浅谈小井眼侧钻井的工艺技术

2022-12-03

经济的蓬勃发展与科学技术的深入改造, 促使着小井眼侧钻井技术不断在改进与完善, 当代的小井眼侧钻井技术已由传统单一的关停井复产, 不断发展演变成目前油藏挖潜、提升当代油气挖掘收集率的关键途径。要完成高效、高质量、高速、低成本的小井眼侧钻井项目, 就必须要为其配置较好的轨迹设计、具体地施工参数等相关工艺技术, 只有这样, 才能够在一定程度上推动小井眼侧钻井工程项目实现可持续发展目标。现阶段, 小井眼侧钻井的工艺技术主要有以下几种:一是窗口形成技术, 二是井壁稳定控制技术, 三是轨迹优化控制技术, 四是扩眼快速钻进技术, 五是钻井液技术, 六是完井技术, 以上六种小井眼侧钻井工艺技术能否得到正确的选用都直接关系到小井眼侧钻井工程的施工质量, 因此值得施工人员的注意。因此下文就对现阶段小井眼侧钻井技术进行分析探讨, 并且提出在技术运用过程中需注意的地方, 望能对往后的小井眼侧钻井技术的提高有所帮助。

一、窗口形成技术

在选择窗口形成技术对小井眼进行侧钻工程时, 施工人员应当着重关注开窗工具, 因为科学恰当的开窗工具能够大大提高侧钻的效率。而新型套管开窗工具是目前小井眼侧钻井工程当中被广泛运用的工具之一, 所谓的新型套管开窗工具, 即是指通过运用老井的油层套管来完成在油层某位置所实施的开窗、侧钻等一系列小井眼侧钻井工作。现阶段新型套管开窗工具主要有两种, 分别表现为地锚式与悬挂坐封式, 而且仍然要进行2~5次的起下钻工序, 才能在真正意义上完成整个定向坐封的小井眼侧钻工作。正常情况下, 地锚式的套管开窗工具是要在所浇筑的水泥完全凝固之后才能进行开窗工作的, 其所要花费的时间要比悬挂坐封式的套管工具所花费的时间要长, 且工程费用也较高。此外新型的悬挂坐封式开窗工具能够满足一次性起下钻的施工要求, 而且在小井眼侧钻过程中开窗钻头会在一定程度上确保导向器的安全, 从而保证施工设备的稳定性, 提高工程的经济效益。当然一项高效的小井眼侧钻井工程对套管开窗技术质量也是有要求的, 施工人员要在侧钻前, 要检查套管开窗工具的钻头、导向器、坐封器是否齐全, 是否配置了相应的支承结构来避免钻头削伤导向器, 是否存在较大的分叉角等, 一旦检查到套管开窗工具质量存在问题, 就必须更换。

二、水利加压器的实际运用

现阶段, 在实现远距离的以定向井、高效小井眼侧钻工程过程中, 钻头钻压能否落实准确的施加直接影响到了整个工程的施工质量。现今许多小井眼侧钻工程都是利用下部钻柱本身的重量来增加钻头的钻压, 可是此方法的运用仍然存在不少的问题:第一, 一般而言下部钻柱的本身重量都是比较轻的, 如果要用其来实现大范围、重量化的钻头钻压工作是难以完成的, 而且如果要适应钻头钻压的施工要求, 就必须改变钻柱的形状, 但这样会导致井出现倾斜的问题;第二, 钻柱本身对井壁就已经存在较大的正压力, 如果再提高钻柱的摩擦阻力以及转盘的功耗, 就极其容易使得钻压失控, 导致钻头损坏, 从而增加了钻井的实际费用。因此施工人员可以选用选用安全稳定的水力加压器, 并且要确保加压器钻头的钻压范围是能够符合实际的小井眼侧钻井工程的需求, 从而增大钻柱的使用年限, 降低发生钻柱断脱、卡钻的可能性, 恰当地弥补了现阶段小井眼侧钻井工程出现的水力加压器砂堵、使用年限短等不足。施工人员还应当注意的一点是, 必须保证水力加压器是能够把其上下部的钻具分离, 因为这样能够在一定程度上削弱钻具震动所造成的影响, 适当延长水力加压器的钻头、钻具的实际使用年限。

三、高速的单牙轮钻头

单牙轮钻头是目前深井、小井眼侧钻井工程所能够使用的新工艺, 其主要通过刮挤剪切来和冲击扭力共同产生强大的削力, 从而最终完成破岩工序并形成拥有网状形态的切削轨迹。对于此新型的切削方法, 必须要保证牙齿与岩石是具备充足的接触时间, 让整个破岩过程更加有效率、更加有质量保证。而且接触到井底的单牙轮钻头的牙齿量越多, 就越能够保证钻头钻压力的均匀性, 越能够进行高效地切削, 从而降低单牙轮钻头牙齿折断、脱落问题出现的概率, 有效地延长了单牙轮钻头轴承系统的使用年限。除此以外, 单牙轮钻头牙轮的结构越简单, 就越能够给予充分的结构改造空间给施工人员, 越有机会制作出小型的钻头, 而且与一般的钻头相比较, 单牙轮钻头所配置的牙轮的实际钻速是较快的, 能够在一定程度上实现高效的小井眼侧钻井工程, 从而不断提高国内小井眼侧钻井技术水平。

四、新型的可扩眼钻头

当前, 小井眼侧钻井工程所使用的可扩眼钻头主要包括双中心扩眼钻头与伸缩性扩眼钻头, 一般来说, 双中心扩眼钻头主要通过偏心块来完成扩径任务, 可是实际扩大量会被小井眼下部井段的套管内部直径约束, 而可缩性扩眼钻头则是通过使用具有伸缩性能的刀翼来完成扩径工序, 最关键的一点是其所完成的扩径量是完全不被小井眼下部井段的套管内部直径所约束, 能够在一定程度上完成远距离的扩径任务。目前工程所配置的伸缩式扩眼器主要是通过弹簧与液压等形式来方便刀翼的随意伸缩, 这种性能被认为是软支撑模式。与其它钻头相比, 可扩眼钻头具备其自身独特的优势:能够随钻扩眼、扩眼的速度和单牙轮钻头实施破岩工作的速度相符合、能够灵活地伸缩钻头、安全稳定、使用年限长等, 而且小井眼侧钻井工程对井径的具体规定, 能够大大提高了小井眼和套管的环形间距, 增强了工程所需的水泥环的厚度与坚韧性, 从而在一定程度上确保了固井的施工质量, 延长小井眼侧钻井的实际使用年限。

综上所述, 目前小井眼侧钻井工艺技术在石油能源领域的应用已获得了良好的效果, 并且提高了工程实际的经济效益, 能够完成小井眼侧钻井工程高质量、快速率、低成本的施工目标, 合理有效地增强我国小井眼侧钻井的技术能力, 适当提升钻井的速率, 减少能源的挖掘费用, 尤其对低产量油气田或者深井的挖潜工程起到了至关重要的作用。

摘要：合理运用小井眼侧钻井的工艺技术, 能够在一定程度上完成高效、高速地小井眼侧钻任务, 增强现代化的小井眼侧钻能力, 促进当代侧钻速率的提升, 从而减少石油能源的挖掘成本。

关键词：小井眼,高效侧钻,工艺技术