侧钻工艺课件.ppt

大修侧钻工艺技术,主讲：郭虹,1,套管内开窗侧钻,定 向 侧 钻 井,大 位 移 侧 钻 井,侧 钻 水 平 井,侧 钻 分 支 井,侧钻工艺技术的分类,自 由 侧 钻 井,2,套管开窗定向侧钻井工艺技术,3,套管开窗定向侧钻井施工工序, 井眼准备, 套管开窗, 裸眼钻进, 完井电测, 下套管固井, 搬家安装,4,侧钻装备XJ650修井机,5,侧钻装备四级净化循环系统,6,井眼准备, 刮壁通井, 校核原井眼数据, 确定开窗点、优化设计, 挤灰封堵下部井段, 下导向器、陀螺定向,7,套管外水泥封固良好。,选在完好套管本体处，避开套管接箍。,避开事故井段及复杂地层和坚硬地层。,选择开窗点的原则,开窗部位以上套管完好，无变形及漏失。,窗口位置还应考虑定向侧钻井身剖面的结构。,8,目前国内外套管内开窗的方法：锻铣开窗和斜向器磨铣开窗两种方法。应用斜向器磨铣开窗方法较为广泛。,定向侧钻井套管开窗,9,套管段铣器结构: 由保护接头、壳体、切断报知装置、活塞总成、弹簧、刀 片、下稳定器等组成。,段铣开窗工具,10,11,锻铣开窗工艺技术,12,造斜点的选择:要尽量减少老井段套管报废长度，选择易开窗且地层相对稳定的井段，充分发挥工具应有的造斜能力；锻铣起始点要避开套管接箍，选在套管接箍以下5-6米处，锻铣刀片下井前要做张开试验，防止在下钻时因刀片张开遇阻，损坏刀片。,锻铣前的准备工作,13,锻铣时要配置高粘度高切力的钻井液，保证钻井液有足够的悬浮和携带能力；锻铣操作要平稳，送钻要均匀，每锻铣0.5-1米时要停止锻铣，循环25-30min钻井液，然后停泵让锻铣工具进入套管1-2米，以检查刀臂是否被卡；每次下入新刀片时，应在前次锻铣井段划眼；锻铣过程中，要收集铁屑，分析返出量与锻铣套管长度是否相符，若返出量少要停止锻铣，循环一周，必要时提高钻井液粘度及切力。,锻铣时的注意事项,14,定向前要充分大排量洗井，清除残余铁屑，如果定向时发现锻铣井段粘有大量铁屑或留有薄层套管，应再次下锻铣工具进行划眼，以免对测量仪器产生磁干扰。注水泥塞要求管柱下到锻铣段下部50米，水泥塞应有足够的强度和韧性，一般在固井水泥中加纤维。水泥凝固后即可进行定向侧钻。,锻铣完成后的工作,15,磨铣开窗工具,16,优点：不需打水泥塞（必要时只打一次），施工周期短；套管切屑量小，铁屑细小，常规泥浆既可携带到地面；可一次穿过多层套管。缺点：入井工具多，作业较复杂，对锚定工具的可靠性要求很高；定向必须使用陀螺仪，一旦定向有误，不易补救；易出现问题，给下步工作带来困难。,磨铣开窗特点,17,磨铣开窗技术,18,液压式卡瓦导斜器结构,19,利用钻具下放到预定位置，循环冲洗后，投球，开泵蹩压，将锚定机构的卡瓦推出，卡在套管上以固定导斜器，再旋转钻具，退出送入管，起出送入器。,液压式卡瓦导斜器工作原理,20,磨铣开窗技术介绍导斜器的送入,21,下陀螺仪器，根据陀螺仪器输出的工具面数据，在井口用转盘转动钻具，来调整井下导斜器的方向。对于井斜过大的井，考虑到座封时上部钻具压力激动的影响，所以应多次上提下放钻具，以保证定向的准确度。当导斜器方向确定后，锁死转盘，起出陀螺仪器，进行下一步导斜器座封工作。,磨铣开窗技术介绍导斜器的定向,陀螺定向,划线对中法,22,初开窗阶段,套管开窗控制技术,开窗铣进阶段,修窗阶段,23,裸眼钻进井眼轨迹控制技术,井眼轨迹控制技术是开窗定向井施工的关键技术，它是一项使钻井井眼沿着预先设计的轨迹钻达目标靶区的综合性技术。 从本世纪三十年代至今，定向井技术由原来的采用槽式斜向器造斜、地面定向、单点定向逐步发展到有线随钻定向、无线随钻定向、导向钻井系统等多种先进技术的定向方式。,24,而小尺寸（D25mm直径）测斜仪器的研制成功、计算机的应用，更有力的解决了开窗侧钻定向井的轨迹控制难题，使小井眼轨迹控制向更加准确更加经济有效的方向发展。,25,定向侧钻测量仪器与工具准备,定向侧钻仪器,定向侧钻能否成功与测量仪器有直接关系。目前定向侧钻使用的仪器主要是有线随钻测量仪和电子单多点测斜仪。仪器在入井之前，必须在地面对所用探管，主机，计算机，工具进行实线连接，开机试运行，确保无误。对探管进行无磁干扰校正，并将校正传入计算机，防止测量误差。,裸眼钻进井眼轨迹控制技术,26,定向侧钻仪器随钻测斜工具,27,定向侧钻仪器旁通阀,28,定向侧钻工具导向钻具,29,裸眼钻进工具单牙轮钻头,30,造斜段井眼轨迹控制,侧钻定向中，需要用一定的工艺措施，保证造斜工具在井底指向预定的工具方向，钻达一定的井斜角。目前定向方法大体分为两种：单点测斜仪器定向和随钻测斜仪器定向方法。,裸眼钻进轨迹控制技术,31,单点测斜仪器定向方法是利用单点测斜仪从钻杆内下入造斜工具处，测出造斜工具的弯曲方向与磁北或井眼高边方向的夹角以及井眼的井斜方向，然后根据要求的方位，进行地面校正与控制来完成定向工作。,32,随钻测量仪对于井下钻具来讲是一个实时监测系统。它能随时向定向井工程师提供井斜、方位、工具面和井底温度等参数，随时了解井下钻具的去向和工作姿态，便于控制井眼轨迹。在钻造斜井段中，利用PDC造斜钻头加弯壳体螺杆（或弯接头加直螺杆）的井下动力钻具所组成的造斜钻具组合进行造斜。钻具下到预定井深（一般在侧钻点以上2-3m），开泵循环，并确定好设计要求的工具面方位，然后在零钻压下，定点旋转30分钟左右，保证弯钻具弯曲力全部释放，然后慢慢下放钻具到井底，在地面上完成定向工作，再进行钻进。,33,34,小井眼定向造斜时注意事项和技术要求,做好下钻前的准备工作：认真检查定向键的方向与弯接头的弯曲方向是否一致，详细检查所下钻具是否符和设计要求，钻头选型是否合理，水眼大小是否适合动力钻具的要求，弯接头或单弯角度是否满足选斜的要求。,35,裸眼钻进稳斜段井眼轨迹控制,36,37,侧钻工艺技术固井工艺,碰压式固井工艺,将尾管串与钻杆相连下入井内设计深度后倒开悬挂器中心管，然后加压1015KN使其密封，注完设计量水泥后，将小胶塞投入钻杆内，在泵压的作用下将小胶塞推入到悬挂器中大胶塞处，堵塞住大胶塞的孔道，使二胶塞合二为一，,38,碰压式固井工艺,然后在泵压作用下继续下行，直至接触阻流板，完成固井作业，上提中心管反洗井，洗出喇叭口以上多余的水泥浆。该项固井工艺的特点是固完井后免去钻多余水泥的工序。,39,侧钻工艺技术固井工艺,内管柱固井工艺,在尾管底部安装一个双向阻流板，内管柱随尾管下入井底，固井替水泥前将一钢球投入坐在双向阻流板上，然后循环替出尾管内水泥浆。该项技术尾管内不留水泥塞，节省钻水泥塞时间和费用，同时避免了因钻水泥塞对水泥环造成破坏。,40,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,苏侧5井是在D139.7mm套管井内进行的开窗定向侧钻井，其侧钻指标情况如下：,开窗点深度1150米,窗口长度2米,裸眼钻进段11521388米，裸眼长236米,油层中部1346.00米处闭合位移42.14米,闭合方位2133,最大井斜22,41,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,导向器总成技术参数,开窗施工,42,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,修窗施工,修窗原则：上提下放不挂不阻，工具能顺利通过窗口。,43,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,裸眼钻进施工,D118mm侧钻钻头+D95mm130单弯螺杆+D88.9无磁钻铤+D88.9钻铤+D73.02mm钻杆。,钻具组合,钻 进 参 数,钻压525KN,转速60-80 r/min,排量8.3 l/s,泵压10-11 MPa,在11521210米井段,泥浆性能参数,44,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,钻 进 参 数,钻压40-50KN,转速80-120 r/min,排量7.5-8.3 l/s,泵压6-10 MPa,在12101324.81米井段,泥浆性能参数,45,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,钻 进 参 数,钻压30-45KN,转速80-120 r/min,排量8.3 l/s,泵压10-11 MPa,在1324.811388米井段,泥浆性能参数,其中钻进到井深1220米处单点测斜,井斜12,方位18，发现轨迹有漂移，故进行了地面扭方位作业,使井斜和方位调整到设计值,直到最后钻至油层中部1346m处,闭合位移42.14m,闭合方位2133,达到设计要求。,46,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,扩眼施工,在裸眼钻进过程中，考虑到因地层因素导致有井眼缩径现象，和有意识地想加大井眼尺寸，为完井能顺利下尾管及保正固井质量，用D116mm偏心扩眼钻头对井段1152-1388m进行了扩眼施工作业。,47,现场实施D139.7mm套管开窗侧钻实例,下尾管及固井情况,D108mm套管鞋+D90mm单流凡尔+D108mmd88.9mm套管1根+D90mm单流凡尔+D108mmd88.9mm套管15根+D108mmd88.9mm短套管1根+D108mmd88.9mm套管12根+D118mm喇叭口,尾管结构,尾管下深1102.9-1387m，与原井套管重复长度49.1m。,用密度1.89灰浆8方固井，水泥返高至喇叭口。声放磁测井，固井质量良好。尾管试压12Mpa，稳压30min，压降0.2Mpa，试压合格。,48,侧钻水平井技术,49,人类用水平井技术开发油气藏的历史迄今已有200多年，在八十年代进入了兴盛阶段，于九十年代形成热潮，及至美、加、法、俄等各20多个国家 我国也于九十年代开始引进水平井钻井技术,水平井在增加原油可采储量、提高产量、减少开采成本及稳定油价等诸方面有着重要的战略意义和现实效益,目前,全国约有水平井300多口,侧钻水平井约有近1/4。,一、水平井发展简史,50,二、侧钻水平井工具,套管段铣工具,51,套管开窗工具,52,井下动力钻具,53,95mm可调扶正套分体同向双弯螺杆钻具,54,LWD,三、测量仪器,55,MWD,56,有线随钻 42、39、35及42铰接等型号有线随钻,57,电子多点测斜仪,58,四、水平井完井工艺,侧钻水平井完井示意图,59,水平井完井工具,60,悬挂封隔器示意图,61,水平井径向循环接头示意图,62,63,单向皮碗主要是在完井下完管柱后，油层顶部有顶水的情况下，要用固井水泥，水泥通过循环接头到环空，为防止水泥浆下沉堵住管柱下部的筛管而使用单向皮碗。,专用工具,64,65,防砂筛管完井筛管类型,金属纤维防砂筛管割缝筛管金属网防砂筛管TBS防砂筛管砾石预充填筛管,66,67,割缝筛管优缺点,优点：可用API标准套管加工、强度高、下井不易损坏、施工简单、成本低。缺点：过流面积小、筛 缝易被冲蚀、腐蚀、易堵塞、只适用于地层砂均匀地层。,68,69,70,砾石预充填筛管优缺点,优点：砾石充填质量可靠、内外均是绕丝筛管过流面积大、施工简单、成本低。缺点：直径大、刚度大难适应弯曲度大的油井、渗透不够大、易堵 塞。,71,TBS筛管优缺点,优点：防砂效果好、整体强度高、在一定外径下内通径大、施工简单、成本低。缺点：不能做成API标准强度管、连结不能用API标准螺蚊、过流面积相对小。,72,73,金属纤维筛管优点,优点：防砂效果好、渗透率高、强度高、过流面积大、质量控制容易、施工简单、成本低。缺点：渗流面积不够大、内通径小。,74,75,本节课结束，谢谢！,76,