小井眼开窗侧钻井固井工艺技术分析

小井眼开窗侧钻井固井工艺技术分析

薛中华

中石化胜利石油工程公司固井技术服务中心  山东省东营市  25700

摘要：随着石油工业的不断发展，小井眼开窗侧钻井固井工艺技术得到了广泛的应用。该技术以其独特的优势，在提高石油开采效率、降低成本、保护环境等方面发挥着重要作用。本文将对小井眼开窗侧钻井固井工艺技术的应用进行分析，以期为该技术的进一步推广和应用提供参考。

关键词：小井眼；钻井技术；井身结构；固井

随着全球能源需求的持续增长，石油工业的发展面临着越来越多的挑战。在这样的大背景下，小井眼开窗侧钻井固井工艺技术的出现，为石油开采领域带来了革命性的变革。相较于传统的钻井技术，小井眼开窗侧钻井技术以其独特的井身结构和固井工艺，在提高开采效率、降低成本、保护环境等方面展现出了巨大的潜力。

1. 小井眼开窗侧钻井固井工艺技术的原理及特点

1.1原理

小井眼开窗侧钻井固井工艺技术是一种新型的钻井技术，它通过在主井眼侧面开窗，形成一个小井眼，然后利用特殊的钻井工具和设备进行侧钻井作业。该技术的主要原理在于，通过优化井身结构，减小井眼直径，降低钻井液循环阻力，从而提高钻井效率。同时，小井眼开窗侧钻井技术还能够有效地减少对地层的破坏，保护油层，降低环境污染。在固井方面，小井眼开窗侧钻井技术采用了先进的固井材料和工艺，确保井壁稳定，防止井塌、井漏等事故的发生。通过优化固井方案，提高固井质量，为后续的开采作业提供坚实的基础。

1.2特点

（1）高效性：小井眼开窗侧钻井技术通过减小井眼直径，降低了钻井液循环阻力，提高了钻井效率。同时，该技术还能够减少钻井过程中的摩擦和磨损，延长钻头使用寿命，进一步降低成本。

（2）环保性：小井眼开窗侧钻井技术减少了对地层的破坏，有利于保护油层，降低环境污染。此外，该技术还能够减少钻井废弃物的产生，降低对环境的负担。

（3）适应性：小井眼开窗侧钻井技术适用于各种地层条件和油气藏类型，具有广泛的适应性。通过调整井身结构和固井方案，该技术能够适应不同的开采需求和环境要求。

2.小井眼固井技术工艺运用中存在的问题

2.1工具不配套

受限于小井眼侧钻井井眼尺寸，钻井与固井过程中钻井工具、井下工具以及环空尺寸都小于常规井，目前常规水平井完井方式及工具不能满足需求，需配套特殊小直径钻完井工具，且小井眼固井工艺小井眼钻井过程中对固井工艺的技术要求更加严格。目前，油田小井眼钻井与固井中存在工具不配套、技术不成熟等问题，这些问题会严重影响小井眼固井质量，并且会阻碍小井眼钻井工艺的开展与推广。

2.2管壁腐蚀磨损严重

在实际施工作业中原井眼管壁磨损严重增加了固井的难度。小井眼开窗侧钻工艺是在原本井筒的基础上开窗侧钻形成新的的井眼。随着时间推移上层套管管壁存在比较严重的腐蚀磨损现象，导致套管后续使用存在很大问题。如果套管出现了腐蚀现象，具备严重损伤，就会对悬挂器产生不良影响。

2.3环空摩阻大

小井眼井径较小，钻完井过程中工具上提下放以及下套管过程中摩阻较大，容易发生钻具遇卡及下套管遇阻。研究表明，小井眼环空间隙中的压力损耗会急剧增大，会占到总压力损耗的70%以上，环空压耗的增大会造成液柱当量密度的增加，因此在顶替过程中很容易压漏地层，导致水泥浆低返。

2.4顶替效率低

固井过程中顶替排量的大小是影响顶替效率的重要影响因素之一，一旦循环压力损耗过大，顶替排量就会被限制，很难达到紊流顶替。小井眼环空间隙小，套管居中困难，套管容易向井眼的上井壁或下井壁靠拢形成管柱偏心从而引起窄边水泥浆流动摩阻增大，以及水泥浆颗粒及岩屑沉积造成环空低边流体粘度增加，严重影响水泥浆的顶替效率，造成固井质量差，难以满足后期生产措施需要。

2.5水泥浆性能要求

固井水泥浆体系性能的好坏直接影响小井眼小间隙侧钻水平井的固井质量。小井眼开窗侧钻井井眼环空间隙小，利用常规水泥浆体系并不能满足小井眼开窗侧钻井固井要求，整体固井质量较差，第一界面、第二界面胶结效果较差，需要优化水泥浆配方体系，优选具有一定韧性的性能稳定的水泥浆体系。

3.小井眼开窗侧钻井固井问题的解决对策

针对小井眼开窗侧钻井固井工艺技术中存在的问题，我们可以从以下几个方面进行改进和优化：

3.1 加强工具配套和技术研发

针对小井眼开窗侧钻井的特殊需求，应加大研发力度，开发适用于小井眼的钻井和固井工具。同时，对现有工具进行改进和优化，提高其适应性和耐用性。此外，还应加强技术培训和交流，提高操作人员的技能水平，确保钻井和固井过程的顺利进行。

3.2 防止管壁腐蚀磨损

针对原井眼管壁腐蚀磨损严重的问题，可以采取以下措施：一是加强井筒的维护和保养，定期进行清洗和除锈；二是选用耐腐蚀、耐磨损的套管材料，提高套管的使用寿命；三是优化钻井液配方，减少钻井液对管壁的腐蚀作用。

3.3 降低环空摩阻

为了降低小井眼环空摩阻，可以采取以下措施：一是优化钻井液性能，降低其粘度和切力，减少环空压力损耗；二是合理设计井身结构，尽量减小环空间隙，降低摩阻；三是提高钻具和套管的润滑性能，减少摩擦阻力。

3.4 提高顶替效率

为了提高顶替效率，可以采取以下措施：一是优化顶替排量，确保达到紊流顶替的要求；二是改善水泥浆性能，降低其粘度和切力，提高流动性；三是加强套管居中控制，防止套管偏心引起的摩阻增大。

3.5 优化水泥浆性能

针对小井眼开窗侧钻井的特殊要求，应优化水泥浆配方体系，选用具有一定韧性和性能稳定的水泥浆。同时，还应加强水泥浆的现场管理和质量控制，确保水泥浆的性能稳定可靠。

4小井眼开窗侧钻井固井工艺的注意事项

4.1合理确定施工细节

小井眼开窗侧钻井固井工艺在具体施工中受到不同因素的影响，需要综合考虑、充分了解，并且对具体固井工艺类型、技术进行详细分析，合理确定施工细节。在施工中控制的细节一般针对水泥环、水泥石。如果水泥环比较薄、水泥石强度小，那样井筒和套管之间就会产生很大变化，形成较小的环形空间，在施工中会存在流体上返的现象。在小井眼开窗侧钻井固井工艺中，需要重视循环消耗的问题，要积极控制技术工艺，合理控制水泥浆消耗量。

4.2结合现场，选择合理的固井工艺

（1）碰压工艺。在固井中碰压工艺技术具备很强的特殊性，能解决全通径固井中的难题，但该工艺目前还需进一步完善，确保胶塞碰压到位，避免出现替空等现象。（2）水泥浆工艺技术。因为小井眼施工的场所间隙狭窄，存在一些潜在的不良因素，为了全面考虑施工情况，在施工中需要严格防控有效解决气窜问题，可以使用大量液体剂作为前提。施工人员需要充分考虑水泥浆工艺，最大程度发挥水泥浆工艺技术的运用。但是从井口现场的实际情况来看，现场具备很强的特殊性，侧钻作业可以结合现场完成作业。（3）合理运用循环技术工艺，保证生产时间，节约效率，提高小井眼钻完井效率与质量。

结语：

综上所述，通过加强工具配套和技术研发、防止管壁腐蚀磨损、降低环空摩阻、提高顶替效率以及优化水泥浆性能等措施，我们可以有效解决小井眼开窗侧钻井固井工艺技术中存在的问题，提高固井质量，为石油开采领域的进一步发展提供有力支持。在实际施工过程中，需要全面考虑各种因素，掌握施工细节，合理选择固井工艺，优化水泥浆配方体系，提高套管居中度，提高水泥浆顶替效率，从而确保固井质量满足预期效果。同时，需要不断探索和研究新的固井工艺和技术，以适应不断变化的地质条件和市场需求，推动石油钻井技术的不断发展和进步。

参考文献：

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[2]刘志雄.王侧14-15井套管开窗侧钻小井眼尾管固井技术[J].钻采工艺，2019,42(02):133-135.