徑向水平井技術研究與應用

黃建東 ，蘇 哲 ，郭夢如，尹 玲 ，蘇慶國

1.中國石油長城鉆探工程公司鉆井三公司 （遼寧 盤錦 124010）

2.中國石油遼河油田分公司特種油開發(fā)公司 （遼寧 盤錦 124010）

3.中國地質大學 （北京 100083）

4.中國石油遼河油田分公司鉆采院鉆井工程監(jiān)督中心 （遼寧 盤錦 124010）

徑向水平井工藝優(yōu)勢：在套管上進行局部開窗，與常規(guī)開窗側鉆井相比，對套管損傷小；不需要鉆柱與鉆頭的旋轉，減少井下復雜情況的發(fā)生；采用無固相噴射液，施工周期短，最大限度的降低油層污染；疏通稠油井注汽通道，增加注汽量；改善地下井網(wǎng)布局，在生產(chǎn)層中創(chuàng)造一個更大的供油區(qū)，增大采油面積；改善地層滲透性，提高孔滲參數(shù)；取代射孔作業(yè)，能夠遠距離打開油氣通道；對于出砂嚴重的井實施徑向水平井后進行導向壓裂作業(yè)，在孔道中加入填充物，防止砂堵孔道，增加生產(chǎn)周期[1-2]。

1 徑向水平井工藝原理[3-6]

徑向水平井工藝原理基于高壓水射流理論，通常動力驅動泵對噴射液完成一個吸、排過程，將一定量的噴射液泵送到高壓管路，使其以一定的能量到達噴嘴。而噴嘴的孔徑要比高壓管路直徑小的多，因此到達噴嘴的噴射液要想流出噴嘴，必須加速。這樣，經(jīng)過噴嘴加速凝聚的噴射液就形成射流擊打地層，從而形成裸眼孔道。

徑向水平井的實際應用是用連續(xù)管攜帶馬達及鉆頭在油層部位的套管上磨銑開孔，然后使用帶噴射鉆頭的軟管，借助高壓射流的水力破巖作用，在油層中的不同方向上鉆出多個井眼的一種工藝技術。

2 施工作業(yè)

2.1 作業(yè)步驟[7]

1）選井。通過油層滲透率、孔隙度、巖性、井筒等條件選出適合該工藝的施工井，制定施工方案。

2）通井。起出原井管柱，將原油洗凈，通井保證井筒暢通。

3）測固放磁。測量施工層段固井質量及套管接箍深度。測固井質量保證套管與水泥環(huán)固結良好，使得噴射鉆頭安全穿越水泥環(huán)；測套管接箍深度保證開窗時避開套管接箍。

4）下導向鞋。將導向鞋接到Φ73mm油管底部下至目的井段。

5）自然伽馬校深。測施工井段油層顯示深度以及標定導向鞋準確深度，結合固放磁數(shù)據(jù)最終標定導向鞋深度。

6）開窗。將連續(xù)管攜帶馬達及鉆頭下入導向鞋內開窗，下入最大速度38m/min，距離導向鞋100m時速度降至10.5m/min，控制開窗壓力70～85MPa。

7）噴射鉆進。連續(xù)管攜帶高壓軟管及噴頭下至目的窗口進行徑向分支噴射，壓力78～95MPa，噴射鉆進速度控制在0.077～0.15m/s。

8）第一個井眼完工后，將所有工具從井內取出，“旋轉”油管，定位導向鞋的方位至下一個井眼開口處，重復上述步驟。

9）分析總結。施工結束后分析施工質量，計算沉砂體積，形成施工報告。

2.2 注意事項

1）在磨孔過程中任何人不得站在連續(xù)管下方，同時保證連續(xù)管控制室內觀察井口設備的視野通暢。磨孔時間30～90min，視套管的新舊程度和鋼級情況而定。磨孔過程需要使用0.005%聚合物進行潤滑。

2）在噴射鉆進時當噴頭開始加速時，連續(xù)管的拉張非常關鍵，保持拉力可以確保井眼平直。

3）施工過程中由于使用高壓作業(yè)，危險性大，無關人員應遠離施工設備。

3 現(xiàn)場應用

RDS公司在遼河油田施工徑向水平井5口，均為稠油井，施工深度主要在1 800m左右，噴射巖層主要為灰褐色油浸砂礫巖，噴射鉆進距離100m，噴射壓力78～95MPa，開窗套管鋼級主要涉及N80、J55等，開窗套管壁厚從8.05mm到10mm不等。徑向水平井施工結束后，完井階段對于稠油井需要注入蒸汽，施工的5口井中，都是由于先前注汽壓力太高，無法將蒸汽注入油層導致開采低產(chǎn)關井，實施徑向水平井后打開注汽通道，注汽壓力降低，注汽量增加，放噴開采日產(chǎn)量是原來的3～7倍（表1）。

表1 徑向水平井施工井產(chǎn)油情況

從表1中可以看出，注汽的難易度及施工后的產(chǎn)油量與徑向水平井噴射孔數(shù)有直接關系，開孔數(shù)越多注汽壓力越低，越容易注入蒸汽，而且產(chǎn)油量也隨之增加。

4 結論

1）連續(xù)管在徑向水平井工藝上的應用，提高作業(yè)效率，減少施工成本。

2）應用徑向水平井技術疏通油氣通道，開發(fā)難動儲層，增大泄油面積，增加采收率。

3）遼河油區(qū)低滲透、稠油井和超稠油井甚多，解決稠油井注汽難，恢復油井產(chǎn)能。

4）徑向水平井為遼河油區(qū)開采低滲透、稠油井提供新的技術工藝。

[1]施連海,李永和,郭洪峰,等.高壓水射流徑向水平井鉆井技術[J]．石油鉆探技術,2001,29（5）：21．

[2]楊永印,楊海濱,王瑞和,等．超短半徑輻射分支水平鉆井技術在韋 5 井的應用[J]．石油鉆采工藝,2006,28（2）：11-12.

[3]Wade Dickinson.Coiled-Tubing radials Palaced by Water-Jet Drilling[R],Field Results,Theory,and practice,SPE26348.

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[6]DICKINSON DICKINSON RW．Horizontal radial drilling system[R]．SPE 13949，1985.

[7]薛勝雄.高壓水射流技術工程[M].合肥：合肥工業(yè)大學出版社，2006.