修井工艺技术

第二章 修井工艺设计技术

生产过程中，油、气、水井经常会发生一些故障，导致井的减产，甚至停产。为了维持井的正常的生产必须对它进行修理。

修井是指为恢复井的正常生产或提高井的生产能力，对它所进行解除故障的作业和实施措施。亦称为井下作业。修井的目的和任务就是要保证井的正常工作，完成各种井下作业，提高井的利用率和生产效率，以最大限度增加井的产量。

根据修井作业的难易程度，常将修井分为小修和大修。若只需要起下作业和冲洗作业就能完成的修井范围，称为小修。如更换生产管柱、检泵、清蜡、冲砂、简易打捞等井下作业均属小修范围，亦称为油水井日常维修。而大修则指工艺复杂、动用工具和设备较多的一些井下作业，如油水井打捞、套管修复、电泵故障处理、侧钻及生产井报废等井下作业都属大修范围。

修井作业基本过程

1.搞清地质动态、井下现状、判明事故原因。 2.充分准备，慎重压井。

3.安装作业井口、起或换管柱。

4.精心设计作业方案，进行事故处理。

5.下完井管柱、替喷洗井交井试生产。

第一节 解卡打捞工艺技术

是－项综合性工艺技术。目前多指井内的落物难于打捞，常归打捞措施较难奏效，如配产配注工艺管柱中的工具失灵卡阻、电潜泵井的电缆脱落堆积卡阻、套管损坏的套损卡阻等，需要采取切割、倒扣、震击、套铣、钻磨等综合措施处理。这种复杂井况的综合处理方法通称为解卡打捞工艺技术。

综合处理措施是指解卡打捞工艺拄术实施中，采取两种或两种以上不同方式方法，如活 动管柱法无效后采取的割出卡点以上管柱，然后打捞以下落鱼并采取震击解卡，或分段分部倒、捞解卡等。直到解除卡阻、全部捞出落鱼。综合处理措施主要由下列各项工艺方法组成，而某些单项工艺方法也可独立处理完成打捞解卡施工井。 一、检测探明鱼顶状态或套管技术状况

印模法即常用的机械检测技术，通常使用各种规格的铅模、胶模、蜡模或泥模等。机械法检测技术已在第三章套管技术状况检测技术中详细介绍，本章不再重复。只是印模检测的对象不尽相同，用于打捞解卡施工中的印模法和测井法，重点在于核定落鱼深度，鱼顶几何形状和尺寸，为打捞措施的制定和打捞工具的选择及管柱结构的组合提供依据。印模使用方二、卡点预测

井下工艺管柱遇卡有各种原因，而准确地测得卡点深度，对于打捞解卡是非常重要的。本节重点介绍两种方法以供选择。 1．计算法

（1）理论计算法 理论计算法需与现场施工结合，经一定的提拉载荷后，测得被卡管柱在某一提拉负荷下的伸长量，然后再按下式进行计算：

法要求同第三章。

Hbl?E?Ap?LzW （7－1）

s式中

Hbl一卡点深度，； E一钢材弹性系数，一般油管 E＝20.6?105MPa；

A

p

一

被卡管柱截面积，m2；

Lz一管柱在上提负荷下的三次平均伸长量，m； Ws一平均（3次）

上提负荷，kN。

例如某井212’’油管，钢级J—5 5，分层配注管柱，尾管下至 12 0 3.5 m ，4级K 3 4 4—112封隔器，3级偏心配产器。管柱遇卡不动，试用理论计算法计算管柱遇卡深度。试上提平均负荷300kN，管柱平均伸长 l．15m，则代入公式得：

Hbl20.6?105?1.15??920.75m

300 (2）经验公式计算法

在现场计算卡点深度，有时因管柱材质不同，其弹性系数也不相同，理论计算则显得缺少参数，而使用经验公式计算也往往十分准确，公式如下：

Hbl?KLWzs (7－2)

Hbl－卡点深度，m；

Lz一三次不同负荷下的平均伸长量，m； Ws一三次上提

的平均负荷，kN； K一计算系数，212’’油管为2 4 0 3 0 0，278’’钻杆为 3 7 2 8 0 0；仍用上面的实例，代入公式得

H样结果会更可靠。

bl?KLWzs?2403001.15?921.15m 300计算结果与理论非常接近，如果条件许可，最好理论公式计算与经验公式计算结合，这2．测卡仪器测卡法

测卡仪器测卡点，是近几年引进测卡车和仪器后发展起来的新的测卡技术。它大大提高了打捞解卡的成功率和降低了施工时间，特别是测得的卡点直观准确可靠。具体做法如下。 用2～3m长方钻杆连接井内被卡管柱，将测卡仪器通过井架天车、地滑轮后下入井内管柱中直至遇阻。然后上提被卡管柱或扭转被卡管柱，在最少3个不同提拉负荷或转动圈数下，测卡仪器即可将被卡管柱的卡点深度直观、准确地在地面接收面板上显示出来。

用测卡仪测管柱卡点应注意：应先进行理论公式计算或经验公式计算，预算出卡点大约位置，然后下入测卡仪器使其处于最佳状态（不受拉伸状态入仪器入井遇阻后，慢慢上提至预算卡点附近，一般在预算卡点上、下2～4m范围内测卡效果最为理想。

测卡仪器由电缆接头、磁性定位器、加重杆、滑动接头、震荡器、上弹簧锚、传感器、下弹簧锚、底部短节、导向头等部件组成。其中的磁性定位仪用来测定被卡管柱中的接箍深度，以此准确地反映出卡点深度。上、下弹簧锚及中间的传感器是测卡仪的关键部件，传感器可将被卡管柱在拉、扭载荷下的微小应变准确地测得并放大传递到地面二次仪表，有关测卡仪测卡点的详细介绍已在第一章中讲述。 三、活动管柱法

活动管柱法即在原井管柱（即原被卡工艺管柱）许用提拉负荷下反复提拉、下放，使卡点处产生疲劳破坏，达到解除卡阻。在活动管柱过程中，应注意上提负荷应保持在树柱许用

拉力内，尽量不使管柱拨断脱落，在－下放时，应采用快速下放，使管柱急速回缩，给卡点以掌击力，以此解除卡阻。

活动管柱法在原被卡工艺管柱拨断脱落，并施以成功的打捞后，仍需继续进行，而此时应用强度更高的钻杆，可将上提负荷适当增加，以不拉断打捞管柱，在井架负荷许可的条件下，大力上提，快速下放，一般多能见效。 四、取出卡点以上管柱法

在活动管柱（指原被卡管柱）无效后，完整地取出卡点以上管柱，为下步震击解卡、套铣解卡、钻磨解卡等的措施实施做好准备。取出卡点以上管柱的方法如下。

五、解卡打捞工艺管柱结构

解卡打捞工艺管柱不仅仅是打捞管柱还包括各种切割管柱、震击管柱、钻磨铣套管柱、检测（打印）管柱等，工艺管柱的组成应遵循下得去、捞（抓）得住、起得出、有退路、不损坏鱼顶、不损坏套管、不增加新的落鱼的一般原则，常用各种工艺管柱结构有以下几种形式。

1、检测管柱结构

l）铅模打印管柱结构（自上而下）为：油管或钻杆柱、安全接头、铅模。

该管柱结构适用于检测鱼顶状况、套损点状况。

2）胶模打印管柱结构（自上而下）为：油管柱、短节、工作筒、胶模、尾管、泄压阀、 2、打捞工艺管柱结构

打捞工艺管柱自上而下为钻杆柱、配重钻挺、震击器及其配套辅助工具、钻挺、安全接头、打捞工具（最好选用可退可倒扣矛、筒类工具）。

这种工艺管柱既可实现抓捞落鱼、施以活动管柱，又可实施震击解卡法，对砂蜡卡、小 物件卡、轻微套损卡有明显效果。

震击器的选用视落鱼结构、鱼顶状况、卡阻类型等情况适当选用。一般情况下，以向上 震击为主时，应选用液压上击器及其配套的液体加速器和配重钻挺。 3、切割管柱结构

（1）机械内割刀切割管柱（自上而下）

钻杆柱或可在油管内使用的小直径油管、开式下击器、配重钻挺、安全接头、打捞工具、 机械式内割刀。

这种工艺管柱适用于油管、套管的切割，如切割278’’油管时，可选用112’’油管，112’’内割刀及112’’加重杆。

切割512’’套管时，可选用278’’钻

Ф105mm钻挺、512’’机械式内割刀等。管柱中

的开式下击主要为割刀进刀提供钻压、使进刀量30mm的操作容易实现和掌握。打捞工具主要是可退捞矛、使切割后同时捞获被切割管柱、减少一趟起下管柱。

（2）水力式外割刀切割管柱

该管柱目前不常用，但是内割刀受阻，下不到预定深度位置时，可以考虑使用，其管柱 结构如下（自上而下） 油管柱、安全接头、水力式外割力

这种工艺管柱适用于套管内切割被卡的油管柱、且油套环形空间间隙较大时可以使用。切割套管时，需将套管外部套铣干净，套管与裸眼井壁间隙足够大，工具才可顺利通过。

（3）聚能切割、化学喷射切割管柱

聚能切割或化学喷射切割弹可用硬性管柱带入井内，然后投入磁性铁棒撞击点火引爆，

这种管柱结构如下（自上而下）：油管或钻杆柱、短节、测试接头、聚能切割弹或化学喷射弹。

4、震击管柱结构 （1）上击管柱结构（自上而下）

这种管柱结构为：钻杆柱、配重钻挺、液体加速器、配重钻挺、液压上击器、安全接头、可退式可倒扣捞矛或捞筒。

（2）下击管柱结构（自上而下）

这种管柱结构为：钻杆柱、配重钻铤、润滑式下击器或开式下击器、安全接头、可退可倒扣式捞矛或捞筒。

这种管往结构同打捞管柱可同时完成打捞、震击及倒扣，当震击无效时，可利用反扣钻杆、工具及以下的可退可倒扣打捞工具直接进行倒扣作业。 5、钻磨铣套管柱结构

钻磨铣套方法是在其它措施无效或效果不明显时最后采取的有效措施，其工艺管柱结构（自上而下）为：钻杆柱、钻挺、扶正器或套管保护装置、开式下击器、配重钻挺、安全接头、钻磨铣套工具。

这种工艺管柱中必需加套管保护装置、以避免或减少因钻压过大钻柱弯曲而打磨刮损套管。开式下击器及以下的配重钻挺为钻磨铣套工具提供相对恒定钻压，在管柱遇卡阻时进行震击解卡。 6、其它工艺管柱结构

在解卡打捞过程中，除上述几项关键工艺首往结构外，还常常使用一些辅助性工艺管柱，如刮削、通井、冲砂。替喷等等，这些辅助性工艺管柱的组合原则应以安全为主、尽可能增加安全接头的使用，以便管柱最下端遇卡、砂埋等能安全取出上部管柱。

六、施工方法及步骤

由于解卡打捞的井况复杂程度不同，采取的处理措施也不尽相同，而所选用的工具也不同，但油田的油水（气）井中，落物种类大致相似，无非是管类包括各种下井工具、杆类、绳缆钢丝类、小物件等类型。因此，本节将根据落物的卡阻类型和套管的技术状况介绍解卡打捞施工方法及施工步骤。在采取的施工方法基本相似或施工步骤基本相同时，本节只介绍一种，相同相似的方法、步骤不再重复。

（一）、工艺管柱中下井工具失灵及套损卡阻型施工方法

工艺管柱中的下井工具失灵、失效卡阻，是常见的复杂井况之一，下井工具失效多指封隔器密封件失灵、变形而使整个工艺管柱 （如分层压裂管柱、化堵管柱、分层配产配注管柱等）受卡阻拔不动，如再加上套损卡阻，则使处理这种井变得更加复杂。但是如采取有效的综合处理措施，对于复杂井况的解卡打捞仍非常有效，下面将介绍处理方法及施工步骤。

1．立井架、搬家就位

根据预先调查得到的井况准备大负荷的井架，原则上使用配套的修井机井架，承载提升负荷应不小于900kN，按使用说明书或井架起立标准井架。

2．施工准备

施工准备是解卡打捞及其它修井工艺技术必要的重点工序步骤，包括井史等资料准备、设计编写、配套设施准备、工具用具准备、专用管材准备、原材料准备等等。

了解施工井目前井下技术状况及历次修复作业等情况对本次施工有很强的借鉴、指导作用、井史及其它有关资料是编写施工设计的重要依据，所以应认真、仔细进行准备。对于井况复杂，施工难度可能较大的井，还应到钻井队了解该井钻井过程及完井等情况。

（1）井史及历次修井、作业施工情况调查

井史等资料应落实清楚该井目前套管技术状况，井内事故发生原因，落鱼基本结构，鱼顶状况（形状、尺寸、深度）历次修井作业情况，了解井作业目的，采取的措施、结果，发生事故或问题的原因，处理措施及结果（包括使用的修井工具等）， 目前井内现状等。 （2）设计编写

修井施工设计是指导整个施工的技术指导性文件，应根据井史资料、历次修井、作业情 况、目前井内落物情况和套管技术状况等作出相应的设计。内容包括施工目的、施工井基础数据、原井技术状况、历次作业、修井简介（包括落鱼结构、深度、鱼顶等）施工准备要求、工具用具准备（提出型号、规格、用量）、原材料准备、施工程序步骤的具体实施要求和可能发生的问题及问题的处理措施、施工质量、安全要求、施工注意事项、完井方法要求等，施工设计的详细编写要求将在以后的设计章节中详细介绍。 （3）配套设施准备。

配套设施包括钻台、转盘、工作液池、工具台、液动钳、锅炉、泵、管桥等等，设施的具体摆放位置明确。 （4）工具用具准备

工具指修井打捞专用工具。

用具指吊卡、吊钳、卡盘、管钳、油管钳等作业工具。 工具用具应提出具体型号、规格、数量。

（5）专用管材及原材料．专用管材指方钻杆、钻杆、油管、钻挺、提升短节、配合接头及水龙带、弯头、三通等循环用具配件。

原材料指清水、修井液（泥浆）及其配套化学药品等。专用管材及原材料准备应有具体型号、规格、数量、性能要求。

3．洗井

利用原井管柱及原井口装置、连接好地面流程至井口进行洗井。洗井一般常用清水，温度为60～70°C，视井内管柱结构情况采用正洗井或反洗井方式、洗井工作液量不少于井筒容积的1.5倍，可按公式计算用量：

Vf?1.5(VYG?VHK) （7－3）

式中Vf一洗井液量，m3 ；VYG一井内油管容积，m3 ; VHK一油套环空容积，m3

洗井应不少于2周，务使通畅、化掉清除死油蜡。 4．压井

原井中有抽油管柱时，应在洗井后，起出抽油杆，然后压井，压井方式、方法、压井液选择等已在第六章中详细介绍，本节不再重复。

5．安装钻台、转盘、作业防喷井口装置

压井后停泵观察0.5h，井口无溢流，可卸掉采油井口，安装作业防喷装置，然后安装钻台、转盘，钻台安装应平正、牢固，转盘补心中心与井眼中心应重合，误差不超过1mm。

6．试提原井管柱、倒出油管挂。

将作业井口的半、全封全部打开，松开法兰上的油管挂顶丝，下入相应的短节上紧后，试提原井管柱。上提负荷不应超过原井管柱负荷，试提时井架绷绳桩处应有专人观察，并有专人观察指重表。上提负荷超出原井管柱负荷较多（一般超过100kN）时，应停止试提，查明原因，处理正常后可提出油管挂。

试提负荷上升较快，而管柱上升行程增加很小骤处理。 l）预测算管柱卡点：

①理论公式法或现场经验法预算卡点。

②测卡仪器测卡法测出卡点

2）反复活动管柱、上提负荷增加缓慢而行程也增加时，可保持这一负荷、行程，直至提出油管挂。

7．活动管柱解卡

油管挂倒出后，管柱上提负荷仍然较大时，应继续活动管柱。在管柱许用提拉负荷下，快提快放，以疲劳法解除卡阻，

8．取出卡点以上管柱

活动管柱无效或效果作用不明显时，采取以下方法取出卡点以上管柱。 l）切害法取出。

①聚能切割弹爆炸切割。 ②化学喷射切割。

③机械式切割（套管内以内割刀切割为主）。 2）爆炸松扣法倒扣取出。 3）倒扣器倒扣取出。 4）机械倒扣取出

9． 原井管柱断脱的处理

在活动管柱时，由干上提负荷较大，或由于疲劳，使原井管柱断脱，则采取以下方法处理：1）测算断脱管柱长度，可采用示踪液循环计算，也可直接在拉力表上显示大约长度。

2）对扣或将断口处对接，然后下入聚能切割弹切割卡点以上管柱。 3）起出断脱点以上管柱，下打捞倒扣管柱。

打捞住以后，仍活动管柱，如无效，可采用倒扣法倒出卡点以上管柱。 10．打捞活动管柱解卡

卡点以上管柱取出后，根据井内鱼顶状况选择相应的打捞工具及打捞管柱结构抓捞落鱼，判断鱼顶状况可根据切割情况、倒扣情况判断，必要时还可以用铅模打印判断。

在打捞工具及打捞管柱结构选定后，进行抓捞落鱼，试提抓牢后，仍以大力上提管柱法解卡。

更换钻杆后的抓捞，可以最大负荷上提解卡，抓捞管柱结构原则上选用打捞震击，倒扣的组合管柱结构。

11．震击解卡

大力上提管柱无效或效果作用不明显时，应改用震击解卡方法。 （1）向上震击

打捞震击管柱中加液压上击器和液体加速器，抓捞稳牢后，向上震击解卡． 上击器经地面调校、定好上击力后，上提钻柱到预定负荷和一定行程，刹住滚筒，等候震击。震击发生后，下放钻柱使悬重降回到管柱悬重的1／2～1／3，再次上提至预定负荷，刹车等候震击。如此反复、直到解卡。

每次上提震击前，均需在管柱上画标记，以记录震击后管柱的上升行程。 （2）向下震击

向下震击，以让出卡阻部位。

打捞管柱结构中有下击器、配重钻铤时，向下震击落鱼。

上提钻柱一定负荷和行程，使管柱储存一定的拉伸变形能，然后快速下入钻柱，在管柱

上击无效或效果作用不明显时，在人工井底以上有较大余地情况下（10m左右余地可）

重力加速度及钻柱拉伸变形后的快速收缩能量作用下，给落鱼鱼头以向下的震击，如此反复， 直到使落鱼离开卡阻部位。

12．倒扣解卡

大力活动管柱、震击等无效或效果不明显后，采取倒扣方法将卡阻部位的被卡工具，如 封隔器、节流器、配产（水）器等分级分段倒开捞出，让出卡阻点。

采取倒扣法时，应对落鱼结构、深度、鱼顶状况进行必要的检测。

此种倒扣，应采用与被卡管柱、工具螺纹相反的钻柱及工具，如无相反钻杆，可采用倒 丰器配合倒扣。

13．套损卡阻的处理

卡点以上管柱取出后，如可以检测到卡阻套管技术状况，则可先用铅模打印检测套损状 况。如检测不到或落鱼阻挡，则应先将落鱼下击，让出卡阻部位，然后铅模打印，检测落实 套损状况，根据套损程度采取相应的修复、整形措施，使卡阻部位的套管恢复到最大可以恢 复的直径，然后再捞取以下落鱼。具体步骤如下：

l）取出套损卡阻点以上管柱（切割、倒扣等）。 2）下击落鱼、让出卡阻部位。

3）铅模打印检测套损状况（变形、错断形状、尺寸、深度等）

4）修复套损部位（整形、扩径复位等方式方法将在整形加固工艺中介绍）。 5）捞取以下落鱼 14．铣磨钻套法解卡

以上活动管柱法、切割倒扣震击法无效或效果不明显后，最后采取铣磨钻套法解除卡阻。方法步骤如下：

l）打印落实鱼顶状况。

2）选择相应的铣磨钻套工具、组配连接管柱。

3）对于下井工具的失灵失效卡阻，应选用铣锥或平底磨鞋对落鱼钻磨、同时开泵循环冲洗出铣蘑的铁屑。

铣磨时应注意钻压、转数和工作液排量泵压的配合，一般情况下，在套管内钻磨落鱼注 意保护套管不受损坏，钻压应控制在 20～40kN，转数不超过 80r／min，泵压控制在 15MPa以下，排量保持在1.0～1.2m/min左右。

选用高强度切削性能的铣蘑工具，在钻压、转数、排量配合较佳情况下，进尺速度可达 lm/h以上。”

4）当出现跳别钻或进尺缓慢或无进尺时，应起出管柱，更换工具重新铣磨。

5）铣磨进尺超过卡阻点深度后，应停止铣磨，彻底冲洗循环，使鱼顶以上干净无铁屑。 6)打印落实鱼顶状况、深度。

7）选择相应的打捞工具及管柱结构捞取落鱼。 8)用铣磨钻套的方法一直将落鱼全部铣磨干净。 （二）、绳、缆、钢丝类落物卡阻型

是常见的复杂型事故井。因电潜泵卡阻类型将在以后章节中详细介绍，本节只介绍钢丝绳、钢丝等的一般处理，复杂情况的处理可参考电潜泵故障井处理方法。

1）调查了解绳类落物的落井原因，落物型号、规格、长度，原井管柱情况等。 2）除电潜泵井、电缆清蜡井外，在油管内落入的钢丝、钢丝绳可起管柱带出这类绳类落鱼。在环空测试的电缆落井，可参照电潜泵故障井处理方法处理。在套管内脱落的不测井

钢丝绳、钢丝、电缆等落鱼造成的卡阻较多见，特别是电潜泵井的电缆脱落堆积型卡阻，

电缆及仪器处理方法如下：

①选用内钩打捞电缆、钢丝绳。 ②选用活齿外钩（带防穿透帽）打捞。 ③选用内、外组合钩打捞。

选用钩类打捞工具，管柱结构中，打捞工具以上必需加接安全接头，捞钩插人钢丝绳、电缆外部或从中间插入后，应转动管柱，使落鱼缠绕在捞钩上，以增加打捞负荷，以便一次捞取较多落鱼、用钩类工具反复打捞直到捞尽。

④打印落实绳类的捞尽程度。～

⑤如还剩较少落鱼、钩类又无明显效果后，可改用一把抓筒类抓捞。

如一把抓筒类无明显作用，可用强磁打捞器捞取剩余落物。 ⑥通井至人工井底、完井。 （三）、小物件卡阻及小物件的打捞

小物件造成的卡阻及小物件落物在作业、修井过程中也较多见。如起下管柱时井口未装防掉自封、敞开井口作业则容易掉入吊卡销、卡手柄、钳牙等使工艺管柱被卡。压裂时分层压裂管柱在投钢球后喷砂器中心管被砂堵，钢球未到位，上提管柱负荷大由喷砂器上接头处拔脱、使钢球滑落到环空、卡阻以下管柱，底部有球座，工作筒的管柱、投球或堵塞器规格小而落入井底、或憋压过高使球座、工作筒等脱落，这些都是造成小件落物的原因和造成卡阻的原因。

落入井底的小物件，打捞时可选用一把抓捞筒、开窗捞筒、强磁打捞器，钢丝捞筒、反循环打捞篮等筒类、篮类打捞工具进行打捞，效果一般都很理想。

解除小物件在环空卡阻工艺管柱的方法如下。 1．上下反复活动管柱

钳牙、手柄销、钢球等小物件卡阻，往往在套管拉箍处卡阻不动，当上提负荷超过管柱悬重而仍无多少活动余地时，可保持此管柱稍大些的上提负荷，同时慢慢转动管柱，使卡阻的钳牙、销子等改变方位，离开遇卡部位，跟随管柱同时上行，可能又会在下一个接箍处再次遇卡阻，重复上提转动管柱直到将小落鱼提出井口，这种活动管柱法往往非常奏效。，

2．震击法

活动管柱法无效减效果作用不明显时，测算卡点，取出卡点以上管柱，然后抓捞震击，对于小物件卡阻向上、向下震击效果都非常有效。

3．套铣法解卡

震击无效或效果不明显时，退出震击管柱，打印探明鱼顶状况、落实卡阻情况，然后选用套铣筒套铣磨掉环空的小物件卡阻，套铣筒下端面应焊装硬质合金块或喷焊钨钢粉，增加套铣强度.

套铣前，应将卡阻的小物件以最大负荷提紧。然后退出抓捞震击管柱，以使套铣时能承受1～10kN钻压。

环空套铣对于小物件卡阻非常有效，套铣进尺超过卡阻深度后即可停止套铣或套铣到一定进尺后，悬重突然上升，说明已解卡下部落鱼脱落。

4．拔捞法捞取环空小物件

将卡阻点以上管柱取出后，选用壁钩、拔钩等自行设计的非常规工具，用活动肘节连接工具入井，至卡阻部位时，转动管柱改变壁钩、拔钩方向插入环空小物件反方向以下，然后上提管柱，即可将小件钩起，使其滑落入油管内或下井工具的接头内，或被抓出井，这种方法须

如强磁仍无效，最后采用套铣筒套铣打捞、直至套铣磨净落鱼。

对小物件的结构、规格及卡阻情况清楚。对于不十分清楚的小物件卡阻，拔捞方法也很有效。 （四）、砂蜡卡阻型

管柱升温化蜡法解卡。即在管柱内下入小直径油管或胶皮管，或用小直径连接油管入井至结蜡点以下，通入蒸气或热空气，使温度达100 °C以上化蜡、化死油效果将非常理想。如不具备以上条件，可取出卡点以上管柱，刮削套洗死蜡，或挤入热火油（加温到60～70℃），浸泡效果也很好。如此种方法效果不明显，则采用倒扣法、分级分段倒出被卡管柱，然后刮削通井。

对于砂卡埋卡阻工艺管柱，可采用震击法解卡。如果砂埋较深、震击无效或效果不明显，则采用套铣冲砂，将环空的沉砂全部冲出，然后再捞取以下落鱼。注意套铣筒的选择，外径应与套管内壁留有6～10mm间隙，内径应大于被套铣落鱼最大外径6～8mm，套铣筒长度一般大于单根油管长度，套铣时务必保持大排量（1.5m3/min以上）。在采取套铣正循环时，中途不得停泵，如停泵应将套洗管柱上提30～50m，以免再次砂卡埋卡阻套铣管柱。 （五）、无卡阻的管、杆类落鱼打捞

无卡阻的管、杆类落鱼打捞，方法较简单、操作也容易。打捞前应首先调查落实清楚落鱼状况。步骤方法如下：

1）打印落实鱼顶几何形状、尺寸、落鱼深度。 2）根据印痕情况选择相应的打捞工具及管柱结构。 ①公螺纹型选用筒类、母锥类打捞工具。 ③杆类应选用筒类打捞工具。

4）抓捞落鱼，注意管柱悬重变化，抓捞时，不可全悬重抓捞。

5）抓捞后试提、悬重增加，说明已抓获，可以起管柱。悬重无显示，无增加应重新抓捞直至抓获。 （六）、完井要求

解卡打捞全部完成后，按地质方案要求和施工设计要求进行完井。

l）通井、用通井规或带护罩铅模通井至人工井底’ 3）如井底上砂柱过高、应冲砂至人工井底。 4）最后装采油井口替喷完井、交井。 5）必要时全井酸化处理，以解除油层损害。

砂蜡卡埋工艺管柱也较多见、但处理起来并不十分困难。单纯型死蜡死油卡阻，可采取

②母螺纹型选择矛类、公锥类打捞工具。

3）连接打捞工具管柱入井。

2）通井遇阻或遇异常情况，应改用刮削器通井、边刮削边冲洗，直至刮削到人工井底。

第二节 电潜泵故障处理工艺

一、电潜泵故障类型 1、电机、泵组砂卡埋型

由于油层吐砂严重，将机泵组以下的工艺尾管砂卡，砂埋或出砂上返而将机泵卡埋，造成整个工艺管柱遇卡阻，不能正常起管柱、换泵、调参等。如图11－1所示。 2、死油、死蜡卡阻机泵组

由于电潜泵处在油井结蜡点以下深度位置，有些油田的原油含蜡量较高，最高的可达

25％以上，蜡的析出温度又较低，往往低于35°C以下，如大庆油田析蜡温度不足18°C，结蜡点在700m以下。大港油田析蜡温度不足40°C，结蜡点在800m左右。这些集结析出的死蜡、死油长时间集聚变成较硬实的蜡块而阻卡机泵组。因700～800m以上井段套管壁上几乎都是死油死蜡，所以在起泵组时，往往造成工艺管柱的最大外径部分受阻卡，使电缆不能很好地与管柱同步运动，严重的甚至造成拔断电缆，如图11—2所示。

3、小物件卡阻机泵组

小物件卡阻电潜泵也是油田较常见的故障类型，小物件一般常指掉入环空的螺栓、螺母、电缆卡子等，虽然物件小，但由于电潜泵外径较大，与套管环形空间间隙很小，特别是电机的侧向凸出与电缆连接处，工作外径更是较大，以51’’套管为例：美国雷达泵电机最大外

2径可达115mm，与套管环空只有 45mm间隙，这种小物件一旦落入环空，将使机泵组严重受卡阻，如图11 －3所

示。 4、电缆脱落堆积卡阻电潜泵

在更换电潜泵的起管柱作业中，由于电缆不能与管柱同步，或者在开始活动管柱时，上提负荷过大而拔脱油管，同时也将电缆拔断，使电缆脱落堆积，造成电缆堆积卡阻电潜泵。如图11—4所示。 5、套管破损卡阻电潜泵

由于电潜泵的机组处或机泵组以上某处的套

管变形，错断、内凹型破裂等多种形式套损，使机泵组的工艺管柱受卡阻而拔不动。这种并况较为复杂，在大庆油田较多见，特别是在北二区中部，中区东部、南六～八区西部的成片

套损区内电潜泵井较多，卡阻形式如图11一5所示。

以上五种卡阻类型中，第四、五两种类型属多见、常见型，卡阻复杂，处理起来也较麻烦，施工难度相对较大，施工周期也相对较长。但只要措施得当，工具顺手处理也较快。 二、电潜泵故障井的处理 1、电缆脱落堆积的处理措施

电缆脱落堆积，一般呈螺旋状沿油管柱盘落在套管内壁上，遇阻后，首先在顶部堆积，井内无油管时，堆积状况也大体相同。对于这种堆积卡埋机泵组的井况应采取以下措施。

1．有油管柱时的电缆堆积处理措施

连接井口与地面流程，循环工作液，确认油管无堵塞时，采取切割油管或倒开油管的办法，将油管尽量由泵组以上泄油阀处割断或倒开，之后正旋管柱10～20圈使上部上紧，以免起油管时脱落，然后起出油管柱，打捞电缆。

2．无油管柱时的电缆堆积

完全在套管井眼内的电缆脱落堆积，应优先使用专用电缆捞钩打捞，打捞工具的使用原则是：下得去、抓得着、起得出、有退路、不增加新的落物。

打捞相对松散的电缆，较理想的打捞工具是活齿外钩，其次是常规的内钩、内外给合钩、壁钩等钩类工具。

打捞压实的电缆时，应先用一螺杆锥钻一长孔，直径应与活齿外钩相近或稍大于外钩l～2—m，然后再下相应的活齿外钩打捞。如能特制加工一种铣钻式活齿外钩，则可集钻铣打捞于一趟管柱完成。

2、电缆、油管未断脱的处理措施

电潜泵机泵组遇卡阻后，油管未拔断脱，电缆尚处于原下井状态时，应采取切割油管、电缆同步起出的措施，然后再打捞处理余下的电缆、泵组。

1．卡点检测

卡阻点深度检测，对于处理电潜泵故障有非常重要的作用。可以为一次能取出多少管柱。电缆提供依据。同时也可判断卡阻类型，为综合处理措施的制定提供依据。 卡点检测一般常用公式计算法和测卡仪器测卡法进行。公式计算法和测卡仪器测卡法巳在“打捞解卡”一章中详细介绍，本节不再重复。

2．取出卡点以上管柱、电缆

根据公式计算和测卡得到的卡阻点深度，用聚能切割弹爆炸切割卡点以上管柱。无切割弹时，可优先使用油管内割刀机械切割油管，然后可考虑采用倒扣法倒出卡点以上油管。但后两种方法不能使电缆造成伤害，割断或倒开油管后，电缆的拔断位置不能确定，所以应首选聚能爆炸切割油管。在切割时给油管柱以预上提力，爆炸后的残余能量会从断口处给电缆以一定的伤害，上提管往时，基本可以从怕管切口处将电缆拔断，这样则可同步起出油管与电缆，减少许多打捞的时间，然后处理打捞余下的电缆和机泵组。

3．震击解除砂、蜡、小物件卡阻

卡阻点以上油管、电缆同步起出后，下打捞震击组合管柱，对卡阻施以震击，解除砂卡，死油死蜡卡。小物件卡阻。

（1）上击解卡

管柱结构为钻杆柱、配重钻挺 液体加速器、配重钻挺、液压上击器、可退式打捞工具。 （2）下击解卡

管柱结构为钻杆柱、配重钻挺 、开式下击器或润滑式下击器、可退式打捞工具。 对于死油、死蜡的卡阻，可在油管柱切割完后向井内循环高温洗井液，一般用清水时温度应达80°C以下，用火油等清洗死油、死蜡时，温度应不低于60°C，也可将热水油提前3～5d挤入井内浸泡解卡。

对于砂卡、小物件卡阻，震击效果往往较理想。 4．修整套损部位

对于套损类型的电潜泵卡阻处理，在油管切割并同步起完电缆后，打印落实核定套损状况。

1）如套损在机泵组部位，则印模打不到套损情况，可将机泵组下击，让出2～4m的活动余地，打印核定套损状况，然后对套损部位修整，恢复直径后，再打捞机泵组。

2）如套损点在机泵组部位以上，且有1m以上余地，则在打印的基础上，先行修整套损部位，然后打捞机泵组。

3）如套损点在机泵组偏下的电机部位，可试打捞向上震击，可能会使机泵组在强大上击力下脱离卡阻。 3、机泵组打捞处理措施

机泵组的处理原则是“以捞为主，铣磨为辅，捞磨结合，解体处理”。

机泵组以上管柱、电缆处理干净后，完好井况内的机泵组卡阻一般震击解卡基本有效，如效果不明显，可采用套铣、钻磨的方法，钻掉冲净砂、蜡、死油及小物件。

对于套损卡阻型，在机泵组以上处理干净后，让出套损点2～4m，然后修整。无效时可钻磨少许部分机泵（注意只是一少许部分） 为修整套损部位所需创造必要条件。

机泵组以上处理干净，套损部位修整后，下入专用薄壁高强度捞筒；整体或部分解体捞出机泵组。 4、铣磨钻措施

以上综合措施无效或效果不明显时，最后采取铣磨钻套方法，将机泵组磨铣掉。 三、工艺技术施工

施工方法、步骤及要求

电潜泵故障井况一般较复杂，卡阻情况类别不相同，但基本措施相似，施工方法、要求大体相同。本节将按较复杂的卡阻类型介绍施工方法、步骤和要求，其它井况可按本节介绍

的工序步骤酌情增减。 一、压井

因电缆泵故障井处理时间一般较长，而管柱的泄油阀深度距油层中部较远，即压井深度不够，因此为施工安全起见，一般在选择压井液密度时，相对增大附加量。可按下式计算：

?wk?pwkws?1020D(1?50%) （11－1）

式中

?一压井液密度，g/cm3或t／m3；

p

ws

一施工井近三个月内所测静压，MPa D0

一油层中部深度，m。

压井液粘度应不超过70s，含砂不超过 2％，稳定性能应达48h内45°C下失水低于4ml，无干涸松散现象发生。

压井时应用循环法压井，严格限制挤注法压井。 二、安装作业井日

压井后卸掉采油井口，安装作业井口，安装钻台及转盘，同时在井口3～5m处安装电缆缠绕滚筒，并将地面电缆缠绕在滚筒上。 三、试提

松开顶丝后直接用提升短节对扣试提原井管柱。

试提时，最高负荷不超过油管许用提拉负荷，不得将油管柱在试提时拔脱扣而使电缆在不必要断脱处断脱。

试提负荷一般不超过300kN，即油管螺纹的滑脱负荷。

试提行程达 1～1．5m左右悬重无明显变化( 300kN以内) 可停止试提，倒出油管挂。试提行程较短(0．5m以内)悬重上升较快（200～300kN）,说明管柱有卡阻，应停止试提放回管柱，卸掉油管挂。 四、测试卡点

测试卡点深度位置对于处理机泵卡阻有重大作用，一般可先行用公式法预算卡点深度，然后用测卡仪器测试卡点深度，两者结果的综合即可得到准确的卡点深度。

1．公式法 用公式法预算卡点时，需对被卡管柱试提，以三次不同的负荷和三次不同的提升行程(伸长量)用于公式之中。

（1）理论公式法

Db?EAplzWlW （11－2）

s式中 Db—一卡点深度，m；E—一 井内 钢材弹性系数，E? 20.6?105 MPa ；Ap一被卡管柱截面积，m2；lz——一管柱在上提负荷下的伸长量，m；Ws－上提负荷，kN。 （2）经验公式法

Db?Kzs （11－3）

式中 Db一一卡点深度，m；K一计算系数，278’’平式油管5.5mm厚K=2 4 03 0 0； lz一三次不同负荷下的平均伸长量，m； Ws－三次不同上提负荷的平均数，kN。

2．测卡仪器测卡法

用2～3m长方钻杆连接井内被卡管柱，将测卡仪器通过井架天车，井口地滑轮下入管柱中直至遇阻，上提仪器转动管柱各重复三次，在三个不同的上提负荷下和扭转扭矩下，测卡

仪即可将管柱的卡点深度准确直观地反映到地面仪表板上。测卡时，上提负荷最大不得超过试提负荷。 将公式预算卡点与测试卡点结果对比最终得出卡点深度。 五、卡点以上管柱与电缆处理

1．聚能切割弹爆炸切割卡点以上管柱

根据所预算和测试的卡点深度，用爆炸方法将卡点以上管柱及电缆割断，一次同步取出卡点以上油管和电缆。

用2～3m长方钻杆连接井内被卡管柱，将聚能切割炸弹用电缆下至卡点以上2～4m位置避开接箍，然后校正深度无误后，上提管柱以一定提拉负荷，并使电缆也受一定提拉，管柱提升负荷按下式计算：

Ws?Kl?WlWcasts0 （11－4）

式中

Ws一上提负荷，kN；K一系数，K＝ 7．6 9 ?106kg；－点以上管柱长度，m；

lca一井内电缆上、下卡子

卡距，m；

l0Wst—一单位长度管柱质量，ks／m。

提拉一定负荷后，引爆雷管，炸药即可切割断卡点以上管柱，同时，断口外喷出的残余高压高温气体，将使被拉伸的电缆造成一定伤害。

切割后，正旋管柱 10～20圈，使电缆尽量多在管柱上缠绕，然后上提起出卡点以上管柱，电缆与管柱应同步起出。

注意，提拉负荷不得过大也不能过小，否则将达不到预想效果。提拉过大还会在爆炸后，管柱上弹过快过多顶弯油管，也可能使电缆在其它部位断脱或多处断脱，所以应严格按提拉公式计算结果进行提拉。

2．机械内割刀割取卡点以上管柱。

用278’’机械式内割刀切割卡点以上管柱，切割点应避开接箍。若卡点在机泵组，则在机泵组以上油管部位1～2m处切割，卡点在油管柱上则在卡点以上2～4m处切割。切割断后，应正旋管柱 10～20圈缠绕电缆，然后上提管柱，尽量使电缆由管柱断口处拔断脱。同步起出管柱、电缆。

3．倒扣取出卡点以上管柱

倒扣法取出卡点以上管柱，应在电缆已脱落堆积下对管柱倒扣，否则电缆将同管柱一同反向旋转缠绕油管，将使倒扣增加困难或无法倒扣。 六、卡阻点井段的处理

卡阻点以上管柱，电缆切割后，砂卡型、套损型、小物件卡阻型可同步起出管柱与电缆。 死油死蜡卡阻型，切割后用热洗方法化蜡，循环挤入洗井液，一般可使用清水，温度70～80°C，使死油、死蜡完全溶化，并被冲出，之后同步起出被割断的卡点以上管柱和电缆。对砂卡、小物件卡、套损卡阻机泵组的井况，同步起出割断的管柱和电缆后，做如下处理：1）冲砂、打捞残余电缆。2）打捞处理机泵组卡阻点以上部分下井工具、油管及残余电缆。3）打印落实、核定鱼顶状况，套损状况。 七、机泵组卡阻处理

砂卡型卡阻机泵组是油田电潜泵井多发故障，在处理这种故障井时应做到如下几点。 1） 冲砂：

应根据卡点深度，正确选择中和点深度倒扣，一次尽量多取出卡点以上管柱。

卡阻点以上管柱和电缆处理打捞净后，大排量正循环冲砂，必要时用长套铣筒套铣冲砂，使卡阻点以上沉砂冲洗干净。

2）打捞处理机泵组以上下井工具、油管。

3）打捞机泵组：在打捞机泵组以上工具、油管时，应注意在机泵组以上留1～2件下井工具或油管短节，为下部打捞震击留有抓捞部位。

4）大力活动、震击解卡：下入打捞、震击组合管柱捞取机泵组后，先大力向上提拉活动管柱，不能解卡时，可向上震击或向下震击解卡，组合管柱结构（自上而下）为：上击管柱为钻杆柱、液体加速器、配重钻挺、液压上击器、可退式打捞工具。下击管柱为钻杆柱、配重钻挺、开式下击器或润滑式下击器、可退式打捞工具。

一般情况下，大力活动管柱与震击解卡，对砂卡型卡阻机泵组都能达到明显作用。 八、小物件卡阻型处理

小物件卡阻机泵组、如小螺栓、小螺母、电缆卡子等等的卡阻，也属常见型卡阻，特别是电缆脱落堆积后更易造成电缆卡子堆积环空而卡阻机泵组，处理这种井况应做到；

1） 卡阻点深度清楚、准确，机泵组以上电缆、油管柱、下井工具打捞处理干 净。 2） 用薄壁高强度套铣管套铣环空卡阻的电缆卡子、小物件。 3）小物件或卡子不多时；可试用震击解卡。

4）套铣或震击效果不明显或无效时，最后使用磨铣钻方法，磨铣掉少部分机泵组，为解体或整体打捞创造条件。 九．套损型卡阻的处理

套管变形、破裂、错断等类型的卡阻机泵组，在油田属多见形，特别是大庆油田更为多见，处理这种类型的卡阻，应做到：

1）捞净卡阻点以上电缆、油管、下井工具。 2）下击机泵组，让出套损部位。

3）打印核实套损部位套损程度、深度等情况。

4）根据套损状况选择相应的修整措施及工具对套损部位进行修整扩径。 ①变形状况，选用梨形胀管器或长锥面胀管器等整形复位。

②破裂状况选用胀管器顿击，使破裂口径向外扩，恢复通径、或选用锥形铣鞋修磨破裂口，使此井段恢复直径尺寸。

5）错断状况，视错断通径大小与错断类型（活动或固定形）适当选用整形器复位或锥形铣鞋修磨复位。

对变形、错断的卡阻还可采用燃爆整形扩径，打通卡阻点以上通道，为下步捞取机泵组创造必要条件。在以上处理措施都不能见到明显效果时，可最后采取磨铣钻套的方法磨铣机泵组解除卡阻。 十、通井

1）机泵组处理完成后，用通井规或铅模通并至防砂工艺尾管以上1～2m或通至尾管顶部。

2）必要时捞出防砂工艺尾管通井至人工井底。 3）冲砂至人工井底或工艺尾管顶端。 十一、完井

按地质方案、设计要求下入完井管柱，安装采油井口，替喷完井。

第三节 侧钻工艺技术

修复严重套损井，特别是严重错断井（通径小于Ф9 0mm）的最彻底最有效的工艺技术，当属取换套管工艺技术。但是取换套管需配套专用方钻杆，套铣筒、套铣钻头等设备和设施，不是所有专业修井队都能全部配套的。因此，修复这种井况，恢复产能，恢复井网层系的开发功能，便成为修井工作的当务之急。而套管内侧钻恢复井点，井网功能的这种最早投入修井中应用的侧钻工艺技术便恢复、发展、配套完善起来，成为严重套损井修复的又一项重要工艺技术。 一、工艺原理

侧钻工艺技术就是在选定的套损井（严重错断井）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一然后由侧钻钻具（包括钻头）斜直向钻开油层至设计深度，下人小套 管固井射孔完成，如图 13—1所示。

小井眼与较大井眼的套管内侧钻、工艺技术相同、工艺流程相近，所用钻具结构也基本相同，只是规格尺寸不同。相对来讲，小井眼的侧钻要比较大井眼的侧钻难度大、困难多、风险性大。本章将重点介绍 512’’井眼的侧钻工艺技术，较大井眼的钻则相对容易些，不再重复。 二、技术关键

套管内侧钻修复（恢复套损油水井功能）工艺技术虽较简单，但实际施工起来难度大，风险大，需解决以下技术关键才能使侧钻顺利进行。 1．原井严重套损部位以下报废处理

选定的侧钻井原井套损部位以下报废处理，是很重要的技术关键，不能简单视为井眼报废即可。这里有三项重要内容。

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）原井套损部位以下落物需捞尽、套损部位以下有落物，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固深度，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3 0～5 0m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，而报废应至少达到“四无”中的井下无落物、层间无窜通、井内（套损部位）无窜流的三无。因此，原井严重套损部位以下的报废是很重要的，应达到要求。 2．套管开窗技术

套管井眼内开窗，是侧钻修复（恢复）施工的关键工序。所谓套管开窗，就是在套管井眼的侧面利用专用铣锥钻磨出一条一定长度和宽度的豁口，使裸眼钻进的钻具及完钻后下入小直径套管能顺利通过。开窗质量的好坏，窗口的规则光滑与否将影响和决定侧钻的成功与否，这里包括二项重要内容。 （1）斜向器的送入与固定

斜向器的重要作用是导斜，使开窗铣锥能在套管侧面开出利于侧钻和完井套管下入的窗口。可以说无斜向器将无法开窗。斜向器的结构形式其实是一个具有一定斜度的半圆柱体，斜面有一定倾角、硬度和形状，以便在套管侧面开窗时，斜向器的斜面与套管同时被铣磨，从而保证套管窗口的圆滑和长度、宽度的适中。因此，斜向器如何被送入预定井段及怎样固定住斜向器使之稳定不窜动不转动，则是侧钻工作中又一技术关键．

斜向器的固定位置一般应选在套损部位以上20～30m的完好套管部位，且在两个套管接箍之间。固定与送入斜向器的方式一般有两种。

1）双卡瓦封隔器锚定法

双卡瓦封隔器锚定斜向器，主要是靠卡瓦锚定器锚定套管，封隔器胶件密封油套环空，使套损部位以上20～30m间的斜向器以下井段封隔密封，不用挤注水泥浆封固，定向较为简单。因双卡瓦封隔器的上端配有斜向引键，封隔器被锚定后下入带有锚定装置的斜口引鞋，斜向器与被锚定的封隔器上端对接，固定斜向器，从而使斜向器既不能上下窜动，也不能左右窜动，从而实现完全的机械式送入与固定斜向器。这种方式在国外成熟配套，属常用形式，因双卡瓦锚定封隔器与斜向器的加工制造较复杂，送入与固定操作也较复杂，国内较少使用，但其最大优点是定向（方位）较简单容易。

2）挤注水泥浆固定法。

挤注水泥浆封固（永久性）固定斜向器法，是国内各油田目前较普遍使用的方法。这种方法相对封隔器锚定法较简单，斜向器与送斜器的加工制造相对简单便宜，固定施工方法简单容易操作，不足是定向（方位）较复杂和困难。水泥浆法固定斜向器就其施工方式不同可分为先期注入水泥浆固定法和先期送入斜向器后期注入水泥固定法两种方式，简称为先期注入法和后期注入法两种方法。

①先期注入法。

先期注入泥浆后，起出注入管柱，再用送斜器管柱将斜向器送至设计深度，然后靠管柱重量击剪断送斜器与斜向器间的连接销钉，起出送斜管柱候凝，此方法因水泥终凝时间有限，送入斜向器时稍有失误，即可影响斜向器的固定，4h内起下不能完成的井不宜使用此法。 ②后期注入法。

斜向器与送斜器均有循环通道，先将斜向器送至设计深度位置后，注入水泥浆，然后剪断送斜器斜向器间的连接销钉，起出送斜管柱候凝。此方法固定斜向器简单可靠，但送斜器与斜向器的结构相对先期注入法较复杂，加工制造较困难。是目前各油田较普遍采用的方式。

（2）套管开窗与窗口修整

套管开窗的关键是开窗工具的选择使用和开窗时铣、磨、钻三参数（钻压、转数、排量）的合理配合。窗口长度。宽度的规则与否和光滑程度将对裸眼钻进、井斜、钻具起下、测井、下套管等有很大影响。因此必需开好窗修好窗口。目前国内外常用的开窗工具一般为一组五个工具（起始铣、汗窗铣、西瓜铣、锥形铣、柱形铣人开窗、修窗、加长窗口是分步进行的，这种分步开窗法起下钻频繁，工作量大，窗口不易实现光滑规整，还易形成死台肩。目前大庆、辽河、新疆等油田开发研制出一种钻铰式开窗铣锥，可以一次完成开窗、修窗、加长窗口的开窗工作。具有开窗时间短、窗口平整圆滑，不易形成死台肩等优点。这种组合式高效钻铣工具已给侧钻工艺的发展完善带来更大的生机。通过大庆油田数十口井的试验、改进、

1）开窗钻具结构。

开窗工具是开窗的关键，而合理的钻柱结构也是主要的技术关键。目前就512’’套管内使用钻铰式开窗铣锥而言，钻柱结构（自上而下）为： Ф89mm（3”）方钻杆、Ф73mm（278”）钻杆、Ф105mm配重钻挺3～5根、Ф118mm钻铰式开窗铣锥。

考虑开窗时钻压、转数的控制、可使用稳定钻压式钻具结构（自上而下）：

278”钻杆、开式下击器、配重钻挺3～5根、钻铰式开窗铣锥。钻具中增加开式下击器，目的是开窗铣钻时，使开式下击器处于半开半闭状态，利用其下部的配重钻挺为开窗铣锥提供相对稳定的钻压。

完善，这种钻铰式开窗铣锥已成为目前国内较先进的开窗工具。

2）钻铣（开窗）参数。

①起始时，钻压 W＝0～5kN；转数r=20～30r／min ；排量Q排＝0.3～0.5m3／min； 泵压pou<=15MPa

②无跳、别钻现象，开窗稳定后 W=15～30kN ； r＝40～60r／min Q排＝ 0．4～0.6m／min；pou<=15MPa

3）窗口长度确定

侧钻时要求的套管开窗应能满足起下钻具、测井、下套管等顺利通过窗口无刮阻现象。因此窗口不能过短，过短则起下钻具、下套管将受阻。窗口过长，则浪费施工时间，过多磨损钻具，还将使完井套管与窗口处间隙过大而固井封固效果变差。因此，要求窗口长度应适中，一般按下式确定窗口长度：

lck?dcin??cn??xd?dbtg? （13－1）

式中

lck 一窗口长度，mm；

dbcin一套管内径，mm；

?cn一套管壁厚，mm；

?xd一斜向器顶部厚度，mm；

d一复式铣锥引子端最大直径，mm；

?一斜向

器斜面倾角，（°）

例：某512’’套损井侧钻，内径124．3mm，壁厚7．72mm，用Ф118mm钻铰式开窗铣锥端部引子直径Ф90mm，斜向器斜倾角 3°， 开窗长度应为多少？按公式 13—1，则有：

l＝ck124.3?7.72?2?90?4665.3mm

0.04716开窗长度可确定为4．5～4.8in范围内。 3．裸眼钻进技术

裸眼钻进是继套管开窗之后的又一关键技术。钻具在套管窗口以上基本呈铅直状，通过窗口后，窗口以下则逐渐变成倾斜状态，与原井眼轴线形成一夹角。夹角角度大小直接取决 于斜向器斜倾角的大小，而斜面倾角又是在开窗钻铣时，不断被切削铣磨而变化的。因此窗 口长度应有足够的尺寸，在裸眼钻进时，才能满足钻具的扭转、跳动要求。因而裸眼钻进时的裸眼轨迹如何，将直接影响下部测井、完井套管的下入及固井质量的好坏。裸眼钻进的技术关键包括以下几项内容。 （1）钻具组合

裸眼钻进的钻具组合主要是确定钻柱结构及规格尺寸，以便在钻压、转数、排量配合下取得最佳经济技术钻速。

钻柱结构（自上而下）为：3’’方钻杆、278’’钻杆、Ф105mm配重钻铤6～8根、Ф118mm三刮刀钻头。

如果窗口光滑规整、窗口长度符合要求、窗口以上套管井眼较铅直，则可考虑增加开式下击器在配重钻挺之上，以便提供较稳定的钻压。

（2）钻压确定

钻压的确定，一般应视钻遇地层硬度，岩层构造情况而适当确定。在采用转盘式旋转钻进过程中，由于钻头、钻杆接箍等尺寸与套管、裸眼井壁等环空间隙较小，所需上返排量受泵压所限也较小，很难形成水力喷射破碎岩层，而主要以机械破碎为主。因此，为防止钻压过大，易产生别钻、跳钻或扭断钻杆，发生卡钻等事故，一般裸眼钻进时，钻压控制在30～

50kN为最佳。

（3）转数的确定

套管内开窗侧钻，较之铅直井钻进有独特的特点，即套管井眼尺寸小，要求钻具刚性大；窗口后的裸眼钻进受窗口及斜向器斜度限制，转数不可过高，一般应控制在60～12 r／min比较合适。过高的转数将加速钻具与斜向器斜面的接触摩擦而提前损坏。

（4）排量的选定 512’’套管井眼开窗侧钻，在裸眼钻进过程中，由于裸眼井眼相对较小，与钻具的环空截面小。如果侧钻工作液（也称泥浆）上返排量过大，环空工作液则处于紊流状态，将会产生冲刷强力，破坏岩壁泥饼的形成和粘附，在较松散的砂泥岩层易发生井壁崩落。而上返排量过小，环空工作液则处于层流状态，对岩壁泥饼冲刷力小，但携带岩屑性能将降低，使井壁产生假泥饼粘附（泥饼过厚）,易发生键槽式粘附卡钻事故。因此，工作液的上返速度应使工作液在上返时保持处于平板流状态，即介于紊流与层流之间。因此，侧钻工作液在裸眼钻进过程中，应保持在0．5～0．6m/s的上返速度，即泵排量保持0．3～0．4m3/min，即能达到循环工作液冷却钻头，又能清洗冲刷井底，又可将岩屑有效地携带出井返到沉淀池。

裸眼钻进时的参数为： W= 3 0～ 5 0kN； r= 60～ 100r／min； Q=0．3～0．4m3

／min; pou<=15MPa

4．侧钻工作液

钻井液是钻井的血液，侧钻工作液（泥浆）自然也是侧钻工作的血液。工作液性能的优劣直接影响裸眼钻进速度和裸眼完井质量，因此必须保证侧钻工作的性能符合指标要求。 （1）侧钻工作液功能

侧钻井开窗后的裸眼钻进，基本同钻井工程中的斜直井钻进，工作液在钻进过程中发挥着重大作用。一般说来，侧钻工作液具有以下功能：

1）防喷一确保安全钻进功能

2）清洗井底一确保钻头切削岩层保持进尺功能。

3）携带岩屑一确保钻柱、钻头不受阻卡、防止卡钻功能。 4）冷却钻头一确保钻头切削性能快速钻进功能。 5）避壁一形成泥饼保持井壁不坍塌的功能。

6）油层保护一无伤害或低伤害工作液，减少对油层的损害，最大程度地提高侧钻完井投产效果。

在侧钻工作液的六大功能中，根据侧钻井及所在区块地下地质情况、六大功能中防喷、携带岩屑和造壁三项功能是主要功能，必需加以保证。一般情况下，在有套管的井眼内侧钻、开窗后裸眼钻进，井口是可以安接防喷装置的，工作液密度则可相对轻些。所以工作液的造

壁和携带岩屑功能即为最主要功能。在配制调整工作液性能时，应注意泥饼与粘度的调整。（2）侧钻工作液性能 侧钻工作液性能参见表13—l。

密度应根据当地井况与地层压力适当确定，一般压井公式选择密度时，最大附加量不超过15％。

（3）侧钻工作液现场配制与使用。

侧钻工作液一般在现场配制与调整，在条件允许时，应尽量使用专用工作液铁池，铁池 可分返回沉降池、过滤池、调整与循环再用池、清水贮备池等4只。铁池高度应低于井口循 环返出口20～30cm，铁池应串连，参见图13—2所示。

现场配制调整工作液性能应备齐各种化学药品添加剂和泥浆检测仪器，一般每隔lh检测化验一次。

5．下套管与固井技术

裸眼钻进完成后，－套管串的下入和固井则又是侧钻工作中的又一技术关键。因窗口上部套管井眼所限，完井套管串的套管直径应相对小些，与原井套管有足够的间隙，保证顺利入井并能顺利通过窗口。而完井后的小套管与原套管间的悬挂密封，又是必需解决的另一重要关键。一般侧钻完成后，可采取以下措施解决套管串入井与固井问题。

（1）套管串结构

完井套管串一般结构（自上而下）如下： 278’’油管柱、套管尾管悬挂器（也称丢手接头）、Ф102mm套管、阻流环、套管鞋（或称导向头）

套管串中的套管悬挂器，在固井过程中，可使套管随时拉伸、转动，使固井质量比使用 正反扣接头的套管串结构大大提高。

套管串在窗口以下的裸眼井内采用刚性扶正，使套管尽可能相对居中，以减少固井水泥 环的薄厚不均，提高固井质量。

(2）固井水泥浆的挤注

固井时，水泥浆用量较大，一般用下灰车与泵车配套进行，尽量使注入排量保持在0．8～1.2m3/min或 1.2m3/min以上。泵注压力15MPa左右，使环空的水泥浆呈紊流状态，最大限度地破坏掉井壁上的泥浆泥饼，提高固井质量。

在挤注水泥浆前，以 1.2m3/min以上排量泵注清水，冲洗井壁2～4周，然后泵注水泥浆，固井质量效果将会更好。

(3)改善提高顶替效果 212’’油管下接完井套管串的送入完井管柱，在固井时采用双挂钩胶塞推动顶替效果很好。方法是：212’’油管内小胶塞在水泥浆泵注完成后。投入憋下，小胶塞带动双挂钩收缩式大胶塞下行至完井套管内时，大胶塞钩胶脱开，胶塞直径增大，推动顶替套管内水泥浆下行至阻流环以下，在回压作用下，阻流环以下浮球即被顶起，从而使水泥浆不能回到套管内，固井即告完成。 6．测井与射孔技术 （1）测井

测井与完井射孔，也是侧钻施工中的关键技术。而测井又是施工中常进行的工序内容，裸眼钻进完成后，需测井，如井斜角、油层随井斜的深度位置等。下完套管前的测井，因井眼较小，又有窗口的存在，测井时将会遇到许多困难和麻烦，但由于原井眼上部及井口基本未改变，井底套管的水平位移也只有15～30m左右，因此，原井的一般基础资料仍可使用。（2）射孔

侧钻完成后，由于小套管的井眼更小，512’’套管内下入4’’小套管，外径102mm，内径不足90mm，水泥环较薄。因此对射孔的要求较严格，既不能射孔破坏较薄的水泥环，又要深穿透，损害油层小，因此，射孔枪与射孔方式等，又是侧钻完井后的技术关键。目前已开发试制出适应512’’套管内侧钻的系列小直径射孔枪型、高性能射孔弹及相应的射孔方式。

故测井基本上可以简化，测井技术单位可相应研制，试验适合侧钻的测井工具及配套技术。

在挤注水泥浆前，以 1.2m3/min以上排量泵注清水，冲洗井壁2～4周，然后泵注水泥浆，固井质量效果将会更好。

(3)改善提高顶替效果 212’’油管下接完井套管串的送入完井管柱，在固井时采用双挂钩胶塞推动顶替效果很好。方法是：212’’油管内小胶塞在水泥浆泵注完成后。投入憋下，小胶塞带动双挂钩收缩式大胶塞下行至完井套管内时，大胶塞钩胶脱开，胶塞直径增大，推动顶替套管内水泥浆下行至阻流环以下，在回压作用下，阻流环以下浮球即被顶起，从而使水泥浆不能回到套管内，固井即告完成。 6．测井与射孔技术 （1）测井

测井与完井射孔，也是侧钻施工中的关键技术。而测井又是施工中常进行的工序内容，裸眼钻进完成后，需测井，如井斜角、油层随井斜的深度位置等。下完套管前的测井，因井眼较小，又有窗口的存在，测井时将会遇到许多困难和麻烦，但由于原井眼上部及井口基本未改变，井底套管的水平位移也只有15～30m左右，因此，原井的一般基础资料仍可使用。（2）射孔

侧钻完成后，由于小套管的井眼更小，512’’套管内下入4’’小套管，外径102mm，内径不足90mm，水泥环较薄。因此对射孔的要求较严格，既不能射孔破坏较薄的水泥环，又要深穿透，损害油层小，因此，射孔枪与射孔方式等，又是侧钻完井后的技术关键。目前已开发试制出适应512’’套管内侧钻的系列小直径射孔枪型、高性能射孔弹及相应的射孔方式。

故测井基本上可以简化，测井技术单位可相应研制，试验适合侧钻的测井工具及配套技术。

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