開窗側(cè)鉆短半徑水平井及反循環(huán)固井堵水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田定向鉆井領(lǐng)域，涉及一種用于油田老井和關(guān)停井的二次產(chǎn)能開發(fā) 的開窗側(cè)鉆短半徑水平井及反循環(huán)固井堵水方法，涵蓋套管開窗工藝、水平井技術(shù)、小井眼 鉆井技術(shù)、完井技術(shù)、反循環(huán)固井技術(shù)等領(lǐng)域，本發(fā)明能有效改善油區(qū)部分低產(chǎn)井和報(bào)廢關(guān) 停井的采收率。
【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)過多年勘探開發(fā)之后，油田通常存在大量的低產(chǎn)井和關(guān)停老井，而大部分關(guān)停 老井仍然存在剩余油富集區(qū)。為了有效獲取老井未受控面積內(nèi)的儲油和死角殘余油，提高 油田整體采收率，目前大都采用小井眼常規(guī)定向井結(jié)合正循環(huán)固井技術(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，施 工難度大、風(fēng)險(xiǎn)高。此外，由于常規(guī)定向井直接鉆遇水層，因此完井后很容易發(fā)生產(chǎn)層水淹 事故，造成產(chǎn)能下降或者零產(chǎn)出，推高了生產(chǎn)成本。
[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種開窗側(cè)鉆短半徑水平井及反循 環(huán)固井堵水方法，既能充分利用已有老井井眼降低生產(chǎn)成本，又能復(fù)活死井并保持和完善 原有井網(wǎng)，側(cè)鉆點(diǎn)選在水層下面且實(shí)施反循環(huán)固井封堵水層，從而效解決完井后上部水層 下竄對產(chǎn)能的干擾問題。通過采用本發(fā)明的方法能有效獲取老井未受控面積內(nèi)的儲油和死 角殘余油，恢復(fù)并提高單井產(chǎn)量和終極采收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種用于油田老井和關(guān)停井的二次產(chǎn)能開發(fā)的開窗側(cè)鉆短半徑水 平井及反循環(huán)固井堵水方法，主要包括如下6個(gè)步驟：1)選擇開窗點(diǎn)；2)設(shè)計(jì)井眼軌跡；3) 定位坐封斜向器；4)套管開窗作業(yè)；5)井眼軌跡控制；6)完井作業(yè)。
[0005] 下面對各個(gè)步驟的具體實(shí)施過程進(jìn)行詳述。
[0006] 在步驟1)中，要求避開上部強(qiáng)出水層，選擇固井質(zhì)量較好的井段，同時(shí)避開套管 接箍位置，開窗點(diǎn)到水層底部垂直距離必須大于20m。此外，開窗點(diǎn)的選擇還要結(jié)合工具的 造斜能力和短半徑水平井造斜段對垂深和位移的要求。
[0007] 在步驟2)中，開窗位置確定好之后，進(jìn)行井眼軌跡設(shè)計(jì)：根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)資料獲得 軌跡設(shè)計(jì)所需的主要參數(shù)，包括：井口位置、靶點(diǎn)坐標(biāo)、靶點(diǎn)垂深、閉合方位、閉合距、狗腿度 控制目標(biāo)、靶窗靶體控制目標(biāo)等，同時(shí)獲得設(shè)計(jì)軟件需采用的地磁模型，以獲得地磁參數(shù)如 磁偏角、磁場強(qiáng)度、磁傾角、收斂角等。確定好上述參數(shù)后，利用例如LANDMARK COMPASS專用 定向設(shè)計(jì)軟件來進(jìn)行軌跡設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意考慮到兩個(gè)方面的問題：一是注意大彎 角螺桿鉆具通過套管窗口時(shí)的相容性問題，防止出現(xiàn)掛卡；二是考慮隨鉆測量儀器（MWD) 在窗口附近受到的磁干擾問題。通過采用常規(guī)鉆具組合沿斜向器斜面穩(wěn)斜鉆進(jìn)并盲打約20 米可同時(shí)有效解決上述兩個(gè)問題。
[0008] 在步驟3)中，坐封斜向器管串結(jié)構(gòu)為：斜向器+定向接頭+鉆桿。將斜向器平穩(wěn) 緩慢提上鉆臺，按照順序連接好管串，然后均勻緩慢下鉆，下鉆過程中要時(shí)刻關(guān)注指重表， 遇阻不得超過20kN，防止下鉆中途斜向器固定錨先期工作，造成斜向器失效或過早剪斷懸 掛螺釘，導(dǎo)致不必要的打撈作業(yè)。下鉆時(shí)禁止開泵、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤或上提鉆具。下鉆至設(shè)計(jì)井深 后，座卡瓦，用陀螺測斜儀確定斜向器方位，開泵憋壓19-22MPa并穩(wěn)壓5min使斜向器坐封， 而后正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤24圈以上倒扣丟手，起出送入工具。倒扣完成后上提鉆具40cm剪斷扶正盤 固定銷釘，注意懸重增加40-50kN后靈敏針突然回?cái)[說明銷釘剪斷，可以正常起鉆。
[0009] 在步驟4)中，套管開窗作業(yè)鉆具組合為：銑錐+鉆鋌（1根）+鉆桿。下鉆到底后， 多次輕壓慢放以探實(shí)斜向器魚頂位置，并在鉆桿上做好放入標(biāo)記，而后上提lm開泵并開動 轉(zhuǎn)盤，緩慢下放到斜向器頂部開始開窗作業(yè)，其中各階段作業(yè)參數(shù)如下：
[0010] 初始階段，磨銑參數(shù)分別為：鉆壓5-10kN，轉(zhuǎn)速30-60rpm，排量20-30L/S。從銑錐 接觸導(dǎo)斜器至銑錐底部與套管接觸，磨銑出均勻接觸面，采用輕壓慢放方式磨銑。
[0011] 穩(wěn)定階段，磨銑參數(shù)分別為：鉆壓10-30kN，轉(zhuǎn)速60-70rpm，排量20-30L/S。操作 上輕壓快鉆，均勻磨銑。
[0012] 出窗階段，磨銑參數(shù)分別為：鉆壓5-10kN，轉(zhuǎn)速60-70rpm，排量20-30L/S。磨銑過 程中時(shí)刻注意井內(nèi)返出物，反復(fù)劃眼磨銑，修整窗口直至上提、下放無明顯掛卡為止。
[0013] 在步驟5)中，井眼軌跡控制主要包括三個(gè)部分：開窗側(cè)鉆井段、增斜井段、水平井 段，其中：
[0014] a)開窗側(cè)鉆井段
[0015] 采用常規(guī)鉆具組合為；牙輪鉆頭+雙母接頭+單流閥+鉆桿。下鉆通過套管窗口后 探底，然后復(fù)合鉆進(jìn)10~12m，為隨鉆儀器避開磁干擾留足空間，隨后充分循環(huán)清潔井眼， 循環(huán)完畢后起鉆，準(zhǔn)備下入大度數(shù)螺桿鉆具進(jìn)行增斜鉆進(jìn)。本段鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓0_20kN ; 排量 10-12L/s ;立壓 13-15MPa。
[0016] b)增斜井段
[0017] 采用鉆具組合為：牙輪鉆頭+大角度單彎螺桿+單流閥+定向接頭+無磁鉆鋌（含 MWD) +加重鉆桿+斜坡鉆桿。每次下鉆時(shí)倒裝鉆具，確保加重鉆桿始終處于直井段的套管 內(nèi)，保證鉆壓的有效傳遞。鉆進(jìn)過程中，擺放工具面時(shí)，一次不能轉(zhuǎn)動過大的角度，防止單彎 螺桿鉆具發(fā)生折斷。每鉆進(jìn)5米測一次斜，提高中靶精度。每鉆完20-30米做一次短起下， 保證井眼通暢。打鉆過程中，司鉆送鉆要均勻平穩(wěn)，嚴(yán)禁猛剎猛放。如果造斜率不夠或者造 斜率過高，應(yīng)及時(shí)起鉆更換單彎螺桿彎角。造斜段打完著陸后，起鉆更換水平段鉆具組合。 本段鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓0_20kN ;排量10-12L/S ;立壓13-15MPa。
[0018] c)水平井段
[0019] 采用鉆具組合為：PDC鉆頭+小角度單彎螺桿（1.15° ) +單流閥+定向接頭+無 磁鉆鋌（含MWD) +加重鉆桿+斜坡鉆桿。每次下鉆時(shí)倒裝鉆具，確保加重鉆桿始終處于直 井段的套管內(nèi)，保證鉆壓的有效傳遞。施工時(shí)，采用滑動鉆進(jìn)和旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)相結(jié)合的方式，以 達(dá)到井眼軌跡控制、消除巖肩床和平穩(wěn)鉆進(jìn)的目的。每鉆進(jìn)50m短起下鉆一次，及時(shí)清除井 底巖肩，保證井眼光滑。實(shí)時(shí)與泥漿工程師保持溝通，控制好泥漿的懸浮性、流變性和潤滑 性等性能參數(shù)。鉆具在井內(nèi)的靜止時(shí)間不得超過3分鐘，鉆具活動范圍3-5米。如遇特殊 情況鉆具必須靜止或停泵，停鉆時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)將鉆具提到套管內(nèi)，防止井下事故或復(fù)雜情 況發(fā)生。鉆至完鉆井深后，充分進(jìn)行循環(huán)以清潔井眼，為后續(xù)完井作業(yè)做好準(zhǔn)備。循環(huán)完畢 后，起鉆。本段鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓〇_15kN ;排量10-12L/S ;立壓13-15MPa ;轉(zhuǎn)速25-30rpm。
[0020] 在步驟6)中，完井作業(yè)主要包括下入完