钻修井工艺技术及发展方向.ppt

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1、钻修井工艺技术及发展方向,【目 录】,第一章 大修事故处理第二章 侧钻工艺技术第三章 套损井检测技术第四章 套管损坏修复技术第五章 防砂工艺技术 第六章 卡、堵水工艺技术第七章 解堵工艺技术第八章 稠油开采工艺技术第九章 管杆偏磨治理工艺技术第十章 水平井修井工艺技术第十一章 钻井完井技术,卡钻是指油水井在生产或作业过程中，由于操作不当或某种原因造成的井下管柱或井下工具在井下被卡住，按正常方式不能上提的一种井下事故。由于卡钻事故会使油水井的生产不能正常进行，严重时还会使油水井报废，给油田的生产和经济造成重大损失。因而如何预防和及时妥善处理卡钻事故，对维护油田生产和提高作业水平是非常重要的。,第

2、一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,卡钻事故按其形成的原因可分为以下几种类型：,油水井生产过程中造成的油管或井下工具被卡，如砂卡、蜡卡、水垢卡等。油层套管损坏变形造成的油管或井下工具被卡，如套变卡等。井下作业施工过程中造成的卡钻，如落物卡、水泥卡、化学防砂卡、修井工具卡等。井下下入了设计不当或工具质量差的井下工具造成的卡钻,如封隔器不能解封造成的卡钻等。,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,1、砂卡的定义 在油水井生产及井下作业中，由于地层出砂或工程用砂及压裂砂埋住部分管柱，造成管柱不能正常提出井口的现象称为砂卡。2、砂卡的类型 光油管卡和井下工具卡两种。,(一）砂卡,第

3、一节 卡钻事故处理技术,一、卡钻事故的原因与预防,第一章 大修事故处理,3、砂卡的原因 1）在油井生产过程中，由于地层疏松或生产压差过大，油层中的砂子随油流进入油套环空后逐渐沉淀造成砂埋一部分管柱形成砂卡。2）冲砂作业时，由于排量不足，洗井液携砂能力差，不能将砂子洗出井外造成砂卡。如冲砂液量不足、冲砂进尺太快、接单根时间过长、不连续施工等都会造成砂卡。3）在填砂作业时由于砂比太大造成砂卡。4）压裂施工中，由于管柱深度不合适，砂比大，压裂液不合格及压裂后放压太猛造成砂卡。,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,4、砂卡的预防 1）对出砂严重的生产井，要尽量采取防砂措施或进行冲砂处理防止

4、砂卡。2）生产管柱下入深度要适当。3）注水井放压时一定要有所控制。4）冲砂要尽量反洗井，排量要足够大，接单根速度要快，冲至井底彻底反洗井后再起管柱。5）填砂施工尾管距砂面要有足够距离。6）探砂面加压要控制在15KN以内,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,1、落物卡的定义 在起下施工中，由于井内落物把井下管柱卡住造成不能正常施工的事故叫落物卡钻。2、落物卡钻的原因 1）由于井口未装防落物保护装置造成井下落物。2）由于施工人员责任心不强、不严格按操作规程施工会造成井下落物。3）由于井下工具质量差，在正常施工作业时会造成井下落物。,二）落物卡,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故

5、处理,3、井下落物的卡钻预防 1）加强工作人员的责任心，严格执行交接班制度，所有下井工具、部件要详细检查，并做好记录。2）下井工具要完好，避免因工具损坏和部件散落而造成的井下落物。3）下井工具要上紧，避免管柱松脱落井。4）起下作业施工时，井口要装自封封井器，井口工具台上不得摆上小落物避免小件落物落井。,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,1、水泥卡定义 由于水泥固住部分管柱不能正常提出管柱的事故为水泥卡 2、水泥卡钻的原因 1）打完水泥塞后，没有及时上提油管至预定水泥塞面以上进行反洗井或洗井不彻底，致使油管与套管环空有多余水泥凝固而卡钻。2）挤水泥时没有检查上部套管的破损，使水泥浆

6、上行至破损位置，造成卡钻。3）挤水泥时间过长或催凝剂用量过大，施工中水泥凝固卡钻。4）井下温度过高或遇高压盐水层，以致使水泥早期凝固。5）打水泥浆时计算错误或发生其他故障，致使油管固住。,三）水泥卡,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,3、预防水泥卡钻的措施 1）打完水泥塞后，及时上提油管至预定水泥塞面以上进行反洗井。2）憋压挤水泥时检查上部套管是否完好。3)挤水泥时，确保在规定时间内尽快挤入，催凝剂用量要适当。4）井下温度过高或遇高压盐水层时，采取有效措施确保不发生卡钻事故。,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,1、定义 井下管柱、工具等卡在套管内，用比井下管柱重量稍

7、大些的力不能正常起下作业的现象称套管卡。2、套管卡钻的原因 1）井下套管情况不清楚，致使井下工具下至套管损坏部位。2）油水井在生产过程中由于泥岩膨胀、井壁坍塌造成套管损坏或变形而将井下管具卡在井内。3）由于构造运动或地震等原因造成的套管错断或损坏造成卡钻。4）在井下作业及增产措施中，操作或技术措施不当造成套管损坏而卡钻。,四）套管变形卡,3、套管卡钻的预防 1）作业施工前，要用通井规通井。2）在井下作业施工中，如有卡钻或遇阻现象，要下铅模打印探明情况。3）如有套管损坏，必须将其修好后，方可进行其他作业。,四）套管变形卡,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,1、定义 由于井内大量结垢

8、，使井内管柱不能正常起出的现象。2、水垢卡的原因 1）注水水质不合格，含氧等化学成分及杂质过高。2）注水管柱长期注水未及时更换。3、水垢卡钻的预防 1）注水水质要经过认真化验，含氧等化学成分及杂质达到标准，不合格不准入井。2）对注水管柱定期及时更换。,五）水垢卡,第一节 卡钻事故处理技术,第一章 大修事故处理,一）卡点深度 是指井下落物被卡部位最上部深度。卡点的测定就是对这一深度的测定。二）测定卡点深度的意义 1）确定倒扣悬重。2）确定管柱切割的准确位置。3）了解套管损坏的准确位置。4）确定管柱被卡类型。,1、卡点的测定方法：1）计算法：是现场使用原管柱提拉法推算卡点。2）测卡以测卡法：利用整

9、个管柱受应力分界点测出卡点。,三）卡点测定和计算,1、计算法测卡点 单一管柱卡点计算：1）理论计算法：L=EF/P(公式1)式中 L-卡点深度，cm;-管柱伸长量,cm;P-拉力，KN;E-刚才的弹性模数，值为2.1104，KN/cm2;F-管柱环形截面积，cm2；,1、计算法测卡点 单一管柱卡点计算：2）经验公式计算法 L=K/P(公式2)式中 L-卡点深度，m;-管柱伸长量,cm;P-拉力，KN;K-常数，73mm油管K取2450，89mm油管K取3750，73mm钻杆K取3800；,1、计算法测卡点 组合管柱卡点计算：如：某井内为3与2 1/2组合油管，其中3油管长度为L1若在拉力P（吨

10、）作用下，管柱伸长量（厘米），则卡点深度为：L=L1+245/P-245/375L1（经验公式）,2、测卡仪测卡点 是近几年发展起来的新技术，它提高了打捞解卡的成功率和缩短了施工时间，测的卡点直观准确可靠。这种方法主要配合切割、爆炸方法处理被卡管柱。,2、测卡仪测卡点 工作原理：当管材在其弹性极限范围内受拉或受扭时，应变与受力或力矩成一定的线性关系。被卡管柱在卡点以上的部分受力时，应变符合上述关系，而卡点以下部分，因为力（或力矩）传不到而无应变，因此，卡点位于无应变到有应变的显著变化位置。测卡仪能准确测出应变值，从而测出卡点。,1、活动接卡 在井内管柱及设备能力允许的范围内，通过上提下放反复活

11、动管柱，以达到解卡的目的。有关要求：钻具已被卡住，应尽力保持循环并配合活动钻具，不得硬拔，争取在卡钻初期解卡；解卡时必须校对指重表，上拔力量在设备、井架、游动系统、钻具等安全负荷内，否则应倒扣、套铣解卡；活动解卡时应在设备允许最大负荷范围内连续解卡24小时；拔绕丝防砂管柱井，采用拔绕“五字法”（冲、蹩、捞、挤、拔）施工解卡。,一）解卡工艺,2、震击（动）解卡 在卡点附近造成一定频率的震击，有助于被卡管柱和工具的解卡。常用的震击器类工具有上击器、下击器、加速器等。上击器接在安全接头上面，是采用液压工作原理实现上击的。下击器与上击器相反产生下击的作用。加速器实质上是一个液压弹簧当上提钻柱受拉而产生

12、弹性应变时，使液缸内的液体受压缩而储存了能量，当震击器完成延时，进入自由冲程消除钻柱应变时，加速器积蓄的能量也随之释放，以其转化为震击器的震击头的冲击动量，使被卡管柱受到强烈冲击。管柱的连接：按照自下而上的顺序依次为：可退捞矛安全接头震击器加速器+钻柱。,3、倒扣与切割解卡 1）倒扣 找出卡点位之后进行倒扣作业，通常上提管柱的重量，使中和点位于卡点附近倒扣。常用的倒扣方式有：原井内管柱倒扣；反扣钻具配合相应的反扣工具（如公母锥、捞矛、捞筒、安全接头等）；倒扣器配合倒扣打捞工具（如倒扣捞矛、倒扣捞筒、安全接头等）。,3、倒扣与切割解卡 2)爆炸松扣 爆炸松扣实在测准卡点之后，用爆炸的方法使卡点出

13、钻具螺纹松动倒扣，然后起出卡点以上管柱，以便对卡点以下管柱的处理。3）切割 对于被卡的管类落物，在用其他方法难于处理时，常用切割办法处理。常用的切割方法有：机械式、聚能式、化学喷射式。,4、钻磨铣套法 钻磨铣套就是在取出卡点以上管柱后，其它措施无效或无明显作用，采用各种钻头、磨铣鞋、套铣筒生平硬性工具对被卡落鱼进行破坏性处理，如对电缆、钢丝绳、下井工具等进行钻磨、套铣、清除掉卡点处的落鱼，以解除卡阻。,砂卡类型：光油管卡、井下工具卡、抽油杆卡、防砂管柱卡。砂卡处理包括：1、大力提拉活动解卡。根据井架及设备的负荷允许条件对管柱进行大力提拉活动卡局，或快速下放冲击，使卡点脱开。2、憋压恢复循环法解

14、卡。发现砂卡后，应争取时间开泵循环。如循环不起来，采用憋压的方法，如能憋开，卡钻可解除，同时上下活动管柱。憋压时要注意安全。3、诱喷法解卡。当地层压力较高使，利用地层压力引起套管井盆，使部分砂子虽油流到地面而解卡。4、长期选吊解卡。5、冲管解卡。解柱小直径的冲管在有管内、外进行循环冲洗，以解除砂卡。6、震击解卡。7、倒扣、套铣解卡。在取出卡点以上管柱后，采用套铣筒对被卡落鱼进行套铣，以解除卡阻。,二）砂卡的解除方法,解除落物卡钻切忌大力上提以防卡死或损坏套管，一般处理方法如下：1、根据落伍形状大小及材质，考虑把落物拨正落到井底或将其碾碎，达到解卡的目的。2、如果被卡管柱下面有较大工具，倒扣后下

15、套铣筒将其套掉。3、如落物不大，可采用悬浮力较强的洗井液进行大排量洗井，把落物洗出井口解卡。,三）落物事故解除方法,水泥卡钻的处理可分为两种情况：对可开泵循环的，可用15%的盐酸进行循环，破坏水泥浣进行解卡。对不能循环的则采用以下办法解卡。1、倒扣套铣法：在取出卡点以上管柱后，采用套铣筒对被卡落鱼进行套铣，以解除水泥卡钻。2、喷钻法：若油管偏靠套管壁被水泥卡时，用套铣筒有困难，可采用并排连接两根D20mm的无缝钢管，下部各接朝下的喷嘴，探水泥环后开泵循环，正常后加砂喷射解除卡钻。3、磨铣法：当套管内井小或被卡管柱直径较小时可用磨鞋将被卡管柱连同水泥环磨掉。,四）水泥卡钻解除方法,处理套管卡钻的

16、方法：首先是将卡点以上的管柱起出，其方法可采用倒扣、下割刀切割或爆炸切割。然后探视、分析套管损坏的类型和程度，可以通过打铅印、测井径、电视测井等方法完成。1、一般变形部严重的井，可采取机械整形（涨管器、滚子整形器）或爆炸整形的方法将套管修复好，达到解卡目的。2、如变形严重，进行磨铣打通道解卡,五）套管卡钻解除方法,封隔器卡钻是一种常见的卡钻事故，原因有以下几种：1、张开的卡瓦牙刮在套管接箍上或射孔井段上造成卡钻。2、风隔器胶皮破裂，在上提时胶皮落到卡瓦张开处，卡瓦被卡在套管壁上，造成卡钻。解除封隔器卡瓦卡钻可用大力上提解卡、倒扣套铣、震击解卡等方法。,六）封隔器的卡瓦卡钻解除方法,1、解卡方案

17、编制应本着快速、有效、经济、易实施的原则进行；解卡方案编制前要查清井史、落实潜力，解卡过程确保油水井地层不受污染；编制的方案应具有针对性，利于提高解卡效果及作业时效；不损坏井身结构；处理事故过程必须使事故越处理越容易，而不能越处理越复杂。,四、解卡方案编制的原则,2、每口解卡井上作业前必须编写详细的解卡施工设计，一般解卡井施工设计由施工单位技术部门审批后交采油厂业务主管部门备案，特殊解卡井必须经施工单位技术部门审核、采油厂业务主管部门同意后方可实施。,定义：凡由井口掉入或从管柱、测井装置上脱于井内的金属或其他有形物体。按落物种类分类：管类落物：油管、钻杆、封隔器、工具等。杆类落物：抽油杆、测井

18、仪器、加重杆等。绳类落物：测井钢丝、电缆等。小件落物：扳手、钳牙、钻头、阀球等按落物难易分类：简单落物：不需要倒扣、套铣、磨铣、爆炸、切割措施，简单打捞、解卡可捞出的落物。复杂落物：需要倒扣、套铣、磨铣、爆炸、切割等措施，作业队设备及技术力量无法处理的落物。,一、井下落物,第二节 落物打捞技术,缩短沉砂口袋，是油井的免修期缩短。堵塞油层，影响油井的正常生产。造成卡钻事故。妨碍增产措施的进行。造成油水井侧钻或报废。,二、井下落物的危害,第二节 落物打捞技术,一）管类落物常用工具1、鱼顶为公螺纹的常用打捞工具1）滑块打捞矛 2）可退式卡瓦捞筒3）卡瓦打捞筒（不可退式）4）母锥：通用型母锥；铣鞋母锥

19、5）短鱼头卡瓦打捞筒6）其它可用于打捞管类公螺纹端的筒、锥类打捞工具。7）引鞋捞矛,三、常用打捞工艺及其配套工具,第二节 落物打捞技术,二）鱼顶为母螺纹的常用打捞工具1）可退可倒扣式捞矛2）可退可倒扣式捞筒3）可退式捞矛4）滑块捞矛5）接箍打捞矛6）长杆滑块捞矛7）公锥：短公锥；长公锥；特殊锥度公锥。8）开窗打捞筒及弹簧打捞筒9）铣锥式捞矛10）其它适用于打捞管类母螺纹端的矛、锥、筒类打捞工具。,第二节 落物打捞技术,三）杆类落物常用工具1）抽油杆捞筒（油管内）2）组合式抽油杆打捞筒（活页捞筒）3）三球打捞器4）其它适用于油管内或大直径管内打捞杆类落手的工具。,三、常用打捞工艺及其配套工具,四

20、）小物件落物打捞工具1）强磁打捞筒（器）2）反循环打捞工具3）局部反循环打捞篮4）一把抓捞筒5）其它用于打捞小物件的筒、篮类打捞工具。,三、常用打捞工艺及其配套工具,五）绳、缆类落物常用打捞工具1）活齿外钩2）固定齿外钩3）内钩4）内、外组合钩5）其它适用于打捞绳、缆类落物的钩、筒类工具。6）套铣筒,三、常用打捞工艺及其配套工具,六）测井仪器类落物常用打捞工具1）测井仪器打捞篮2）开窗捞筒3）弹簧捞筒4）钢丝捞筒5）其它适用于打捞测井仪器的筒、篮类工具。,三、常用打捞工艺及其配套工具,七）常用检测类工具1）带护罩水眼式平底铅模2）普通型带水眼平底铅模3）特殊用途的锥形、凹形铅模4）套管侧面打印

21、器即胶模5）测卡仪器。,三、常用打捞工艺及其配套工具,八）辅助类工具1、切割工具：1）聚能切割弹；2）机械式内割刀；3）水力式外割刀；4）化学 喷射切割弹2、倒扣器及其配套抓捞工具3、震击类工具：1）液压上击器及其配套液体加速器；2）润滑式下击器；3）开式下击器4、专用配套辅助工具：1）安全接头：锯齿形安全接头，方扣形安全接头；2）活动肘节。,三、常用打捞工艺及其配套工具,铅模是侦察和探视井内鱼顶情况的专用工具，铅模有多种类型，铅模外径一般小于套管内径4mm以上不能太大或太小，防止铅模卡钻或印痕不全，有时一个鱼顶经磨铣要多次打印分析。,1、鱼顶侦察与探视,2、打印操作要点,合理控制下钻速度铅模

22、下至鱼顶以上10m左右开泵冲洗到鱼顶以上0.2m左右停止下放，大排量冲洗干净。打印时缓慢加压，一次完成切不可多次加压,第二节 落物打捞技术四、井下落物打捞,1)冲洗鱼顶：当打捞工具下至鱼顶上部10m左右的时候，启动水泥车开泵循环冲洗，然后慢慢下放管柱，轻探鱼顶指重表有显示后，上提管柱，连探二次后，提至工具据鱼顶0.2m左右，大排量洗净干净后，进行打捞、活动解卡。,3、打捞施工,第二节 落物打捞技术四、井下落物打捞,2)打捞带引鞋的打捞工具 探住鱼顶后加压5KN左右，边旋转边下放，遇阻后负荷增加，说明捞住。不带引鞋的工具 除公、母锥外，一般是下放上提打捞负荷有显示捞获，如显示上提1-2m旋转一个

23、角度继续打捞，如仍无效不能强烈创击，以免破坏打捞工具或鱼顶，起出打捞工具或打印分析。下井工具如是公母锥，探鱼顶后，加压5-10KN，旋转7-8圈后，上提管柱试提10-20KN,如指重表有显示，应继续加压5-10KN，造扣打捞。用一把抓或反循环捞蓝打捞小落物，要边冲洗边下放，在旋转一定角度后，一次加压80-100KN即可。,3、打捞施工,第二节 落物打捞技术四、井下落物打捞,1、提升设备：通井机、联合作业机、修井作业机；2、钻铣设备：螺杆钻具、转盘、动力水龙头；3、循环设备：水泥车、泥浆泵、洗井机；4、磨鞋选择：磨鞋外径应小于套管内径6-10mm；,一、工具及设备选择,第三节 套磨铣处理技术,1

24、、管柱准备：井场备有符合设计要求的下井管柱；管柱摆放整齐、清洁、高于地面0.3m；严格丈量管柱长度，误差不大于0.2m/km；下井前要测量钻头（磨鞋）的外径、内径、长度和扣型等数据；2、设备准备：提升、旋转和循环动力设备作业前必须就位，经检查、调试合格；3、井筒准备：下通井管住至水泥塞面，进行通井、洗井；4、修井液准备：现场应准备1.5-2.0倍井筒的修井液。,第三节 套磨铣处理技术,1、梨形状及锥形铣鞋 铣鞋接于钻柱下端下于井内需铣磨井段，正循环洗井液，铣鞋在高速旋转及适当的钻压下，靠其耐磨材料对套管进行铣磨。铣磨过程中，由洗井液对铣鞋进行冷却，并将铣磨的碎物携至地面。,三、铣鞋种类及技术要

25、求,第三节 套磨铣处理技术,2、空心铣鞋空心铣鞋接于钻柱下端，下入井内接近鱼顶时，循环洗井液，旋转钻柱将鱼顶套住。铣鞋在适当的钻压和转速下，靠其切削刃对鱼顶铣磨。铣磨过程中，由循环液对铣鞋进行冷却并将铣磨碎屑携至地面。当铣磨后再无进尺，铣磨工作即告成。,三、铣鞋种类及技术要求,第三节 套磨铣处理技术,3、平底及凹底铣鞋 将磨鞋接于钻柱下端，下人井内接近鱼顶时，开泵正循环冲洗鱼顶，边转边放钻柱，接触鱼顶后，转速和钻压增大，碳化钨颗粒嵌人落鱼体内将其切削。当小颗粒刃口磨钝后，小颗粒在一定钻压下即开始崩裂，产生出锋利的新刀口，而对落鱼继续切削，直到碳化钨全部耗尽为止。磨铣过程中，洗井液对磨鞋不断冷却

26、，并将碎屑物携至地面。,三、铣鞋种类及技术要求,第三节 套磨铣处理技术,4、套铣筒将套铣筒接干钻柱下端，下人井内接近落鱼，循环冲洗落鱼，慢放钻柱将鱼头套住，并冲洗干净，即转动钻柱并加钻压，进行正常钻铣，铣齿（或套铣头）即将因卡物切削成碎屑。随洗井液携至地面。不断钻铣，进尺加深，直至套铣出落井管柱下一个列连接处以下，并充分循环，此次套铣工作即告成。,三、铣鞋种类及技术要求,第三节 套磨铣处理技术,1、侧钻种类1）斜向器侧钻：在套管内欲开窗的位置固定一个斜向器，开窗工具靠斜向器的导斜作用开出窗口的侧钻工艺。2）自由侧钻：欲开窗的位置不下斜向器，利用井下错断的套管或套管内落物的偏斜作用开出窗口的侧钻

27、工艺。3）定向侧钻：对侧钻开窗的方位有明确要求的侧钻工艺。4）非定向侧钻：对侧钻开窗的方位无明确要求的侧钻工艺。5）侧钻水平井：套管开窗井眼曲率、方位、水平段垂深、水平段长度有严格要求且井斜角达到85以上的侧钻工艺。6）侧钻分枝井及侧钻丛式井：在同一个套管里多处开窗侧钻或在一处开窗多方向侧钻，各个侧钻的轨迹、方位、井眼曲率、水平段垂深、长度各自有严格要求，形成不同方位，不同井眼曲率的分枝或多底定向井或水平井。,2、侧钻的适用范围1）套管损坏严重，无法修复的井。2）井下发生复杂事故，无法处理的井。3）油层出砂严重，套管又有损坏，无法采取防砂工艺的井。4）需要钻开井底附近新的含油层系。5）在海上、

28、湖泊、大陆钻多底井等特殊要求。,3、侧钻方式选择 侧钻方式选择应根据油田勘探、开发及油藏工程的要求，保证实现侧钻的目的，根据油田构造特征、油、气、水产状，侧钻后有利于提高油井产量和采收率及改善投资效益的原则。,4、窗口选择1）为减小裸眼井段长度，缩短建井周期，窗口位置应保证有足够造斜井段的条件下尽量接近目的层。2）窗口位置应选择在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带、漏失地层等复杂层位，以避免开窗时出现复杂井况。3）窗口应选择在远离事故井段或套管损坏井段以上30m左右，有利于避开原井眼。4）窗口以上上部套管应完好，无变形、漏失、破裂现象，以利于侧钻施工的采油工艺。5）窗口应选择在固井质量好、井斜小

29、的井段，并避开套管接箍。6）窗口选择在上述原则的基础上，必须进行严格的通井和上部套管试压。,在选定的套损井的套损点以上某一合适深度位置固定一专用斜向器，利用斜向器的导斜和造斜作用，使专用工具如铣锥等在套管侧面开窗，形成通向油层的必由通道，然后由侧钻钻具（包括钻头）斜直向钻开油层至设计深度，下入小套管固井射孔完成。,二）工艺原理,一、侧钻工艺原理及技术关键,1、原井层系间不能窜通，至少在平面半径5m以内层间不能窜通，否则窜通会绕过层段上窜到侧钻完成的上部套管内。因喇叭口完井悬挂小套管处密封性能差，而窜通将干扰影响侧钻完井的“新井”，所以原井层间需处理。2、原则上原井套损部位以下落物需捞尽。套损部

30、位以下有落物，则层间不能验窜封窜，也会影响套损部位以下套管的水泥挤注封堵深度，所以一般情况下，套损部位以下落物需捞尽。3、原井套损部位以上30-50m以至人工井底的水泥封固报废。原井需报废处理，否则将影响干扰侧钻完井，而报废应达到井下无落物、层间无窜通、井内（套损部位）无窜流。,三）技术关键,一、侧钻工艺原理及技术关键,1、套管技术状况检测（1）工程测井法或铅模打印法检测、核实套管技术状况。（2）通井规通井。2、打捞原井内落物3、修整套损部位4、对原井眼套损部位以下封堵报废1）油层间验窜、封堵窜。2）套损部位以上2030m至人工井底用水泥浆循环挤注封固，水泥浆应上返至套损部位以上2030m，为

31、套管开窗位置的先定打好基础。5、上部套管试压,一）原井报废,二、侧钻施工步骤,开窗位置应选在套管完好部位避开接箍，距套损部位至少30m以上。1、水泥浆固定法2、卡瓦锚定固定法3、桥塞锚定法,二）固定斜向器,二、侧钻施工步骤,套管开窗三阶段（1）铣锥与套管接触阶段 开窗磨铣伊始，铣锥开始磨铣斜向器顶部，同时铣锥顶部（前端部）直径圆周与套管内壁接触磨铣，使套管壁首先被均匀地磨铣出一个接触圆面。（2）铣锥中部直径圆磨出套管段 从铣锥中后部直径圆接触套管内壁到底部圆直径部磨出套管，此段很容易造成铣锥提前外滑出套管，使窗口与套管轴线夹角增大，因而造成完钻井底水平位移比较大。（3）铣锥底部（尾部）最大直径

32、段全部铣出套管 从铣锥底部（尾端圆直径）铣出套管到铣锥最大外径端全部铣出套管，此段是窗口最后形成段，也是保证下窗口圆滑的关键段。根据复式铣锥或钻铰复式铣锥开窗情况，必要时可用单式铣锥提前进行加长窗口和修整窗口。,三）套管开窗,二、侧钻施工步骤,套管开窗三阶段（1）铣锥与套管接触阶段 开窗磨铣伊始，铣锥开始磨铣斜向器顶部，同时铣锥顶部（前端部）直径圆周与套管内壁接触磨铣，使套管壁首先被均匀地磨铣出一个接触圆面。（2）铣锥中部直径圆磨出套管段 从铣锥中后部直径圆接触套管内壁到底部圆直径部磨出套管，此段很容易造成铣锥提前外滑出套管，使窗口与套管轴线夹角增大，因而造成完钻井底水平位移比较大。（3）铣锥

33、底部（尾部）最大直径段全部铣出套管 从铣锥底部（尾端圆直径）铣出套管到铣锥最大外径端全部铣出套管，此段是窗口最后形成段，也是保证下窗口圆滑的关键段。根据复式铣锥或钻铰复式铣锥开窗情况，必要时可用单式铣锥提前进行加长窗口和修整窗口。,三）套管开窗,二、侧钻施工步骤,套管侧钻的裸眼钻进基本同常规普通钻井相同，但又有所区别。侧钻的裸眼钻进又有独自特点，就是钻进时井斜角度较大，由斜向器斜面斜度 3左右开始，到开窗完成，裸眼钻进时的井斜角可能会增到45左右，钻具在窗口处的通道很小。一般118mm铣锥开出的窗口，最大直径也不过122124mm裸眼。钻头一般选用118mm三刮刀钻头。所以与窗口间隙也只有23

34、mm左右，钻具与窗口总是不断在磨擦。另外，钻具与原套管井眼及裸眼井筒间隙也很小，钻杆或钻头等一旦脱落不易打捞等，这些都是有别于普通钻井的。因此，侧钻的裸眼钻进应格外慎重，必需预防卡钻、断脱钻具等事故的发生。,四）裸眼钻进,二、侧钻施工步骤,测井是在裸眼钻进完成后，下套管前的重要工序，同普通钻井完井一样，要测横向图、油水层位、完钻前磁遇阻深度等曲线，为下套管、固井完井射孔等提供依据。,五）测井,下完井小直径套管，是侧钻裸眼钻进完成后的重要工序，应严格操作，特别是套管引鞋、套管鞋等通过窗口时，应操作平衡。,六）下套管,二、侧钻施工步骤,侧钻完井套管下入完成后，与原井套管的间隙很小，套管与裸眼井筒的

35、间隙也很小，井斜又较大，对固井封固质量影响很大。因此，应采取有效措施，调整顶替液性能，必要时对水泥浆进行初凝调整。,七）固井,八）测固井质量,九）套管试压完井,二、侧钻施工步骤,搞好套损井状况的检测是实施套管修复工作的前提和基础，准确、详细了解井下套管损坏的具体情况，对于采取合理、有效的修套措施，达到套管修复的目的至关重要。当前套损井检测技术的发展趋势为：由简单机械高科技含量、由定性到定量、由局部到全井、由静态到动态。,1、印模法检测,印模法检测是利用专用管柱或钢丝绳下接印模类打印工具，对套管损坏程度、几何形状等进行打印，然后对印痕进行分析判断，得出套损点的几何形状、尺寸、深度位置。(1)适用

36、范围：套管变形、错断、破裂等套损程度、深度位置的验证；井下落物鱼顶几何形状、尺寸和深度位置的核定；作业、修井过程中临时需要查明套管技术状况等情况。,1、印模法检测,(2)特点：具有不受环境条件和井况的限制，随时可在修井过程中进行，对作业队来说相对方便、快速，且印证结论可在现场得到等特点。(3)分类按制造材料分：铅模、胶模、蜡模和泥模；按印模结构分：平底、锥形、环形、凹形和筒形印模。铅模多用平底带水眼式普通型和带护罩型；胶模多用封隔器式筒形侧向打印胶模，用于套管孔筒、破裂等漏失情况的检测。(4)局限性虽然迅速、方便和直观，但印模直径选择困难，直径过大，印模打印出来不在变形最明显处，不可靠；直径过

37、小，打印不出印痕或印痕不明显。,2、薄壁管法检测,薄壁管验套是用一定长度壁厚在mmmm之间的空心管来检验套管弯曲情况的一种方法。工作原理和施工工艺比较简单。相对国外和国内某些油田采用测井斜和方位变化来进行检测套管的弯曲变形状况，薄壁管验套具有工艺简单，迅速直观的优点。,3、井温测井,井温测井作为一种常规的测井方法，应用于油田的勘探和开发历史较长，可分为梯度井温测井和微差井温测井。井温测井无法判断套管损坏的类型穿孔套损，还是纵向裂缝套损及程度。由于井筒内流体的流动引起了温度场的扩散，在测井曲线上显示出的漏失段是一个较长的井段，而不是一点。在未固井的自由套管段表现的更严重。,4、多臂井径仪测井,多

38、臂井径仪是常用的套管检测方法，主要用于通过检测套管内径变化，反映套管纵向和横向的变形，利用曲线变化的形态确定变形截面的平均内径或最大、最小直径任意方向直径值，根据多条井径曲线判断变形类型。工作原理：当套管内径改变使微井径电桥阻值改变，通过放大并由地面仪表记录，并转人成相应的井径值，即可得到随井深不同的井径变化曲线。多臂井径仪虽然能较准确地测得全井套变部位及井径的变化，但该仪器对开套管严重错断的井不适用，即有时虽然能下去，但其所得的结果不易分析。对套管有裂缝及管壁的腐蚀仅能作定性分析。,5、超声波电视测井,可获取直观图像，套管井中、在井下不透明的泥浆中检查套管射孔后孔洞的分布及套管上是否有裂纹、

39、断裂，可用于套管腐蚀、套管破损、套管变形、爆炸整形、套管接箍和射孔的检测。工作原理：由于井内流体（泥浆、油气水混合物等）对可见光通常是不透明的，因此，通常在井下不采用光学电视系统，而采用可通过泥浆传播的声波信号来探测井壁表面的情况，然后将声波信号变成电信号，再通过电视成像系统将其变成肉眼可见的图像。井下声波电视测井仪是基于脉冲回波法的成像测井系统。,6、井下电视测井,井下电视测井是利用微型电视摄像机的光源，获得充满空气和液体井眼的高分辨实时图像，以连续的模式记录在标准录像带上，然后使用图像处理软件在计算机上处理。光纤井下电视系统由以下部分组成：井下光源及摄像系统、测井光纤、液压绞车及马丁戴克、

40、地面信号转换部分、监视及记录系统、配套工具、专用车辆。由于该测试系统为可见光测试系统，因此需要井内介质的清晰度达到一定程度才能得到清晰的图像。,孤东油田油藏埋藏浅，地层胶结疏松，易出砂。随着油田进入高含水开发的后期，开发条件不断恶化，套损问题日趋严重，特别是近年来套损速度明显加快，套损井数以每年60口左右的速度递增，套管平均使用寿命为8-10年，最短的仅几个月。目前油田套损井数达到1029口，占孤东油田油水井总数的26.7%。,穿孔漏失2.7%,1、地层出砂是造成油层套变的主要因素,油层出砂形成空洞后，由原来油层承受的重力除了空洞中流体承受一部分外，相当一部分转嫁给了套管，当WP0时，即当转嫁

41、力达到或超过套管的极限强度时，套管失稳，产生弯曲变形，严重的甚至造成套管错断。,W,二、油层套管损伤的机理,2、完井质量差引起油层套管的损坏,1）、固井质量问题 导致套管损坏,2）、钻井完井不合格引起油层套管损坏,丝扣损坏引起套管漏失,固井质量差，局部井段水泥混浆，造成水泥坏与套管固结不牢，是造成套管变形的直接原因,1）、大型防砂施工油管丝扣漏失对套管的伤害,2）、重复射孔对油层套管的伤害,3、作业生产过程中对套管损坏的影响,油层套管内壁被冲蚀穿孔,3）、套铣、磨铣施工对油层套管的伤害,4）、其它作业施工对油层套管造成的伤害,4、生产过程对油层套管的伤害,1）、注水过程泥岩吸水蠕变造成套管伤害

42、,2）、孔眼不完善或采液强度过高造成油层套管伤害,V孔=4Q/*n*h*d2 Q日产液量 n孔密 h射开井段的厚度 d射开孔眼直径,5、注汽热采对油层套管的伤害,1）油层出砂套管周围形成空洞，套管受热应力后将发生失稳变形。,2）蒸气吞吐使套管反复加热、冷却热疲劳损伤套管。,3）注汽封隔器失效，使套管过热增大热应力作用，可使套管变形损坏。,4）钻井完井预拉应力未达热应力要求导致套管变形。,5）固井质量很差，有局部空穴，在热应力作用下套管应力集中的薄弱部位发生损坏。,6）注汽参数不合理，热应力导致套管变形损坏,7）套管接箍外水泥失效，接箍受热应力作用，丝扣密封能力下降，导致套管漏失。,一）套管穿孔

43、漏失的修复治理,1、套管补贴工艺的应用,目前套管补贴工艺常用三种方法：波纹管补贴工艺、实体管补贴工艺和柔性膨胀补贴,波纹管补贴工艺,衬管补贴工艺,1)补贴工艺的技术指标,通过对比可以看出，波纹管补贴工艺的套管井径损失较小，虽然抗压强度低，但也能满足孤东油田一般防砂井的需要；实体管补贴工艺的套管井径损失较大，但抗压强度高，能满足孤东油田沙河街不出砂井的需要；柔性膨胀补贴工艺的套管井径损失介于两者之间，但抗压强度最高。,波纹管补贴、实体管补贴和柔性膨胀补贴工艺技术指标,2）补贴工艺施工的技术关键,补贴施工的关键问题是要找准漏点，目前孤东油田套管找漏常用的方法有同位素找漏及封隔器找漏，同位素找漏由于

44、受套管接箍连接处附着的油泥对同位素吸附作用的影响，测得的曲线峰值多，漏点不易判断，而用封隔器找漏，所找漏点误差较小，目前多用封隔器确定漏点。,利用化学封堵工艺对油层套管深部漏失的井实施挤注封堵，套管清水试压12.0MPa均合格，成功率100%。,2、化学封堵工艺的应用,3、表层套管内换油层套管工艺的应用,2000年以来，对表层套管内漏失的油层套管采取了换套管工艺，现场实施21口井，成功率100%，经过我们多口井的现场应用，已配套完善出了一套适合孤东特点的换套工艺，具体操作步骤是：,二)油层套管弯曲变形治理,油层套管弯曲后，严重限制了分层注采及防砂措施的实施，目前还没有有效的修复油层套管弯曲的工

45、艺方法，为了挖掘这部分井的生产潜力，我们在机械整形、侧钻打通道等修套工艺的基础上，开发完善了高压充填防砂、液体化学防砂、套变井防砂不留塞工艺等用于套管弯曲井的防砂工艺方法。,套管缩径治理技术主要有机械整形和爆炸整形两种方法,三）油层套管缩径损伤的治理,1、冲胀法（1）原理：利用钻柱传递动力，使梨形胀管器在钻杆及配重钻铤快速下放作用下产生向下的冲击挤胀力，对套管变形、错断部位进行冲击（顿击）、挤胀。在连续不断的冲击、挤胀作用下，变形、错断部位套管逐渐被挤胀而恢复到原径向尺寸或基本恢复、复位到原径向尺寸。,三）油层套管缩径损伤的治理,1、冲胀法（2）施工步骤洗井、压井，安装作业井口。试提原井管柱，

46、倒出原井管柱。检测套损状况。选择整形方式与工具，下整形工艺管柱。整形，更换大一级差胀管器整形。通井验证胀管效果。,2、旋转碾压法：（1）原理：利用钻具传递转盘扭转动力带动旋转碾压整形工具（偏心辊子整形器和三锥辊子整形器）转动，在一定的钻压下，旋转对变形部位的套管整形碾压、挤胀，在不断的连续碾压、挤胀作用下，变形部位的套管逐渐恢复到原径向尺寸。,三）油层套管缩径损伤的治理,2、旋转碾压法：（2）施工步骤洗井、压井，安装作业井口。试提原井管柱，倒出原井管柱。检测套损状况。选择整形方式与工具，下整形工艺管柱。整形，更换大一级差整形器整形。通井,三）油层套管缩径损伤的治理,3、旋转震击整形法（1）原理

47、：利用钻杆及配重钻铤传递转盘扭转动力，带动旋转冲击式胀管转动，因工具结构设计中整形头为一螺旋形曲面等分成三个高低不同折台肩，故而钻柱转动一周，工具的锤体即对整形头有三次震击，从而对变形部位产生三次冲击挤胀。,三）油层套管缩径损伤的治理,3、旋转震击整形法（2）施工步骤洗井、压井，安装作业井口。试提原井管柱，倒出原井管柱。检测套损状况。选择整形方式与工具，下整形工艺管柱至变形井段以上1-2m，开泵循环。下放钻柱使工具接触变形点，上提钻柱使开式下击器处于半开半闭状态。低转数旋转钻柱工具，整形。更换大一级差工具继续进行整形，直至完成设计要求。用铅模通至人工井底。,三）油层套管缩径损伤的治理,4、燃爆

48、整形法及步骤(1)原理：将具有一定综合性能的炸药用管柱或电缆送到井内预整形复位井段后，经校深无误，投撞击棒或接通电源，引爆雷管炸药。炸药爆炸后产生的高温高压气体及强劲的冲击波在套管内的介质中传播，当冲击波和高温高压气体达到套损部位套管内表面时，则产生径向向外的压力波。这种压力波使套损井段的套管向外扩张，从而达到整形复位的目的。,三）油层套管缩径损伤的治理,4、燃爆整形法及步骤(2)施工步骤1）洗井、压井，安装钻台。2）起原井管柱或倒出原井管柱，打捞落物。3）核对套损状况及深度。4）药性、药量及引爆方式选择。5）组装整形扩径工具，下整形工具。6）引爆雷管炸药整形扩径。7）检测整形、扩径效果，通井

49、。8）冲洗碎弹片。9）打捞套损点以下落物。10）通井至人工井底，检测整形井段，为下部加固方式选择提供依据。,三）油层套管缩径损伤的治理,针对孤东油田套损井变形机理及已套变井现状，做好以下两方面的工作：,一是做好套管损坏的预防工作,二是加大对已发生套损井的修复治理力度,套管损坏的预防措施主要应作两方面的工作,一是如何防治套管受力超过套管屈服极限强度,二是提高套管强度来增强承载能力。,除继续加大套管补贴工艺、换套管工艺、套管封堵工艺、打通道下小套管工艺等修套工艺的应用外，积极引进套损井治理的新工艺、新技术，对那些控制储量大，有生产潜力的套损井治理利用，同时配套完善套损井防砂工艺技术的推广力度，主要

50、做好以下工作：,对难以修复的套损井，采用不留塞化学为主的防砂工艺。减少因机械防砂造成的事故处理难度。,创新适合于套损井喷砂钻塞技术，改变传统的螺杆钻驱动单一的钻塞技术，完善套损井防砂工艺的处理方法。,高压充填工艺是利用PFS封隔充填一体化工具连接绕丝筛管（割缝管）下入井内，绕丝管对准油层部位，选择一定排量和一定压力，利用携砂液把充填砂携带入地层，在井筒周围形成一定厚度的充填砂体，接着进行施工参数调整，使充填砂在井筒环空内沉积，完成油套环空充填。适用范围 高压充填适合于孤东油田老井馆上单一油层、出泥粉砂严重、井筒附近地层堵塞的油井防砂；循环充填适合于注汽热采井及长井段多层合采的、供液能力好的油井