众所周知,油田套管开窗侧钻井普遍存在作业工序多、周期长等问题,十分影响生产进度。今年,针对此问题,中石化西北油田石油工程技术研究院钻井研究所技术人员攻关研发了一体式斜向器,应用该工具下入一趟钻,可以达到常规工艺两趟钻的效果,即一趟钻可同时进行实现斜向器坐挂与套管开窗作业。


一体式斜向器介绍

斜向器和铣锥是实施套管开窗作业必须使用的两种工具。一体式斜向器是对常规斜向器和铣锥两种工具进行改进优化,将两者结合在一起,构成一种“一体式”工具,一体式斜向器利用一趟钻下入井底,通过投球实现斜向器坐挂,坐挂后不起钻直接开窗。



一体式斜向器主要构成部分包括组合铣锥、坐封阀、连接软管、导斜体和斜向器锚定部分。组合铣锥负责开窗修窗,坐封阀上设计有两次投球的球座,通过两次投球打压,分别实现斜向器坐挂与铣锥循环通道打开。



一体式斜向器结构

一体式斜向器与常规斜向器和铣锥相比,最大的特点是将斜向器与铣锥集成为一个工具,整体入井,节约一趟钻。铣锥结构优化为上、中、下三段式,下部主攻,中部完成第一次修窗,上部用类似于机床刨刀的工作方式对套管进行刨削二次修窗,使窗口平滑,保证起下钻窗口无挂卡。

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一体式斜向器结构优化

常规套管开窗工艺共含三趟钻,下斜向器一趟、下铣锥开窗一趟、试钻一趟,不仅工序多,而且周期长、开窗效率低。针对这些问题,钻井所技术人员通过实地走访多家工具厂商,调研现有开窗工具的材质、结构和性能,在掌握了大量数据信息后对现有开窗工具进行优化论证与技术攻关。

形成的一体式工具主要从三个方面进行了改进优化:

❖ 铣锥结构:铣锥设计为三段式,下部主攻,中部和上部完成两次修窗,同时降低施工峰值扭矩

❖ 连接方式:三销钉连接铣锥与斜向器,保证工具在井筒居中的同时确保下压15T左右实现丢手

❖ 金属材质:切削齿采用高耐磨硬质合金,实现开完窗后对地层仍有一定攻击性


一体式斜向器现场应用

一体式斜向器侧钻开窗工具自今年3月在塔河油田TK1078CH井首次成功应用以来,已累计应用9井次,成功率100%。

经统计,利用常规分体式斜向器+铣锥进行套管开窗作业,平均施工周期为4.8天,而利用一体式斜向器平均施工周期仅需2.9天,平均单井节约周期1.9天,单井节约费用16.3万元。

一体式斜向器在现场的成功应用,表明此工具性能可靠,现场施工操作简单,已在塔河油田进行推广应用,下步将在顺北区块进行试验应用。

未来,钻井研究所将继续创新,持续对一体式斜向器结构进行优化改进,力争一趟钻实现斜向器坐挂、套管开窗和试钻,在目前节约一趟钻的基础上再节约一趟钻,进一步缩短套管开窗侧钻井的成本和井筒作业周期,为油田公司高质量发展提供技术支撑。

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