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1、二 浅析施工问题,王爱国 2004年4月,内 容,二、仪器精度分析 三、合理确定钻具组合 四、钻井参数选择 五、方位漂移 六、问题探讨 七、安全, 一、侧钻井技术,一侧钻井技术,目前侧钻方法有以下三种： 1 裸眼填井侧钻 2 采用斜向器开窗侧钻 3 段铣套管填井侧钻,套管内侧钻,1 裸眼填井侧钻,根据原井眼的井下情况和地层特点以及更改设计要求，采用注水泥的方法，侧钻出新井眼。,其次要保证控制好井眼轨迹 提高机械钻速,首先要选好侧钻点 保证侧钻成功,改变原井斜或方位,方法,钻具组合： 1）大度数弯接头+直马达 2）直接头+大度数单弯（双弯）,方法二,方法一,曲率变化小井段到曲率变化大的井段,动力
2、 钻具,曲率变化大井段到曲率变化小的井段,光钻铤,井斜,方位,动力钻具,尽量减少返工进尺,缩短钻井周期,降低成本。 井径比较规则的井段。 保证水泥塞强度应能承受下部侧钻施工。 选择直井段钻时相对较快的井段。,侧钻点的选择原则,施工原则,侧钻点选在地层岩性基本稳定、岩层可钻性相对较好，井径基本一致的井段。 侧钻方位与直井段的原始方位要尽 量形成一定角度。 控时送钻，“零“钻压钻进。,控时钻进的原则是,侧钻点越深、侧钻井段地层岩石越硬， 需要间隔时间越长，送进的井段越小。,指在钻头缓慢接近井底的过程中,当有钻压显示时，缓慢上提钻具至钻头刚好离开井底，此时的钻压显示“零”或接近“零”。 这时井下钻头
3、由于受弯接头所产生的径向 力，可最大限度的切削井壁(侧钻)。 控时钻进过程中,基本保持钻压为“零“。,“零”钻压操作是,侧钻前要扫水泥塞到预定位置，静压试水泥塞胶结强度和承压能力。 尽量用牙轮而不是PDC钻头。 摆好工具面，接近“零钻压”控时钻进，前68m井段钻进速度为相应直井段的一半。,采取的技术措施是：,钻进中途避免活动钻具，接单根后将钻头放到井底后，才能开泵钻进。 每米捞取一次砂样，判断侧钻井眼的形成情况，在完全进入新地层后，逐步加至正常钻压钻进。,正确判断是否侧钻出新井眼,1）井口有新的地层岩屑返出，且返出量不断增加，而水泥量不断减少，直至返出岩屑中不含水泥；,2）钻进过程中，能连续加
4、压与正常钻进相同；,3）在钻进参数相同的情况下，机械钻速与正常钻进速度相同。,4）侧钻出井眼的测量数据与原井眼相同井深的井眼测量数据不同。,目前，套管内侧钻常用的方法有两 种： 套管开窗侧钻， 套管段铣侧钻。,套管内侧钻,2 采用斜向器开窗侧钻,方法：在原井眼中下入带有地锚的斜向器，用开窗工具在套管上开出窗口后，再侧钻出新井眼。,优点：可减少裸露井段，侧钻成功率高，开窗后井眼有一初始井斜角，有利于侧钻后的造斜；适于老井井下情况复杂的井。,缺点：工艺技术比较复杂，要求用陀螺测量仪器定向，因存在磁干扰，侧钻出的新井眼方位可能存在一定误差。,侧钻井是指使用专门井下工具，从老井套管内侧钻而成的油气井,
5、下斜向器,开窗侧钻,侧钻井段钻进,套管开窗侧钻技术, 一次完成套管内磨铣作业， 效率高(46h) 常用118mm和152mm两种尺寸规格,1 通井 1.1 工具 通井铣锥、刮管器、通井规 1.2 钻具组合 通井铣锥+钻杆1根+刮管器+通井规+钻杆 1.3 通井工艺 根据井眼尺寸选择合适的工艺及钻具组合，通井至要求井深（开窗点以下20m），在开窗点上下10m范围内转动转盘，以刮洗掉井壁油污及腐蚀层以利于地锚的悬挂。,开窗工序及工艺,开窗,2 下开窗工具 地锚的悬挂 地锚下入设计位置后，根据设计要求进行陀螺定向，定向完毕，投球开泵后泵压增至2MPa后停泵泄压，反复开泵23次，上提下压40kN无任何
6、上移下移变化时，上提到斜向器中和点，顺时针转动转盘，使送入管反扣与斜向器分离。至此斜向器坐封完毕，即可起钻。,开窗,3 开窗工艺 3.1 下井钻具组合：铣锥+钻铤9 根+钻杆 3.2 下入铣锥到预定位置后，多次轻压慢放证明和探实斜向器顶部位置。 3.3 在探实的斜向器位置加压到1KN左右（或稍见钻压）即启动转盘一档（60 70r/min），待磨铣进尺达到0.20.3m后加压35kN，继续磨进，磨铣进尺达到1.3m左右，进尺明显变慢，即进入死点区。,开窗,3.4 进入死点区可以通过调整磨铣参数来通过死点区。 3.5 磨铣进尺达到2.6m后窗口已全部形成，多次重复开窗过程来修整窗口，直至在窗口任何
7、位置转动，上下提放均无显示后再钻进地层12m。,开窗,3.6 整个开窗过程每磨进0.10.2m就提至初始位置，转动转盘慢慢下放至所开窗口无阻卡显示为止。 3.7 在开窗过程中，要每隔1020min捞取砂样一次，并分析砂样中的铁屑形状、含量、水泥、岩屑与窗口长度的关系。 3.8 在铣锥起下过程中要严防井下落物。,开窗,3.8 在整个开窗过程中，要经常停转盘观察分析转盘扭矩变化情况，防止井下钻具事故的发生。 3.9 泥浆性能要满足携岩屑及稳定井壁的要求。 3.10 整个开窗、修窗过程要求刹把操作平稳，防止顿钻、溜钻。 3.11 开窗完后即可按照要求下入光杆钻具钻进20 30m。,开窗,3 段铣套管
8、填井侧钻,方法：将原井眼的套管用段铣工具铣掉一段，然后注水泥填井，用侧钻工具侧钻出新井眼。,优点：工艺技术易掌握，侧钻成功率高，可用普通侧斜仪器进行定向，磁干扰小，有利于井眼轨迹控制。,缺点：裸露井段长，段铣后需打水泥塞，时间长，如果地层坚硬，侧钻困难。,段铣,组合式套管段铣器,段铣器段铣套管侧钻,段铣井段的选择： 侧钻工艺允许的情况下，近可能选择水泥封固好的井段，岩性以泥岩为好，尽量避开套管扶正器，切割位置在接箍以下2m为宜。按照段铣进尺留足口袋。,套管段铣侧钻技术,段铣,常用TDX-140、 TDX-178、 TDX-245三种尺寸规格,段铣,1、通井：应用相应尺寸的通井规通井。通井完后应
9、将钻井液替入井内，准备段铣。 2、钻井液准备：钻井液性能应满足携带岩屑的要求，漏斗粘度50 80s，表观粘度20 40mP.s，塑性10 20mP.s，API中失水小于20ml。,段铣工序及工艺,段铣,3、工具准备：工具组装完好、搬运过程中严禁碰撞刀片切削刃，下钻前在井口对工具进行试验，工具刀片伸缩自如后，方可下钻。 4、下钻：工具入井时要扶正，下钻过程中要控制速度，严禁碰撞刀片或遇阻强下。,段铣,5、切割：下钻到预定井深，转动转盘，开泵循环。排量如下：7段铣器7 10l/s，转盘转速：60 90r/min。切割过程中不送钻，注意起始泵压值，切割约30 90min泵压下降约2MPa，证明套管已
10、切断，可加压磨铣。,段铣,6、段铣： 钻压一般在13t，选择合适钻压段铣，段铣过程中加压均匀，严禁流钻。段铣过程中可能出现泵压升高的现象，应及时上下活动钻具，使铁屑及时返出井口。活动钻具时应注意上窗口的位置，不要造成上提钻具卡钻现象发生。段铣过程中还要定时捞取铁屑观察，看铁屑返出量及水泥块的多少，防止“扒皮”现象发生。,段铣,7、段铣进尺：25m 8、起钻： 段铣完进尺后起钻时，应特别注意工具进上窗口的情况，待确定已进入套管 后才能正常起钻。若段铣过程中加不上压，可能刀片以磨损完或出现故障，经反复开泵和活动钻具仍无效后应立即起钻。,段铣,内 容,一、侧钻井技术 三、合理确定钻具组合 四、钻井参
11、数选择 五、方位漂移 六、问题探讨 七、安全, 二、仪器精度分析,二仪器精度分析,钻具结构及其受力状态 施工中发现，不同的钻具组合对仪器的测量精度有不同的影响。 当高边工具面为0 (或180)时，可使井斜数据偏小(或偏大)，对方位无影响; 当高边工具面为90 (或270)时，测取的方位角数据偏小(或偏大) ; 当钻具接触井底且处于受压状态时，钻具发生的弯曲对井斜或方位也会产生一定的影响。,仪器精度分析,井眼状况及轨迹形状 井眼状况对测量精度存在一定的影响。 井壁不规则，如:大肚子、台阶、犬牙形井眼等，使下部钻具结构的稳定器失稳，导致钻具偏离井眼轴线。这种情况往往导致更换钻具结构后，仪器在同一测
12、点的数据不吻合。 成岩性差的地层，如稠油砾石油藏，井眼裸露时间长，经多次起下钻、划眼或其它作业后，再次进行测量，也会出现与原测量数据的差异。 不同的井眼轨迹形状(如直井段、增斜段、稳斜段和水平段等)对测量数据也会产生不同的影响。,仪器精度分析,无磁钻铤及加长杆长度 无磁钻铤及加长杆长度，是测量施工的主要参数，足够长度的仪器加长杆保证仪器传感器处于正确位置，否则会影响测量精度。 从实际施工效果看，当井眼的设计方位为东西走向时，应将无磁钻铤的长度至少加长3m。在水平段钻进过程中，由于钻具组合的限制，无法满足无磁钻铤的长度时，而后以通井时配足无磁钻铤。,仪器精度分析,不同的测量方式 不同的测量方式，
13、仪器产生的测量精度不同。 吊测时，电缆磁性会对仪器的传感器产生影响； 投测时，没有电缆的附加磁场，其测量精度优于吊测。,仪器精度分析,套管鞋磁场对测量仪器的影响 对于下技术套管的井，其井内套管串形成一磁场，该磁场的强弱取决于套管尺寸、套管串长度及材质等。套管尺寸越大，管串越长，则形成的磁场越强，井口和套管鞋处为磁场的两极，磁场最强。 套管鞋处的磁力影响，为整个套管串对测量仪器影响的主要因素，掌握其影响规律，对水平井尤其是开窗井施工和数据采集具有重要意义。,仪器精度分析,井眼设计时： 当井眼走向处于南北方向时，干扰最小； 当井眼走向处于东西向时，干扰最大。 根据多口井的施工水平井的统计，在离套管
14、鞋1.251.35m处的即为可取数据。而东西走向的水平井，仪器需要离套管鞋4.55m时，仪器的校正功能才能消除套管的磁性影响。,地磁对测量仪器的干扰,仪器精度分析,仪器精度分析,地层对测量数据的影响,当钻遇到含有磁性玄武岩地层时，会对测量数据有较大影响。 如：草桥地区含磁性玄武岩(垂深784806m，为了减少磁性工具的测量误差，在玄武岩段采用高边工具面或复合钻进，其方位为进入玄武岩井段前的方位。,讨论 怎样才能做到电子多点与MWD的数据统一,讨论,内 容,一、侧钻井技术 二、仪器精度分析 四、钻井参数选择 五、方位漂移 六、问题探讨 七、安全, 三、合理确定钻具组合,三合理确定钻具组合,超过一
15、定深度后失稳,导向钻进技术：就是在无线随钻侧斜仪MWD检测下，使用高效长寿命的PDC钻头和井下马达，对井眼轨迹进行连续控制。 一套钻具组合可以完成造斜、稳斜、降斜等全部井段的施工及轨迹控制，随时调整轨迹。 减少起下钻次数，易于井眼平滑和净化，保证了井身质量，提高了钻井速度，缩短钻井周期，降低钻井成本。,1998年率先在浅海钻井八号平台完成CB6B井组,连 续 钻 进,埕北6B井组,定向造斜,稳斜,方位控制,时效提高30%以上,平均钻井周期4.04天,问题：怎样保证井身轨迹质量？ MWD的可靠性 电子多点的可靠性 两种仪器数据之间的统一性,内 容,一、侧钻井技术 二、仪器精度分析 三、合理确定钻
16、具组合 五、方位漂移 六、问题探讨 七、安全, 四、钻井参数选择,四钻井参数选择,钻压 排量 转速 泵压,钻压,比钻压kN/mm：0.50.8,2022t；1618t； 1214t；58t；24t,17 1/2 “钻头 9 5/8 “钻头 8 1/2“钻头 6 “钻头 4 5/8 “钻头,钻压,12 1/4 “钻头,排量,4045l/s； 3035l/s；2530l/s; 1012l/s； 810l/s；,17 1/2 “钻头 9 5/8 “钻头 8 1/2“钻头 6 “钻头 4 5/8 “钻头,排量,12 1/4 “钻头,转速,20 90r/min,复合转盘转速一般：2040r/min,转速,泵压,1020MPa,泵压,常用钻具情况,尺寸,内径,kg/m,7DC,6 1/2,5HWDP,
