水力噴射徑向水平鉆井水力參數設計

仲冠宇，左羅，蔣廷學，王海濤，孔令軍

（中國石化石油工程技術研究院，北京 100101）

0 引言

徑向水平井技術是一種起步于20世紀80年代的鉆井技術，其工作原理是在儲層段套管開窗，并利用高壓射流鉆出多個水平孔眼，達到增加儲層裸露面積的目的，具有增產效果明顯、成本低、儲層保護效果好等優勢［1-4］，在老井改造、煤層氣增產等方面得到了廣泛的應用。與常規鉆井技術不同，徑向水平井技術通過高壓水射流的沖擊力破碎巖石并提供推進力，從而實現連續鉆進。如何在循環壓耗、地面機泵的制約下，優化水力能量的分配，提高水力鉆頭的破巖能力及推進力，對徑向水平井技術的應用有重要影響。因此，水力參數的優化設計尤為重要。現有的鉆井水力參數設計主要針對常規鉆井技術，其基本思路為［5］：在求解循環壓耗的基礎上，考慮鉆井液的攜巖能力，以最大鉆頭水功率或最大射流沖擊力作為水力參數優選標準，優化排量。因此，徑向水平井與常規鉆井技術的水力參數優化設計在優化目標及約束條件方面存在區別，現有的水力參數設計方法并不適用于徑向水平井技術。

目前，國內外不少學者針對徑向水平井展開了研究，但是主要集中于產能優化、工具設計等方面［6-12］，對于水力參數設計的研究相對較少［13-15］。為此，本文以流體力學為基礎，通過理論推導，建立了可用于徑向水平鉆井技術的循環壓耗計算模型，并結合鉆井工藝過程建立了水力噴射徑向水平鉆井水力參數的優化模型，提出了徑向水平鉆井水力參數的設計方法，從而為徑向水平井技術的應用提供了理論支撐?！?br>