径向水平井技术研究与应用

2014-02-19黄建东郭梦如苏庆国

石油工业技术监督 2014年10期

关键词：开窗油层油井

黄建东，苏哲，郭梦如，尹玲，苏庆国

1.中国石油长城钻探工程公司钻井三公司（辽宁盘锦 124010）

2.中国石油辽河油田分公司特种油开发公司（辽宁盘锦 124010）

3.中国地质大学（北京 100083）

4.中国石油辽河油田分公司钻采院钻井工程监督中心（辽宁盘锦 124010）

径向水平井工艺优势：在套管上进行局部开窗，与常规开窗侧钻井相比，对套管损伤小；不需要钻柱与钻头的旋转，减少井下复杂情况的发生；采用无固相喷射液，施工周期短，最大限度的降低油层污染；疏通稠油井注汽通道，增加注汽量；改善地下井网布局，在生产层中创造一个更大的供油区，增大采油面积；改善地层渗透性，提高孔渗参数；取代射孔作业，能够远距离打开油气通道；对于出砂严重的井实施径向水平井后进行导向压裂作业，在孔道中加入填充物，防止砂堵孔道，增加生产周期[1-2]。

1 径向水平井工艺原理[3-6]

径向水平井工艺原理基于高压水射流理论，通常动力驱动泵对喷射液完成一个吸、排过程，将一定量的喷射液泵送到高压管路，使其以一定的能量到达喷嘴。而喷嘴的孔径要比高压管路直径小的多，因此到达喷嘴的喷射液要想流出喷嘴，必须加速。这样，经过喷嘴加速凝聚的喷射液就形成射流击打地层，从而形成裸眼孔道。

径向水平井的实际应用是用连续管携带马达及钻头在油层部位的套管上磨铣开孔，然后使用带喷射钻头的软管，借助高压射流的水力破岩作用，在油层中的不同方向上钻出多个井眼的一种工艺技术。

2 施工作业

2.1 作业步骤[7]

1）选井。通过油层渗透率、孔隙度、岩性、井筒等条件选出适合该工艺的施工井，制定施工方案。

2）通井。起出原井管柱，将原油洗净，通井保证井筒畅通。

3）测固放磁。测量施工层段固井质量及套管接箍深度。测固井质量保证套管与水泥环固结良好，使得喷射钻头安全穿越水泥环；测套管接箍深度保证开窗时避开套管接箍。

4）下导向鞋。将导向鞋接到Φ73mm油管底部下至目的井段。

5）自然伽马校深。测施工井段油层显示深度以及标定导向鞋准确深度，结合固放磁数据最终标定导向鞋深度。

6）开窗。将连续管携带马达及钻头下入导向鞋内开窗，下入最大速度38m/min，距离导向鞋100m时速度降至10.5m/min，控制开窗压力70～85MPa。

7）喷射钻进。连续管携带高压软管及喷头下至目的窗口进行径向分支喷射，压力78～95MPa，喷射钻进速度控制在0.077～0.15m/s。

8）第一个井眼完工后，将所有工具从井内取出，“旋转”油管，定位导向鞋的方位至下一个井眼开口处，重复上述步骤。

9）分析总结。施工结束后分析施工质量，计算沉砂体积，形成施工报告。

2.2 注意事项

1）在磨孔过程中任何人不得站在连续管下方，同时保证连续管控制室内观察井口设备的视野通畅。磨孔时间30～90min，视套管的新旧程度和钢级情况而定。磨孔过程需要使用0.005%聚合物进行润滑。

2）在喷射钻进时当喷头开始加速时，连续管的拉张非常关键，保持拉力可以确保井眼平直。

3）施工过程中由于使用高压作业，危险性大，无关人员应远离施工设备。

3 现场应用

RDS公司在辽河油田施工径向水平井5口，均为稠油井，施工深度主要在1 800m左右，喷射岩层主要为灰褐色油浸砂砾岩，喷射钻进距离100m，喷射压力78～95MPa，开窗套管钢级主要涉及N80、J55等，开窗套管壁厚从8.05mm到10mm不等。径向水平井施工结束后，完井阶段对于稠油井需要注入蒸汽，施工的5口井中，都是由于先前注汽压力太高，无法将蒸汽注入油层导致开采低产关井，实施径向水平井后打开注汽通道，注汽压力降低，注汽量增加，放喷开采日产量是原来的3～7倍（表1）。