王磊，郭天星，王琦，衣方宇，張司藝，白潤(rùn)飛

（1.中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院，遼寧 盤錦 124010；2.中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司蘇里格氣田分公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著長(zhǎng)慶油田的深入開發(fā)，為了有效的挖掘井間剩余油氣藏，提高油田的整體動(dòng)用程度，未來(lái)，側(cè)鉆水平井開發(fā)將會(huì)越來(lái)越多。長(zhǎng)城鉆探自2006開發(fā)長(zhǎng)慶蘇里格，12年開展側(cè)鉆水平井以來(lái)，截至目前，已經(jīng)完成側(cè)鉆水平井40 口，極大的提高了井間剩余油氣資源，為蘇里格的穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn)。

在前期實(shí)施的這些側(cè)鉆水平井，為了提高開窗成功率和窗口質(zhì)量，分體式導(dǎo)斜器及復(fù)式銑錐應(yīng)用較多，但其施工工序多而影響側(cè)鉆水平井的整體時(shí)效與成本。針對(duì)此情況，蘇里格二項(xiàng)目開展了側(cè)鉆水平井提質(zhì)提效工作，依托長(zhǎng)城工程技術(shù)研究院，開展了一體化開窗工具的研究與應(yīng)用。該工具在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，減少了開修窗起下鉆次數(shù)，規(guī)避了起下鉆過(guò)程中窗口問(wèn)題，提高了窗口質(zhì)量，在降低了成本和提高窗口的安全性方面起到了積極作用。目前該工具已經(jīng)成功應(yīng)用5 口井，結(jié)果表明，該工具提高了側(cè)鉆井效率，操作簡(jiǎn)單，具有很好的推廣應(yīng)用前景。

1 深井小井眼一體式開窗工藝技術(shù)

1.1 工具結(jié)構(gòu)

深井一體式開窗工具主要由送入銑錐、剪切螺栓、連通裝置、斜面總成、液壓總成（卡瓦牙）、封隔器總成等部分組成，如圖1。

1.2 工作原理

工具到井后，認(rèn)真檢查外部結(jié)構(gòu)，檢查銑錐母水眼內(nèi)清潔無(wú)雜物、連接處固定牢靠無(wú)裂痕、導(dǎo)斜器液壓總成處卡瓦牙固定牢靠、封隔器總成固定牢靠。

工藝原理：

1）準(zhǔn)備工作：工具下到預(yù)定位置后，調(diào)節(jié)方入，保證方鉆桿入轉(zhuǎn)盤（頂驅(qū)不考慮），鎖死剎把，連接管線。

2）坐封工作：小排量鉆具內(nèi)灌液，觀察泵壓；泵壓升高，液體推動(dòng)工具的液壓總成內(nèi)的活塞上下移動(dòng)，推動(dòng)卡瓦牙外神，直至與套管內(nèi)壁接觸，泵壓繼續(xù)上升至坐封壓力（23～25 MPa）；連續(xù)打壓3次以上，每次穩(wěn)壓5～10 min，使卡瓦牙錨定在套管內(nèi)壁上，保證導(dǎo)斜器一次完全坐封在套管上；同時(shí)，在打壓過(guò)程中，封隔器總成也開始工作，保證對(duì)下部套管實(shí)現(xiàn)完全密封。

3）檢查坐封情況及實(shí)現(xiàn)銑錐與導(dǎo)斜器脫離：憋壓3 次后，上提鉆具，觀察懸重變化（一般上提20～30 kN），下放鉆具，觀察懸重變化（一般下壓20～30 kN），檢查導(dǎo)斜器是否坐封，坐封到位后，放置鉆具至中和點(diǎn)（建議：現(xiàn)場(chǎng)指重表鉆壓為零或上提10～20 kN），以20～40 r·min-1低速正轉(zhuǎn)鉆具，觀察扭矩變化（3 000 m 鉆具限定扭矩設(shè)置20 kN·m），鉆具突然釋放扭矩，正常剪切分離，然后下壓80 kN，檢查導(dǎo)斜器坐封效果。

4）開窗：與導(dǎo)斜器面接觸，上提下放至鉆具懸重為0，標(biāo)記為“0 刻度線”，開泵返出正常，正常磨銑開窗作業(yè)。

注：一體式開窗工具下入前一定要用標(biāo)準(zhǔn)通井規(guī)（外徑大于導(dǎo)斜器2～3 mm）通洗井，其導(dǎo)斜器部分為先置球設(shè)計(jì)，采用的是單流閥方式，下鉆過(guò)程中嚴(yán)禁開泵。

1.3 工具優(yōu)點(diǎn)

工具優(yōu)點(diǎn)有：（1）工具采用液壓式坐封，較機(jī)械式坐封更為可靠，操作更為簡(jiǎn)單；同時(shí)該工具采用的預(yù)先內(nèi)置球，坐封更安全；（2）與常規(guī)分體式相比，可減少一趟起下鉆，一次完成工具坐封直接進(jìn)行開窗與修窗作業(yè)；（3）在深井中進(jìn)行開窗側(cè)鉆，提高側(cè)鉆效率明顯；（4）下部帶有封隔器總成，實(shí)現(xiàn)了下部老井套管的有效密封。

1.4 主要技術(shù)參數(shù)

一體式開窗工具主要參數(shù)見表1，施工參數(shù)見表2。

表1 工具參數(shù)

表2 施工推薦參數(shù)

1.5 施工工藝

YD-118 一體式開窗工具主要施工工藝：

1）預(yù)先內(nèi)置球設(shè)計(jì)，通過(guò)管內(nèi)灌液憋壓壓方式，實(shí)現(xiàn)液壓總成作用，推動(dòng)上下卡瓦牙塊，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)斜器坐封。

2）導(dǎo)斜器坐封到制定位置后，銑錐轉(zhuǎn)動(dòng)，與斜面分離，開始開窗工作。

3）開窗完成后，利用銑錐本體和鉆鋌本體，實(shí)現(xiàn)對(duì)窗口的反復(fù)磨銑和修復(fù)。

4）完成開修窗，取出銑錐，改換鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)。

注：本工具能實(shí)現(xiàn)窗口位置精確坐封，規(guī)避套管接箍，利于開窗側(cè)鉆。

1.6 施工注意問(wèn)題

應(yīng)用一體化開窗工具施工中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題：

1）原井筒必須通暢，滿足一體化導(dǎo)斜器下入的需要。

2）下工具前，檢查工具水眼，是否暢通，下鉆過(guò)程中，確保鉆具水眼通暢，灌液過(guò)程中，保證鉆井液清潔，無(wú)結(jié)塊情況。

3）下鉆過(guò)程中，均勻送鉆，如遇阻，下壓不得超過(guò)20 kN，不能通過(guò)后，記錄井深，起鉆修復(fù)井筒。

4）開窗過(guò)程中，送鉆平穩(wěn)，參數(shù)參考施工參數(shù)設(shè)計(jì)，時(shí)刻關(guān)注轉(zhuǎn)盤扭矩、懸重、泵壓變化，觀察好鉆井液返出情況，出口處放置磁性裝置。

5）開窗磨銑過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)尺慢或無(wú)進(jìn)尺，嘗試改變施工參數(shù)進(jìn)行施工。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

以S10-1XCH 井為例，該井構(gòu)造位置在伊陜斜坡北部中帶，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏審旗西，該井老井為直井，于2006年9月完井，于2020年11月停產(chǎn)封井，為了挖掘剩余油氣資源，決定進(jìn)行側(cè)鉆水平井施工。

2.1 老井基本情況

S10-1XCH 井老井井型直井，完鉆井深3 417 m，最大井斜3.69°/885 m。

井身結(jié)構(gòu)為311 mm 鉆頭*244.5 mm 表層套管+215.9 mm 鉆頭*139.7 mm 套管，側(cè)鉆位置為氣層套管139.7 mm，鋼級(jí)N80，壁厚9.17 mm。

2.2 窗口位置選擇

為了保證窗口質(zhì)量和降低側(cè)鉆施工難度，窗口位置選擇同時(shí)遵守以下基本原則：

1）根據(jù)老井測(cè)井解釋，選擇固井聲幅質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的井段。

2）根據(jù)錄井巖屑草圖，選擇砂巖穩(wěn)定地層。

3）核實(shí)新老井的補(bǔ)芯差，規(guī)避老套管接箍位置，選擇套管中部開窗。

4）S10 區(qū)塊區(qū)域性漏失嚴(yán)重，尤其在劉家溝組地層，根據(jù)地質(zhì)分層，避開劉家溝組地層，選擇石千峰組地層開窗。

2.3 側(cè)鉆軌跡設(shè)計(jì)

S10-1XCH 井側(cè)鉆剖面如表所示，根據(jù)側(cè)鉆軌跡和窗口選擇，下入一體化開窗工具，從2 985 m開始側(cè)鉆，側(cè)鉆井段4 m，井斜由0.72°，增加至3°，方位從34.53°調(diào)整至156.05°。

表3 側(cè)鉆水平井剖面設(shè)計(jì)表

2.4 開窗鉆具組合

窗口的品質(zhì)不僅與開窗工具有直接關(guān)系，同時(shí)與修窗過(guò)程中的鉆具組合密切相關(guān)，建議采用下面開窗鉆具組合：

開窗鉆具組合：YD-118 mm 一體式開窗工具+105 mm鉆鋌2根+88.9 mm加重鉆桿15根+88.9 mm鉆具若干。

優(yōu)點(diǎn)：

1）提高開窗效率，施加鉆壓。

2）使用鉆鋌修窗，提高窗口質(zhì)量。

2.5 鉆井液保障

開窗過(guò)程中，隨時(shí)調(diào)整和完善鉆井液性能，尤其是攜砂性和防塌性：

1）開窗過(guò)程中，保證鉆井液粘度，保證開窗過(guò)程中的鐵屑、巖屑及時(shí)攜帶出井口，保證不影響之后的儀器的下入。

2）開窗進(jìn)入裸眼地層后，鉆井液要有充足的防塌性能，保證出窗后的裸眼段井壁穩(wěn)定，不影響工具的下入。

2.6 現(xiàn)場(chǎng)施工情況

長(zhǎng)城鉆探蘇里格自營(yíng)區(qū)塊S10-1XCH 井應(yīng)用YD-118 一體式開窗工具。

1）封堵原射孔井段，試壓合格后，組織開窗工具組合：

①通井組合：118 mm 通井規(guī)（3～5 m）+轉(zhuǎn)換接頭+88.9 mm 鉆具，通井至窗口以下5 m，不刮不卡，目的模擬一體式導(dǎo)斜器下入。

②開窗鉆具組合：YD-118 一體式開窗工具+105 mm 鉆鋌2 根+轉(zhuǎn)換接頭+88.9 mm 加重鉆桿15根+88.9 mm 鉆桿若干。

2）工具坐封：下至預(yù)定深度后，連續(xù)憋壓3 次，每次達(dá)到24 MPa，穩(wěn)壓5 分，憋壓完成后，上提鉆具懸重增加30 kN,下放鉆具至懸重減少30 kN,確保工具坐封，然后上提鉆具20 kN，頂驅(qū)正轉(zhuǎn)17 圈后，扭矩突然釋放，泵壓下降，鉆井液返出，上提不刮不卡，下壓80 kN 懸重?zé)o變化，完成丟手坐封。

3）磨銑開窗：初始階段:鉆壓5～10 kN，轉(zhuǎn)速50～60 r·min-1;騎套階段：鉆壓35 kN，轉(zhuǎn)速65 r·min-1;出套階段：鉆壓30～40 kN，轉(zhuǎn)速65 r·min-1。（具體依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，開窗過(guò)程中，如果出現(xiàn)進(jìn)尺變慢，在保證安全的情況下，可以停泵停轉(zhuǎn)盤鉆具下壓來(lái)破壞套管，導(dǎo)斜器承重能達(dá)到35 t 以內(nèi)）。

4）修窗階段：修窗，采用高轉(zhuǎn)速，低鉆壓，上下反復(fù)修窗，做到停泵停轉(zhuǎn)盤，上提下放不刮不卡，控制在10 kN 以內(nèi)完成開窗作業(yè)。

3 側(cè)鉆應(yīng)用效果與評(píng)價(jià)

3.1 側(cè)鉆效果

由表4可以看出，YD-118 一體式開窗技術(shù)在三口井中均取得了一次坐封開窗成功，成功率100%，平均開窗時(shí)間7 h，與分體式相比，減少時(shí)間5 h，節(jié)約時(shí)間比為41.67%。

表4 開窗數(shù)據(jù)

3.2 效果分析

經(jīng)后期起下鉆及完井下尾管檢驗(yàn)，應(yīng)用一體式開窗技術(shù)的窗口，與分體式銑錐開窗效果一致，未出現(xiàn)窗口起下鉆刮卡現(xiàn)象，同時(shí)，未出現(xiàn)與順延老井套管情況，窗口質(zhì)量滿足施工需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

1）開窗位置選擇點(diǎn)極為重要，是成功開窗和成功側(cè)鉆的基礎(chǔ)條件。

2）對(duì)于造斜段施工井段短、大斜度段、降斜段、水平段開窗，建議必須采用陀螺擺工具面，降低開窗后側(cè)鉆后期施工難度，增加側(cè)鉆的成功率。

3）針對(duì)于大斜度井和水平段開窗井，有必要使用倒裝鉆具組合，提高開窗成功機(jī)率。

4）應(yīng)用一體式開窗工具，較其他普通分體式導(dǎo)斜器平均節(jié)約時(shí)間18.25 h,目前應(yīng)用的5 口井，成功率達(dá)到100%，為下一步老井開窗側(cè)鉆提供了借鑒和指導(dǎo)意義，下一步將固化開窗工藝模塊，在全區(qū)域進(jìn)行推廣應(yīng)用，促進(jìn)側(cè)鉆井整體提質(zhì)提效。