套损井套管内开窗侧钻修井工艺技术分析研究与实践

前言

随着油田开发的深入，套损井的数量逐渐增加，严重影响了油田的开发效率和经济效益。套损井的主要问题是套管损坏导致井眼不畅，无法继续进行正常的采油作业。套管内侧钻开窗工艺作为一种新型的修复技术，通过在损坏套管内侧钻并开窗，绕过损坏段，恢复井眼的通畅性，从而实现对油田资源的进一步开发。

1.套损井套管内侧钻开窗工艺技术原理

套管内侧钻开窗工艺的核心在于通过钻井技术在损坏套管内侧重新开辟一条新的井眼通道，并在特定位置开窗，使新井眼与原井眼连通。具体步骤包括四方面，一是确定套管损坏位置及范围；二是利用钻井设备在套管内侧进行侧钻；三是在预定位置开窗，连通新旧井眼；四是完成井眼修复并进行后续作业。

2.套管开窗侧钻工艺技术

2.1 井筒处理技术

井筒处理是指提出井筒内全部生产管柱，包括油管、采油泵、井底悬挂防砂筛管等，对开窗位置以上井段套管进行检测，包括试压、刮管等，若存在漏点采取相应的修复措施。一般可采用通刮一体化管柱，实现一趟作业完成井、刮管工作，提高施工效率。通井主要目的是确保开窗位置以上套管内壁上无杂物，比如死油、砂块等，通井深度下限一般为开窗点以下 30m 左右。试压是为了验证开窗段以上套管是否完好，为其它工序顺利实施奠定基础。

图1 侧钻轨迹示意图

2.2 套管开窗技术

常用磨铣开窗侧钻，在套管内预定位置下入液压导斜器，使用陀螺仪进行定向，沿着导斜器斜面，利用铣锥不断磨铣套管变薄直至破口，逐渐扩大破口面积，形成一个斜长圆滑的窗口，钻头、钻具、测井仪器等从窗口进入。整个过程具体注意事项包括四方面。

一是开窗位置选择，需要地开窗点的地层岩性、固井质量、套管接箍位置进行调查，在允许范围内调整窗口，避开油水层、高含气层以及高温高压层等，开窗位置远离套管接箍扶正器，要求固井质量合格，确保窗口的质量和稳定性。

二是工具检查入井，检查好卡瓦螺丝牢固情况，防止送斜器中心管进入石块等东西，造成投球蹩压出现问题，斜向器下入要均速缓慢，防止出现意外造成提前落、卡于井中。

三是窗口保护措施，开窗过程主要分为初始阶段、骑套阶段、出套阶段、修窗阶段等四个阶段，全过程中斜向器固定牢固可靠，防止开窗、钻进中斜向器转动；钻头、工具等在起下钻通过窗口时防止碰挂、损坏窗口。

2.3 井眼钻进技术及轨迹控制

优选PDC、三牙轮、单牙轮钻头，在井眼中不断优化钻具组合，采用复合钻进技术，逐步提高钻机械钻井，如将平均机械钻速由1.25m/h 提高到 4.36m/h ，整个过程要斜稳定钻进，同时采用 1^∘～2.5 °螺杆钻具，合理控制钻进参数，使用MWD 和LWD 随钻测量仪器随钻跟踪，实现井眼轨迹精确控制。

2.4 钻井液性能控制技术

优化套管内开窗侧钻钻井液体系，包括聚磺混油钻井液体系、生物聚合物润滑钻井液体系、聚合醇抑制性钻井液，针对防喷、防漏、防卡、防井壁失稳等制定系列钻井液技术措施。

聚合物添加剂与大多数的添加剂配伍，钻井液中加入聚合物后，PH 值范围大，抗盐能力热稳定性、悬浮能力等均加强，油套环空粘度提高，水眼粘度降低，水功率增大，钻速提高。

2.5 侧钻完井技术

① 尾管悬挂完井技术：应用于提高小井眼固井质量的固井系列配套技术， Φ139.7mm 套管侧钻后，尾管内径最优尺寸为 Φ95.3mm 。 Φ 139.7mm 油层套管开窗侧钻，裸眼直径在 125mm ，下内径为 Φ89mm 和 |Φ101.6mm 尾管存在下入困难、固井水泥环薄、投产难度大的问题，优化设计 Φ95.3mm 尾管，能够满足入井钢级需要，投产难度较低，同时水泥环厚度达 15mm ，固井质量有保证

② 裸眼筛管完井技术：适用于碳酸盐岩地层。

③ 精密滤砂管完井技术：应用于侧钻水平井完井，适用于出砂地层。

④ 膨胀管完井技术：应用膨胀管完井，能使尾管内径由 Φ95.3mm 增加到 Φ104mm ，内径增大了 9.5% ，有助于后续的采修作业。

3.应用举例

以某井为例，完钻井深 2256 米，套管尺寸为 Φ139.7mm ，生产井段 2175.5~2182.5 米（7m/2 层），在 2016 年 5 月修井作业过程中，经多次铅磨打印，发现 1985.3～1987.6m 套管存在错断，且出砂严重，无法恢复生产，正常日产油 30 吨， 剩余可采储量 3.6 万吨，继续措施挖潜空间大。为此在地质和开发特征精细评价基础上，优选靶点位置和轨迹设计，2016 年12 月实施侧钻，开窗点位置为 1225.3m，对应岩性为泥岩，无套管接箍位置，固井质量好，侧钻后目的层靶点距离井口 158m，方位 165 度，进尺 963m，下入内径为 Φ104mm 膨胀管，固井合格后，常规射孔投产，初期日产油 40 吨，后日产油稳定在 30 吨左右，阶段累增油 1.7 万吨。整个侧钻投资约 350 万元，相比于投产新井，节省费用约 250 万元，目前全部收回投资。

4.结论

综上所述，套管内侧钻开窗工艺是一种有效的套损井修复技术，能够通过侧钻和开窗作业恢复井眼的通畅性，实现对油田资源的进一步开发，因此推广套管内侧钻开窗工艺，进一步优化侧钻角度控制和开窗作业参数，能够有效减少废弃井数量，提高资源利用率。

参考文献：

[1]权春阳.小井眼套管侧钻钻井液体系要求及应用[J].石化技术.2018(11) .

[2]浅谈套管开窗侧钻技术在芒硝井中的应用[J].王冰.中国井矿盐.2018(02).

作者简介：

董超，男，1984 年 12 月出生辽宁，汉族，工程师，2008 年毕业于长江大学，现于辽河油田辽河工程技术分公司曙光作业一大队从事井控管理工作。