渤海油田老井套管开窗侧钻技术研究与应用
时间：2023-05-28 16:40:28 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王文，侯欣欣，刘海龙，谢涛，王啸
（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）
随着渤海油田的深度开发，低效井、长停井数量逐年攀升，但局部区域单井控制剩余储量仍相对较高，同时受平台槽口数量及开发经济性限制，利用老井井槽侧钻新井眼是开发周边剩余油最有效的手段之一[1-4]。套管开窗过程中，开窗钻具提前出窗、过窗口易卡钻等侧钻难题是提高开窗作业时效的主要障碍。本文通过优选侧钻点、开窗钻井参数精细控制等方面的研究提高了开窗效率。
侧钻点宜选择在固井质量良好及稳定地层，应避开断层、盐层等复杂地层和降斜井段。另外，应根据套管表及固井质量测井曲线选择上下窗口及斜向器的锚定位置，避开套管接箍和套管扶正器，上窗口宜离上接箍3～5 m。在设计过程中，在防碰通过的条件下，侧钻点的选择主要依据不同侧钻点下井眼轨迹的总进尺及窗口附近井眼轨迹全角变化率：一般现场施工要求窗口附近井眼轨迹最大全角变化率在3.5°/30m 以内，然后选择总进尺最少的侧钻方案[5-7]。
开窗工具分为斜向器座挂、套管开窗两趟钻侧钻工具及一趟钻开窗侧钻工具[8-10]。海上为节约起下钻时间，基本采用一趟钻开窗侧钻工具，常用的一趟钻开窗钻具组合为：斜向器+开窗磨鞋+挠性短节+次级磨鞋+1 根钻铤+MWD+6 根钻铤+变扣+加重钻杆×10 柱+普通钻杆。引导磨鞋主要用于开窗和修窗，次级磨鞋主要用于修窗，第1 根钻铤为防止MWD 在窗口磨损，后面6 根钻铤为增加开窗钻具组合刚性，使开出的窗口平整圆滑。有时开窗点较浅，加钻铤可以增加钻具悬重，用以剪切斜向器与开窗钻具连接的销钉。
开窗作业是调整井作业的关键步骤，窗口的好坏直接影响后续钻井的时效。开窗工艺流程主要包括：井眼准备、循环阀与MWD 井口测试作业、斜向器座挂作业、开窗工具与斜向器分离、套管开窗作业及修窗作业。
（1）井眼准备：刮管洗井，清除套管壁的油污，保证斜向器成功座挂。
（2）循环阀与MWD 井口测试作业：旁通循环阀与MWD 组合井口测试并复位旁通循环阀。
（3）斜向器座挂：斜向器下至设计开窗井深，使用MWD 测量方位，调整斜向器方位，摆方位完成后，重复开关泵，憋压，完成斜向器座挂。
（4）开窗工具与斜向器分离：多次上提下放使销钉疲劳，剪断开窗工具与斜向器的连接销钉，使其分离。
（5）开窗：套管开窗过程钻井参数的控制对窗口质量影响较大，开窗主要分为5 个阶段。
①磨窝：该阶段开窗磨鞋缓慢吃进套管，应使用小钻压，缓慢送钻，防止蹩扭，蹩停顶驱。一旦蹩停，提活开转还需要重新磨窝，严重影响开窗效率；
②开窗磨鞋较好吃入套管后，可以提高送钻速度，适量增加钻压和转速，开窗速度快；
③过死点：死点为套管上到斜向器斜面距离等于钻头半径Rb的点，分为上死点和下死点（图1），套管上该点相对钻头线速度为零，无法打磨套管，开窗困难。该阶段不能有效磨套管，加大钻压过死点，该过程较慢；
图1 死点示意图
④过完死点后，开窗速度可以加快，适当提高转速，和阶段②类似；
⑤开窗磨鞋快要出窗口，应适当降低钻压，防止钻具跳窗，磨完套管后，钻4～6 m 口袋。
（6）修窗：开窗作业结束后宜通过改变不同转速修整上下窗口，停转及停泵状态钻具上提下放，在确认磨鞋通过窗口阻挂不超过1 t 后起钻无阻挂才可结束修整窗口。起出磨铣工具，应检查磨铣工具外径。当次级磨鞋直径磨损大于3.175 mm时，应再下入新磨铣工具打磨窗口。
渤海X 油田Y 井于2009 年9 月投产，后期日产液754 m3，日产油11 m3，含水率98.6%。为改善生产现状，综合考虑单井生产情况、剩余可采、措施潜力及钻完井可实施性，决定利用Y 井眼侧钻新井A42H2，完善砂体开发井网，提高储量动用程度，改善砂体开发效果。Y 井为已侧钻井，侧钻点深度在495.1 m，下入244.5 mm 套管（下深248 m）复合177.8 mm 尾管（下深248～1 724 m），152.4 mm 裸眼完井，完钻井深1 976 m，井身结构见图2。
图2 Y 井井身结构示意图
为了确定最优的侧钻点深度，利用Landmark 软件进行五种侧钻方案的设计及优选，见表1。隔水导管鞋下裸眼侧钻、350 m 及420 m 深度339.725 mm 套管开窗均存在轨迹防碰问题且无法解决，460 m 深度339.725 mm 套管开窗轨迹难度适中，无防碰问题，可行性较好，177.8 mm 套管开窗轨迹难度略大且后续没有合适的井身结构，综合考虑最终选择460 m 深度339.725 mm 套管开窗的设计方案。
表1 A42H2 侧钻方案优选
现场开窗实践表明，该工艺流程开窗质量较好，次级磨鞋磨损量小于0.79 mm，小于标准要求的3.175 mm，无需下修窗钻具组合进行修窗作业，后续马达和旋转导向钻具过窗口顺利，减少了起下钻时间和修窗时间，提高了开窗效率。
通过对套管开窗技术的研究，形成了侧钻点优选、精细开窗工艺流程技术，提高了套管开窗的窗口质量，无需单独再下一趟修窗钻具进行修窗作业，节约了起下钻时间，提高了开窗效率，为渤海油田调整井作业提供了重要保障，也可为其他类似老油田套管开窗侧钻提供借鉴。
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