超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)探討

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，鉆井領(lǐng)域中研究和開發(fā)出了更多的新型前沿技術(shù)，其中超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)就是其中之一。超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)有著油井產(chǎn)量高、注水采油精度高、采收率高的優(yōu)勢，在一些復(fù)雜斷塊油藏、稠油油藏、厚油層頂部剩余油、低滲透油藏、砂體規(guī)模小、綜合調(diào)整難度大、開發(fā)效益差的油層有著廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用。本文主要闡述了超短半徑多分支水平井技術(shù)特點(diǎn)，分析了超短半徑多分支水平井眼軌道優(yōu)化設(shè)計，最后對超短半徑多分支水平井鉆井施工過程進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：超短半徑;多分支;水平井鉆井技術(shù)

隨著我國一部分油田已經(jīng)進(jìn)入了開采的中后期，開采的難度變得越來越大，我們逐漸的將開采的重點(diǎn)向著低滲透油藏、薄油層、復(fù)雜斷塊、開發(fā)效益低、綜合調(diào)整難度高等油層轉(zhuǎn)移。一般情況下針對以上各種油層，我們主要使用的開采方式為加密調(diào)整及老井側(cè)鉆的方式，但是在老井井身結(jié)構(gòu)限制、井槽數(shù)量限制的情況下，開采需求沒有得到滿足。針對以上問題，超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)在低滲透、稠油、老油井等有著廣泛的應(yīng)用，有著挖潛剩余油、增加泄油面積的優(yōu)勢，為油田的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)提供了新的方法。

1 超短半徑多分支水平井技術(shù)特點(diǎn)

超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)的主要原理就是開窗側(cè)鉆，完成老井套穿越一套或者多套油層，在造斜段、水平段鉆進(jìn)時使用一些特制的工具。在相同或者不同的油層可以根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行一個或者多個分支井眼鉆進(jìn)開發(fā)。超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)的主要核心技術(shù)就是采用柔軟短節(jié)鉆具與單根長度0.15米鉆桿相組合的方式，造斜能力達(dá)到15-20°/m，有效將曲率半徑控制在2-5米范圍之內(nèi)，轉(zhuǎn)向90°后呈現(xiàn)水平狀態(tài)。根據(jù)每個區(qū)域內(nèi)儲層特點(diǎn)的不同，當(dāng)水平段鉆進(jìn)滿足設(shè)計需求后，就要選擇科學(xué)合理的完井方式，達(dá)到不同油層完井需求。

超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)與傳統(tǒng)的水平井鉆井技術(shù)相比較有著以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：（1）老井泄油面積增加，原油產(chǎn)量增加，采收率進(jìn)一步提升;（2）老井采取側(cè)鉆的方式，節(jié)約了鉆井施工成本與施工周期，井槽利用率進(jìn)一步提升;（3）在薄油層、小規(guī)模砂體、頂部剩余油等油藏進(jìn)行水平鉆井施工時，超短曲率半徑控制在2-3米之內(nèi)，省去了堵水作業(yè)、固井作業(yè)時間，避開了開水層，達(dá)到一次性完井目的;（4）鉆井設(shè)備操作簡單、方便，對鉆完井作業(yè)設(shè)備操作要求不高;（5）針對多層、薄互儲層可以實(shí)現(xiàn)多套油層內(nèi)開窗側(cè)鉆，滿足水平井鉆進(jìn)需求。

2 超短半徑多分支水平井眼軌道優(yōu)化設(shè)計

超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)中，井眼軌跡的優(yōu)化設(shè)計在其中發(fā)揮著重要的作用，是地質(zhì)油藏開發(fā)的重要前提。井眼軌跡的設(shè)計需要克服的難題比較多，主要有造斜率高、造斜井段短等，同時還要高度的重視工具能力、地層特性、工藝技術(shù)等可能造成的影響。

2.1 側(cè)鉆點(diǎn)位置優(yōu)選

想要保障側(cè)鉆技術(shù)的順利開展，完成油藏開采的目的，其中選擇準(zhǔn)確的水平分支井眼是十分重要的，通常情況下在老井套質(zhì)量比較好的位置選擇側(cè)鉆點(diǎn)，同時還要避開套管節(jié)箍與全角變化率大于3°的井段。我們一般情況下需要根據(jù)老井測斜數(shù)據(jù)參數(shù)對側(cè)鉆點(diǎn)進(jìn)行選擇，同時油層深度及厚度的確定也要根據(jù)測井解釋數(shù)據(jù)參數(shù)，保障開窗側(cè)鉆后能夠順利進(jìn)入油層。同時還要對柔性鉆具造斜率及短鉆桿長度情況充分的考慮，在儲層底部2米以上的位置一般為穩(wěn)斜段，側(cè)鉆點(diǎn)的位置可以根據(jù)反算計算出來。

2.2 造斜段設(shè)計

三段制是目前我國超短半徑多分支水平井井眼軌跡設(shè)計中比較常見的一種，三段主要指的就是開窗段、造斜段、水平段。造斜段是其中的關(guān)鍵。油層厚度對造斜段有著較大的影響。想要保障造斜結(jié)束后井眼軌跡順利進(jìn)入油層，就要分析油層厚度、走向等影響因素，科學(xué)合理的控制儲層段。

2.3 井斜方位控制

超短半徑多分支水平井井眼開窗及鉆進(jìn)時需要采用基點(diǎn)定位測量的方式，避免出現(xiàn)井眼反扣等現(xiàn)象，影響井眼軌跡鉆進(jìn)。分支井眼在無旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的情況下鉆進(jìn)，想要計算出井眼軌跡就要采取開窗及造斜進(jìn)尺，有效控制井斜，避免出現(xiàn)盲鉆現(xiàn)象，給水平井鉆井施工帶來風(fēng)險。

3 超短半徑多分支水平井鉆井施工過程

超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)的主要流程為刮管作業(yè)、套管開窗作業(yè)、下入開窗斜向器、水平段鉆進(jìn)、定向造斜鉆進(jìn)、回收斜向器等。

（1）刮管作業(yè)。對套管內(nèi)存在的一些附著物進(jìn)行清除，保障開窗斜向器成功下入井內(nèi)。

（2）下入開窗斜向器。開窗斜向器的主要作用是對井眼進(jìn)行造斜，充分考慮到增斜及導(dǎo)向需求，對斜向器的鞋面角度進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，出窗后就能完成增斜的任務(wù)。

（3）套管開窗作業(yè)。經(jīng)常使用的開窗鉆具組合形式為柔性鉆桿+鉆桿+銑錐。想要保障開窗的質(zhì)量，就要根據(jù)實(shí)際情況對窗口進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)窗口的平滑、起下鉆無阻掛。開窗過程中要合理的調(diào)整數(shù)據(jù)參數(shù)，采取低轉(zhuǎn)速、低鉆壓連續(xù)磨銑的方式，窗口修整的時候采取高轉(zhuǎn)速的方式。

（4）定向造斜段鉆進(jìn)。定向造斜段鉆井造斜鉆頭主要依靠開窗斜向器進(jìn)行引導(dǎo)，避免井眼偏離設(shè)計方向，造斜段長度由進(jìn)尺決定，進(jìn)尺控制范圍一般在2-5米之內(nèi)，油層走向與井斜盡量保持一致。

（5）水平段鉆進(jìn)。水平鉆進(jìn)鉆頭的選擇合理性是水平段作業(yè)施工時的關(guān)鍵，在砂巖中也要保障鉆頭順利前進(jìn)。對鉆進(jìn)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，對鉆具起到良好的保護(hù)作用。

4 結(jié)語

經(jīng)過以上的研究和分析發(fā)現(xiàn)，在我們應(yīng)用了超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)之后，單井產(chǎn)量有所提升，增油效果良好。超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)有著施工周期短、施工成本低、操作流程簡單方便、增儲上產(chǎn)效果明顯的優(yōu)勢，有著良好的推廣前景。尤其在一些低滲透、低孔隙、低產(chǎn)的老井和停產(chǎn)井中，超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)通過一個或者多分支井眼，實(shí)現(xiàn)油層泄油面積的增加，油井產(chǎn)量的進(jìn)一步提升，在我國油田企業(yè)挖潛增效方面發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉立焱，劉智勤，吳淑輝，王藝. 超短半徑多分支水平井鉆井技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（23）：160-162.

[2]呂敏. 基于柔性鉆具的超短半徑多分支水平井側(cè)鉆技術(shù)及應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（20）：156-157.

[3]楊永印，楊海濱，王瑞和，馬開良，周衛(wèi)東，馬清明，徐希良. 超短半徑輻射分支水平鉆井技術(shù)在韋5井的應(yīng)用[J]. 石油鉆采工藝，2006（02）：11-14+81-82.

[4]薛向陽，劉艷彬，喬衛(wèi)峰，王振華，吳長鋒. 文10-83井超短半徑徑向水平井鉆井實(shí)驗[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，34（02）：131.

作者簡介：

田海崗，1983年，男，漢族，河北衡水，大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)畢業(yè)，大專。現(xiàn)任職廊坊奧瑞拓能源科技股份有限公司，工程師。主要研究方向為鉆井工程及鉆測定錄一體化。