油田井下作业工艺技术优化

油田井下作业工艺技术优化

宗欣炜

大庆油田有限责任公司井下作业分公司作业二大队

摘要：井下作业是油田勘探与开发中重要的施工作业，其主要目的是提高油气井采油速度和最终采收率，对于油田开发调整、改造、完善、挖潜等意义重大。连续油管在井下作业中应用广泛，配套工具可完成侧钻、打捞、磨铣、切割、钻进等多种修井工作。文中对连续油管开窗侧钻施工工艺技术优化进行探讨，具有一定借鉴意义。

关键词：井下作业；工艺技术；优化

1 前言

井下作业是以提高采油速度和最终采收率为目的，根据油田调整、改造、完善、挖潜需要，按照工艺设计要求，利用一套地面和井下设备、工具，对油水井采取的各种井下技术措施的工艺技术。近年来,国外形成了一些先进成熟的井下作业技术，并广泛应用于现场。其中，连续油管作业技术，利用系列配套工具可完成侧钻、打捞、磨铣、切割、钻进等多种修井工作，代表着当今世界修井技术的发展方向。连续管早在上世纪60年代就己经开始应用于石油工业。然而由于受到当时装备技术条件的限制，其发展比较缓慢。直到上世纪90年代，伴随着连续油管器材和制造工艺的进一步发展，可靠性高的高强度大直径连续油管、小直径容积式马达、先进的定向工具及测量系統和金刚石钻头的相继问世，极大地促进了连续油管钻井技术的应用及发展。

2 连续油管侧钻开窗工艺技术

连续油管开窗侧钻工艺技术，其实就是利用连续油管代替钻杆，首先在油气井的某个深度上固定一个斜向器，然后用磨锐钻头在套管上磨出一个窗曰，最后用侧钻钻具组合钻出一个新的井眼，并进行固完井的一整套钻完井工艺技术。与常规的旋转奮管开窗侧钻技术相比的话，连续油营开窗侧钻技术拥有很明显的优势，主要表现如下：

（1）可以实现完全的欠平衡钻井作业，可以边循环边起下钻，这是连续油管最重要的一个优势。送个独特的能力使得其可直在欠平衡的条件下钻井，从而最大限度地减少了对地层的损害，而且能够提高机械钻速。

（2）在老井重钻（加深钻或侧钻）的作业中，得益于连续油管的管径化较小，从而使其可以进行过油管作业，而无需取出老井中的生产设备，可以实现边钻边采，从而显著节约钻井成本。

（3）可以实现内置电缆作业，连续油管的这个能力大大増加了信息的传送量和可靠性，不通过泥浆，而用电维进行信息的传递可以在钻进的过程中获得更多的准确数据，而且操作井下工具也变得简单，有利于实现钻井的智能化。

（4）可以使井控装备实现完全的密封，通过放喷器使得在进行连续油管钻井操作的时候实现完全的井压密封是很重要的，它使得只要是在正确的设计与操作下，井涌对人和装备不再是一个重大的威胁。

3连续油管侧钻开窗工艺技术优化

3.1 钻前优化设计

（1）优选侧钻开窗井。侧钻开窗部位以上套管完好，无变形、漏失、穿孔破裂等现象，通井、试压合格。避免在内径以下的厚壁套管内开窗，避免选择在地层水俺严重、存在局部异常高压或压力系数相差过大的老井进行侧钻。

（2）优选窗口位置。了解预计作业井段及其附近井身结构，套管的固井质量，油管或套管的钢级、壁厚，了解预计作业井段及其附近的地质条件。必要时测量预计作业井段及其附近套管内径的磨损程度。如果可能，查看套管的水泥胶结测井图。选择水泥胶结好、油管或套管内径磨损小的套管作为开窗的位置，并尽量避开套管的外扶正器和接箍。校正作业井段套管接箍的深度，开窗部位应在事故井段或套管损坏部位以上左右，以利于侧钻井眼形成一定的水平位移，而避开原井眼。套管接箍以下处为开窗的起始深度。对出砂井和严重窜漏井，侧钻长度与倾角均应加大，侧钻水平位移必须大于出砂与窜通的径向范围。确定低边或高边开窗。

（3）优选作业设备。考虑开窗作业井眼尺寸和深度，连续油管施加钻压的能力，井眼清洁要求，循环系统压降，连续油管疲劳寿命等因素，选用直径合适的连续油管。根据是否起出油管和开窗后侧钻，以及开窗作业施加钻压以及提升井下管柱能力的要求，确定满足要求的连续油管作业机设备（如混合式连续油管作业机，或使用修井机完成前期工作）。

（4）根据水泥塞或斜向器开窗计划，配备相应的水泥搅拌装置、斜向器和相应的钻具组合。根据井下管柱和裸眼钻井井段的尺寸，尽可能配备大直径高扭矩的井下马达。对连续油管地面设备进行仔细检查，确保设备的正常运转。防喷盒、防喷器必须合格有效，计数器准确可靠，液压系统在高压下不自动泄压，液压管线应保证畅通，设备应保证长时间连续工作。

3.2连续油管套管内水泥塞定向开窗作业工艺优化

（1）优选先导井眼。先导井眼有近边导引先导井眼、远边导引先导井眼、曲线导引先导井眼。优选曲线导引先导井眼。其优点是钻先导井眼过程中容易定向和可预测造斜。先导井眼过渡平滑，方便钻具通过。窗口上部水泥层比较厚。

（2）钻先导井眼。钻先导井眼下入钻具组合至水泥塞顶部左右处，钻具组合包括：钻头、井下马达、带有伽马射线的工具、定向工具、循环阀液力、紧急分离工具、转换接头、若干根钻挺、单向阀连续油管连接器；启动泥装粟，使用无固相钻井液，将铣鞋工具面定向到套管油管低边；缓慢下放钻具，洗鞋转数，直至地面显示钻压平稳；逐渐增大钻压和铣鞋转速，完成先导井眼直线段的钻进，钻压不宜过大；上提钻具组合到水泥塞顶部以上，将钻头工具面定向到套管油管高边；将钻具组合下放到已钻的先导井眼中，增大钻压至，完成先导井眼曲线段的钻进。

（3）磨/铣窗口。下入磨铣窗口钻具组合，钻具组合下放至水泥塞顶部时，将统锥工具面定向到合适的位置；将钻具下入先导井眼，在距离井底时停止下放钻具，准备定向钻井；启动定时钻井，逐渐增大钻压，保持机械钻速稳定；当机械钻速明显增加，说明铁锥已经钻破套管进入地层，继续钻进地层一段距离，并在连续油管上做上标记；起出磨铣窗口钻具组合。

（4）扩孔和修磨窗口。下入修窗钻具组合，在水泥塞顶部调整好铣鞋工具面；将钻具下入先导井眼，在做记号的连续油管井深段反复上下划眼修磨窗口，洗鞋转速上提下放钻具组合无阻卡显示时，投球蹩压启动循环阀，大排量循环清洗井底分钟；关闭泥楽菜，起出井下钻具组合，开窗作业结束。

4 结束语

连续油管钻井特别适用于小井眼钻井、老井加深及老并开窗侧钻，可内置电缆，有利于实现自动控制和随钻测量。地面设备少，占地面积小，可减少作业人员，特别适用于条件受限制的地面或海上平台作业，同时设备运移及安装快捷、方便、灵活。加强连续油管技术应用，对于提升井下作业效率具有重要意义。

参考文献：

[1]贺会群. 连续油管技术与装备发展综述［J］. 石油机械，2006，34（1）：1-6.

[2]王峻乔. 连续油管技术分析与研究［J］. 石油矿场机械，2005，34（5）：34-36.