显示和仪表仿真等监测画面。,CAN总线结构的SK-2Z11 型钻井参数仪,2018/10/22,13,三、侧钻井施工工艺,1、井场要求：为了满足侧钻作业设备摆放标准要求及后期施工车组作业的要求，侧钻井现场的道路、井场应畅通无阻，侧钻井场应达到50m65m。 2、停注水井：为了防止侧钻井周围注水井串通，影响侧钻井的裸眼钻进和完井质量，在开窗前一周停注周围连通的注水井并卸压至2Mpa以下。 3、验证套管：采用模拟通井规及封隔器验证预计开窗位置以上套管有无变形、破漏，保证下步侧钻施工顺利进行。,（一）侧钻前准备,2018/10/22,14,4、封堵原井已射层：用水泥浆或堵剂对原井
5、眼射开层位进行封堵，防止投产后发生层间干扰现象。 5、试压：结合生产需要及套管新旧程度，在保证满足投产要求的前提下对导斜器以上套管试压。 6、刮削套管：为了保证斜向器及完井尾管悬挂器固定牢靠，对其座封井段进行刮削，清洁套管内壁。,侧钻施工工艺,2018/10/22,15,侧钻施工工艺,. 避：易塌、易漏、地层倾角大的地层及套管接箍 禁：砾岩井段开窗 选：固井质量好 选：泥岩或地层岩性稳定 选：井斜小,（二）套管开窗,1、开窗位置的选择：,2018/10/22,16,锻铣开窗,水泥塞,采用锻铣工具将套管铣出一段长15-20米的裸眼段并上注水泥塞，再利用导向钻具侧钻出新井眼。 该工艺适合于开窗点套
6、管腐蚀、套管外无水泥环等特殊情况下的开窗施工。,2、 开窗工艺,侧钻施工工艺,锻铣器,2018/10/22,17,铣锥,造斜器,在设计井段下入导斜器，铣锥在导斜面的引导下，将套管一侧磨穿形成“水滴形”窗口，再利用导向钻具侧钻出新井眼。 特点是窗口具有方向性，工艺简单，易操作，成功率高，是目前最常使用的开窗方式。,侧磨式开窗,侧钻施工工艺,2018/10/22,18,一体式锚定斜向器 由输送装置、斜向器、锚定总成、密封装置等部分组成，锚定总成由悬挂系统、液控系统组成。,侧钻施工工艺,2018/10/22,19,套管开窗工具导斜器,2018/10/22,20,工作原理,该工具下入井下预定位置后，接
7、方钻杆小排量开泵循环正常。投入配套的金属球，当金属球堵住液体通道后开泵憋压，使工具的上下活寒同时移动，推动卡瓦牙直径增大，直至与套管内壁接触，泵压继续升高至设计压力，现场连续憋压3次以上，使卡牙与套管内壁卡配，保证一体式斜向开窗工具完全坐挂在套管内壁上。同时在该工具的坐封过程中，一体式密封器的缸筒也开始工作，压缩密封筒至套管内壁实现对老井套管的密封,2018/10/22,21,侧磨式开窗工艺： 固定导斜器：采用陀螺测斜仪对导斜面方位进行测量调整，之后打压锚定导斜器，倒出送斜杆。 开窗： 钻具组合：开窗铣锥+钻铤+加重钻杆+钻杆+方钻杆 开窗施工由专业技术人员指挥操作,分三个阶段进行，各阶段施工
8、参数各不相同，在施工过程中要严格控制钻压、转速,确保窗口平滑规则，开窗后要进行修窗工作，修至上提下放阻挂小于510KN合格。,侧钻施工工艺,2018/10/22,22,（三） 裸眼钻进及轨迹控制 钻头选型：,PDC钻头,三牙轮钻头,目前在侧钻井中常用的钻头类型有：单牙轮钻头、三牙轮钻头、PDC钻头和三角聚晶钻头，在实践过程中总结各种钻头的使用效果，认为单牙轮钻头对于小井眼侧钻比较适合，目前使用最广泛。,三角聚晶钻头,侧钻施工工艺,三牙轮钻头,2018/10/22,23,单牙轮钻头的优点： 对地层的适应性较强。 工作扭矩低，可减少小尺寸钻具胀扣问题，避免井下事故。 比三牙轮钻头更适用于强度和塑性
9、同时都大的地层，同时也能适用于PDC钻头难于对付的硬夹层和其它复杂地层。 配合井下动力钻具能适应高转速及定向侧钻的需要,同时井径扩大率可达710 结构简单，轴承直径大、强度高使用安全可靠。,侧钻施工工艺,2018/10/22,24,2、泥浆体系优选 小井眼侧钻对泥浆的要求较高，性能要达到以下要求： 具有良好的流变性和触变性 具有良好的造壁性和较低的滤失量。 具有较强的抑制性。 具有较好的润滑性。 针对上述要求优选了：聚合物泥浆、硅基防塌泥浆、硅酸盐泥浆、有机正电胶、聚硅氟五种泥浆体系。,钻井液性能参数表（常用参考值）,侧钻施工工艺,2018/10/22,25,3、保护油气层措施 打开油气层后尽
10、量选择转盘钻进，提高机械钻速从而减少泥浆浸泡时间。 对油气层采用单向压力屏蔽暂堵技术，即加入2%细目碳酸钙（粒度本着孔候直径的2/3选取）和2%油溶暂堵剂，对油气层实施压差屏蔽暂堵。 加重材料尽量采用能酸溶的石灰石粉，从泥浆材料上降低油气层污染程度。 在工程上选择合理的钻井液密度，严格控制起下钻速度，减少压力激动。,侧钻施工工艺,2018/10/22,26,4、井眼轨迹的设计及控制 小井眼侧钻裸眼轨迹设计应考虑以下问题: A.原井眼轨迹情况，必要时要提前测陀螺进行验证，避免侧钻“脱靶”。 B.要选择合理的开窗方位，尤其对于开窗点井斜较大的井，可以防止与原井眼相撞和在造斜段强扭方位的问题。 C.
11、造斜段井斜角及狗腿角的控制，一般侧钻井选择3-4/30m的造斜率。 D.要根据造斜率及岩性的可钻性，选择合适角度的弯马达。 E.井眼轨迹要尽量简化，一般设计为三段制即直-增-稳。 F.小井眼钻具稳斜能力差，设计时要考虑靶前稳斜段长度。,侧钻施工工艺,2018/10/22,27,随钻定向方式的选择 小井眼有线随钻测斜仪和无线随钻测斜仪MWD都可实现随钻跟踪。MWD是利用钻井液脉冲信号将测斜数据传到地表。缺点是仪器结构复杂不易操作及维修，对泥浆性能、泵频等有一定要求，费用较高。优点是不用电缆，工作效率高，可杜绝有线定向因起下电缆造成的井下复杂情况，目前此项技术已在现场广泛应用。 侧钻水平井因对追踪
12、油层的特殊要求，一般采用配备地质参数的LWD仪器，可以准确追踪薄油层。 另外对于裸眼段短（500m以内），井深较浅（2500m以上）的侧钻井也可以选择费用较低的有线随钻。,侧钻施工工艺,2018/10/22,28,定向钻进钻具组合及施工参数 造斜井段: A.钻具组合： 钻头+单弯马达+止回阀+无磁抗压缩钻杆+加重钻杆+钻杆。 B.钻进参数 钻压：20-40kN；排量8-10L/s；转速：马达转速。 该钻具组合结构简单、造斜率效果好、安全可靠，是我们经常采用的钻具组合。,侧钻施工工艺,2018/10/22,29,稳斜井段 A.钻具组合： 钻头+止回阀+螺旋稳定器+短钻铤+螺旋稳定器+无磁钻铤+加
13、重钻杆+钻杆。 B.钻进参数 钻压：20-30kN；排量8-10L/s；转速：70-90rpm。 该钻具组合是我们经常采用的稳斜钻具组合，稳斜效果好，通过钻压调整一般都能实现稳斜中靶。,侧钻施工工艺,2018/10/22,30,9LZ95B7.0LL马达,5LZ957Y-6-G马达,侧钻施工工艺,2018/10/22,31,侧钻施工工艺,侧钻完井工艺 完井井底结构 根据储层条件，完井的井底结构可分为四类： 1）封闭式井底钻开后下油套或尾管固井，射孔； 2）敞开式井底钻开后产层裸露，或下筛管不固井； 3）混合式井底产层下部裸露，上部套管固井射孔； 4）防砂完井砾石充填，筛管完井。,2018/10
14、/22,32,（四）侧钻完井工艺,51/2套管侧钻井一般采用101.6mm尾管完井和 95.25mm非标尾管完井，后者应用较多，避免了 101.6mm尾管引起的环空间隙小、水泥环薄、下尾管风险高、尾管居中度差等问题，为固井质量的提升创造了条件。,95mm套管与101.6mm套管参数对照表,1、完井尾管配套技术,2018/10/22,33,尾管射孔完井优点： 有利于保护油层 钻开油层前上部地层已被中间套管封固，可采用与油层配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层。 降低完井成本 减少套管重量和油井水泥用量 目前较深的油、气井大多采用此法完井。 主要不足： 打开产层和固井中，钻井液和水泥浆
15、对产层侵害较严重。 油气流入井内阻力较大。,侧钻施工工艺,2018/10/22,34,侧钻工艺技术固井工艺,内管柱插入式固井工艺,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。,2018/10/22,35,侧钻工艺技术固井工艺,复合胶塞碰压式固井工艺,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1015KN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
16、，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。,2018/10/22,36,2.侧钻水平井完井方式 筛管裸眼封隔器和筛管+裸眼封隔器顶部固井两种。,侧钻施工工艺,2018/10/22,37,筛管封隔器完井方式 比较典型的完井结构为：产层段是筛管,非产层段是盲管,下封隔器位置放在产层底部，封隔产层环空,上封隔器紧接在悬挂器底部，封隔套管环空。实际应用中也可以根据储层特点增加封隔段。,侧钻施工工艺,2018/10/22,38,筛管封隔器顶部固井完井 在完井封隔器顶部放置注水泥接箍，封隔器胀封后，从封隔器以上环空注水泥固井，确保封隔器的分隔效果。环空水泥不接触储层，压力也不会传递到储层，对保护储层和套管十分有利。,侧钻施工工艺,2018/10/22,
