徑向水平鉆孔技術在LU2028井的應用

黃志強

(中國石油長城鉆探工程有限公司工程技術研究院，遼寧盤錦 124010)

徑向水平鉆孔技術在LU2028井的應用

黃志強

(中國石油長城鉆探工程有限公司工程技術研究院，遼寧盤錦 124010)

徑向水平鉆孔技術目的是解除近井污染，降低注入壓力，提高注水量，以期提高整個井組產量、有效開發剩余儲量。從解堵原理、井位選擇、工程設計、現場施工等幾個方面，詳細論述了徑向水平鉆孔技術在LU2028井的應用情況。該井在1 401.5～1 403.5 m井段采用可傳遞一定扭矩的撓性管驅動微型鉆頭旋轉鉆進破巖，完成了6個徑向水平孔眼，單孔度量長度8～15 m。措施后注入壓力明顯降低，降幅達53.5%，吸水能力得到提高，滿足配注要求，補充了地層能量，使受效油井產量穩步上升，含水下降，取得了良好的應用效果。

新疆油田；徑向鉆孔；套管鉆孔；近井解堵；注水井

徑向水平鉆孔技術是指在超短曲率半徑內(約0.3 m)實現從垂直到水平的轉向，并在同一層位或不同層位鉆出多個徑向水平孔眼，為原井筒提供液流通道，擴大單井波及泄油面積，從而提高儲層動用程度[1-3]。

長城鉆探工程院2008年開始立項研究該技術，目前形成了具有自主知識產權的徑向水平鉆孔工具系統，在遼河、新疆、吉林等油田應用20余口井。2014年將該技術拓展推廣到注水井解堵領域并在LU2028注水井進行了成功應用。利用徑向水平鉆孔技術有效穿透該井堵塞帶，降低了注入壓力，提高了注水量，使地層能量得到補充，對應受效油井產量提高、含水下降，應用效果良好，為類似注入井的解堵增注提供了一種新的低成本技術手段。

1 徑向水平井技術解堵原理

徑向水平鉆孔技術的原理是首先在原井筒內采用專用開窗工具直接在套管上開出一個φ28 mm左右的小窗口，然后下入可傳遞扭矩的撓性管鉆進工具，經導向器引導對準套管上的小窗口進入地層，進行旋轉鉆進破巖，最終形成孔徑約φ25 mm的微小水平孔眼[4]。

在油田注水開發過程中，由于外來液體與儲層流體不配伍，水中懸浮物等的存在，以及石蠟、膠質瀝青質的沉積等因素，常引起地層堵塞，導致注水井吸水能力降低，注水量下降，注入壓力升高，甚至注不進水，其結果將嚴重影響原油生產[5]。如果在井筒周圍徑向鉆出水平孔眼，穿透堵塞帶，可有效降低注入壓力，提高注水量，補充地層能量。

2 井位選擇

LU2028井位于新疆油田XX作業區。該井2002年11月在K1h27-4層(1 401.5～1 403.5 m)投注，初期注入壓力5.0 MPa，注水滿足配注。2011年8月補開K1h21層(1 035～1037 m)為水平井LUHW2112提供注水能量。補層分注前K1h27-4層油壓8.2 MPa，日配注35 m3，日注35 m3，注水正常。補層分注后測量顯示兩層均滿足配注。2014年7月檢管后測量顯示K1h27層注水滿足不了地質配注要求，配注30 m3，日注16 m3，分析認為儲層近井地帶受到污染。

受LU2028井欠注影響，對應K1h27層油井LU2037井含水上升，LU2038井含水上升能量下降。LU2028井組在K1h27層措施前日產液74.8 t，日產油23 t，綜合含水69.2%，剩余地質儲量6.8×104t，潛力大。因此，計劃對LU2028井K1h27-4層實施徑向水平鉆孔，解除近井地帶污染，降低該層注水壓力，提高注水量，以滿足地質配注要求。

3 工程設計

LU2028井生產套管規格φ139.70 mm，壁厚7.72mm，下深1440.82m，鋼級J55，目前人工井底1 429.34 m，固井質量合格，套補距4.25 m，油補距3.83 m，原鉆井液密度1.12～1.15 g/cm3,最大井斜1.98°。

計劃在K1h27-4層進行徑向水平鉆孔施工，施工段內無套管接箍。因此，設計了6個均勻分布的徑向水平孔眼，見表1。每一深度鉆進1個孔眼，單孔鉆進長度8～15 m。

表1 徑向水平孔眼數據

4 現場施工

(1)井筒準備。起出井筒內原管柱；下入φ118 mm通井規通至人工井底，保證井筒通暢；循環洗井兩周。需注意的是徑向水平鉆孔施工對水質要求較高，如洗井不徹底，易發生井下工具堵塞，導致返工，影響施工進度。

(2)下開窗導向工具至預定位置。開窗導向鉆具組合：φ116.0 mm鉆孔導向工具+φ114.0 mm錨定器+φ73 mm油管2根+φ73 mm油管短節2 m+φ73 mm油管至井口。下放時操作要平穩，控制下放速度，中途若遇阻下放阻力不得超過20～30 kN。下放到預定位置后，進行油層校深，根據校深結果調整管柱至①號孔眼深度1403.3 m，坐封并錨定工具管柱。

(3)①號孔眼施工。下入開窗工具，地面高壓泵打壓開窗，施工參數：泵壓15.4 MPa、排量104 L/min，完成套管開窗后,起出開窗工具。下地層鉆進管柱，鉆具組合：φ24 mm鉆頭+撓性管+鉆進送入管；①號孔眼鉆進長度9 m；施工參數：泵壓23 MPa、排量88 L/min，鉆進完成后起出鉆進管柱。調整開窗導向工具至②號孔眼位置。

(4)其余5孔施工。根據設計要求，重復上述套管開窗、地層鉆進等工序，依次完成該井其余5個徑向水平孔眼的施工。各孔眼具體施工參數見表2，水平投影見圖1。

5 應用效果分析

該井措施前日配注50 m3，日注35 m3，注入壓力8.6MPa。措施后初期日配注50m3，日注50m3，注入壓力6 MPa；后提高日配注量到55 m3，日注55 m3，注入壓力4 MPa。由此可以看出，采用徑向水平鉆孔技術，在該井K1h27-4層實施6個長度8～15 m螺旋均布的徑向孔眼后，解除了近井地帶污染，注水壓力明顯降低，降幅達4.6 MPa，日注水量增加，滿足地質配注要求。

表2 LU2028井徑向鉆孔施工參數

圖1 LU2028徑向水平孔眼水平投影圖

由于措施后順利實施注水，補充了地層能量，LU2028井組在K1h27層對應受效油井產量穩步提高，含水下降。措施后2個月，日產液85.3 t，日產油28.7 t，綜合含水66.4%，取得了良好的應用效果。

6 結論及建議

(1)LU2028井完成了6個分支徑向水平孔眼施工，旋轉鉆進長度分別為9 m、13 m、8 m、15 m、13 m、13 m，達到了設計要求，有效降低了該井注水壓力，日注水量增加，滿足地質配注要求，對應受效油井產量穩步提高，含水下降，取得了良好的應用效果。

(2)徑向水平鉆孔技術可在儲層中形成多個徑向微小孔道，具有施工周期短、成本低的優勢，為注入井(注水、注氣、注聚合物等)的解堵增注及采油井增加泄油面積、提高原油產量，提供了一種新的低成本技術手段。

(3)在薄層施工時，應校準開窗工具深度，確保徑向孔眼在油層中鉆進延伸。

(4)進一步提高徑向鉆進長度，縮短施工周期，拓展應用范圍和規模，是下步工作的方向和重點。

[1] 周衛東,師偉,李羅鵬.徑向水平鉆孔技術研究進展[J].石油礦場機械,2012,41(4):1-6.

[2] 施連海,楊帆,黃志強,等.徑向水平井技術的應用及其發展方向探討[J].西部探礦工程，2014,(7)：60-65.

[3] 沈燕來,汪偉英.注水井解堵增注方法.世界石油工業，1997,(4)：44-47.

[4] 何良泉.義171-斜16VF井鉆井技術探索與實踐[J].石油地質與工程，2014，28(4)：115-116,119.

[5] 周權，張建麗，張喜民，徐永斌.定北區塊鉆頭選型的難點及對策[J].石油地質與工程，2014，28(3)：92-95.

編輯：劉洪樹

1673-8217(2015)06-0117-03

2015-03-13

黃志強,助理工程師，1987年生，2010年畢業于西南石油大學石油工程專業，現主要從事鉆完井技術研究與技術服務工作。

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