中石化江汉石油工程有限公司钻井一公司 湖北省潜江市 433121
摘要：裸眼侧钻技术是常见的定向井钻井工艺之一，如何提高侧钻成功率和侧钻效率是施工人员思考的课题。控压侧钻技术是2012年以来我们在裸眼侧钻井中推出的一种新的侧钻理念，它区别与以前侧钻模式，是根据地层特点和实时侧钻情况动态调整侧钻钻进参数，达到实时全程控制的一种侧钻技术。采用这一控压侧钻方式有效地提高了侧钻施工效率。
关键词：控压 裸眼侧钻 效率
随着油田的快步发展，老区调整井及扩边井的逐渐增多，侧钻次数大幅度增加。如何提高侧钻速度和侧钻时效是提高机械钻速的重点，主要体现在侧钻点和侧钻方式的选择上。尽量选择在容易出新眼的井段和井眼轨迹平滑的井段进行侧钻。对地层岩性强度低于水泥塞强度的井，改变过去控制高钻时侧钻方式，并根据地层岩性特点和井眼轨迹的实际情况制定针对性的控压侧钻方式，提高侧钻井速度。
一、控压侧钻思路
控压侧钻是根据牙轮钻头破岩机理和水泥塞、所钻地层的物理性质的特点提出的：
牙轮钻头破岩是依靠牙轮钻头绕钻头轴线的公转与牙轮绕自身轴线的自转所产生的冲击压碎作用和滑动剪切作用来破碎岩石。在钻压作用下形成压碎作用；牙轮的上下振动和滚动形成的冲击破碎作用；超顶、复锥、移轴三种特殊结构使得牙轮滚动的同时形成滑动所造成的剪切破碎。牙轮钻头破岩的关键参数为门限钻压即钻压轴上的截距，相当于牙齿开始压入地层的钻压。该侧钻方式正是基于水泥塞和地层岩性的可钻性所需的门限钻压存在很大的区别来进行控制。
侧钻施工通常是在确定的侧钻点附近，先注水泥固井制造100-200米的水泥塞后，将井眼在裸眼段按照设计的轨迹通过水泥塞侧钻至新的地层的施工过程。在侧钻工具侧向力的作用下，钻头偏向井眼一侧并且逐步由水泥塞段进入地层，由于水泥的物理性质的最大特点的硬度和脆性大其牙轮钻头破碎所要的门限钻压低、可钻性强；而地层多为泥岩，岩石物性中硬度低而塑性强，牙轮钻头破岩所需的门限钻压远远大于水泥塞的门限钻压。
裸眼控压侧钻具体施工过程：
扫完混浆段，并做地层承压试验，合格后下入侧钻钻具组合，按照设计的轨迹要求调整好工具面开始进行施工。
先期施工牙轮钻头主要是在水泥塞内进行破岩，控制钻压不超过10KN匀速进行钻进，在单弯螺杆的弯曲支撑点作用下钻头轨迹逐渐偏离井眼中心轨迹线向地层靠近，在未接触地层前钻压和钻时都无明显变化。
当钻头开始接触地层，钻时也慢慢上升。控制钻压10KN进行侧钻，在侧向力的作用下，钻头对水泥塞和井眼一侧的岩石进行破岩，地层岩性强度低于水泥塞强度，但塑性强于水泥塞，随着水泥塞的破碎，在钻头底面产生一倾向地层的侧向力加速钻头向地层方向移动，钻头开始进入地层。随着钻头底面切削地层越来越多，当控制钻压10KN的情况下，所钻出地层的岩性无法进行破岩而造成钻时明显开始上升，钻时达到25min/m时，将钻压逐渐增加至20KN，继续侧钻施工，钻时开始下降；当控制钻压20KN侧钻，钻时再次升高至25min/m时，将钻压增加至30KN。
按照该方法循序渐进的钻压增加至50-60KN后观察，若工具面稳定、钻速均匀稳定就可判断该点就是侧钻出新井眼的井深。控制该钻压继续施工，巩固加厚新老井眼的夹壁墙，完成侧钻施工。
该施工过程中可以通过所使用的钻压的大小和相应的钻时变化及时调整钻进参数，从而判断侧钻出新井眼的地层占比情况，可以有效的判断侧钻进度提高侧钻效率。
二、控时与控压侧钻的优缺点
常规裸眼侧钻定向井施工过程中常用钻具组合为：钻头＋1.25°单弯螺杆或者钻头＋直螺杆＋2.5°弯接头，
采用控时侧钻方式：将钻具组合下至侧钻位置，调整好侧钻工具面，接触水泥塞顶开始井底造台阶，侧钻初期控制钻时为该井段正常钻进钻时的5-10倍的机械钻速进行造台阶施工，然后再根据返砂情况对侧钻钻进参数做适度的调整，直至侧钻出新眼完成侧钻施工。该方法施工工艺简单、成功率高，特别适用于深井硬地层井眼稳定的情况，但侧钻时间长，效率低，易发生溜钻和钻具粘卡。并且在侧钻过程中由于井口返出砂样，侧钻点的真实岩屑都很细小，判断上有很大难度，造成整个侧钻施工过程中的效率低。
虽然这种方法侧钻成功率高，但并不适合浅井和疏松地层，因为在软地层长时间控时侧钻，很容易造成局部井径扩大，使侧钻工具失去井壁支撑，导致侧钻失败。在这种情况下采用控压侧钻的方式具有侧钻用时短，钻井效率高等特点。
两种方式优缺点对比表：
三、现场运用实例
2012年9月13日丫平9井完成导眼井施工后侧钻水平井，侧钻点为818.07m，该处侧钻井斜20.6°，侧钻施工采用增方位侧钻。采用控压侧钻技术至井深823.50m侧钻出新眼，裸眼侧钻井段818.07-823.50m，段长5.43m。全过程19:10-22:45，用时3:35。判断出新井眼，开始巩固夹壁墙，但地质录井人员依然判断未出新眼。
2013年6月23日王78斜-305侧钻井施工中采用降斜降方位侧钻，侧钻点为1529.95m，该处井斜2.2°，采用控压侧钻至井深1540m侧钻出新眼，侧钻井段：1529.95-1540m，段长10.05m，全过程用时8:00。侧钻出新眼后定向巩固一根至1549.25m起钻完成侧钻施工。
2013年6月30日马71斜-6侧钻井施工244.5mm井眼采用磁性工具面增斜侧钻，钻具组合为￠244.5mm 钻头＋￠185mm×1.25 单弯螺杆＋转换接头 ＋定向接头＋￠158.8mmNMDC×1根＋￠158.8mmDC×2根＋￠127mmHWDP×9根＋￠127mmDP。侧钻井段354.31-363.89，段长9.58m，用时2:30。侧钻出新眼后地质录井无法判断，定向巩固夹壁墙过程中地质录井才认为380m出新眼。
四、结论与认识
1、通过几口侧钻井的施工，这种控压侧钻方式是可行的，效率也很高。
2、水泥塞的质量是保证侧钻成功的前提，水泥的强度要满足侧钻需要，一是水泥浆的配方达到要求；二是水泥浆平均密度达1.9g/cm3以上并且水泥浆均匀。候凝时间确保大于48h后进行扫塞施工，扫塞至侧钻点以上5～10m处做好承压试验。
3、侧钻过程中，定向施工人员要根据实钻的钻进参数结合井口返出的岩屑，实时进行准确判断，及时调整侧钻参数，确保施工质量。