超短半径侧钻分支水平井钻井技术

超短半径侧钻分支水平井钻井技术

超短半径侧钻技术是指沿钻头纵向心的方向上的一条或多口水平井。超短半径侧钻水平井的造斜率通常每米大于10°,在0.3m的曲率半径内完成由垂直转向水平钻进。该技术能使死井复活,大幅度提高油井产量和原油采收率,且能降低钻井成本,是油田老井改造、油藏挖潜和稳产增产的有效手段。曙1-23-0370CH井构造上位于曙光油田杜210断块,主要目的层为大凌河油层,纵向和平面物性变化大,层间层内非均质性较严重;储层原油黏度4328mPa·s,属于普通稠油油藏。该井侧钻前处于捞油状态,几乎没有产量,侧钻后经过注汽焖井,现日产原油5.5t,取得了较好的效果。1项目设计1.1下于基层管井眼结构该井区储层具有油层薄,局部有泥岩夹层的特点,为控制两套薄油层,井身结构设计为上下两分支的结构。该井是在老井曙1-23-0370井Ø177.8mm油层套管实施开窗侧钻,侧钻上下2个分支:上分支窗口点位于967m,侧钻进尺35.02m,裸眼完井;下分支窗口点位于970.8m,侧钻进尺30.67m,做到了对油层的准确控制。鉴于超短半径水平井的完井难度较大,为了减少后期完井施工难度,设计下分支井眼采用筛管完井方式。上分支井眼采用裸眼完井方式,通过共用尾管实现后期采油目的。该井设计下分支井眼完钻深度为1001.47m,管串结构为Ø89mm筛管+(Ø114mm导向管)+尾管(筛管)+铅封+封隔器。大斜度段钻进完成后下入带喇叭口的导向管,充分了保证了后期钻具下入和水平喷射钻进过程中井眼的稳定。上分支井眼裸眼完井,完钻井深为1002.02m。充分考虑到稠油井后期可能出砂因素,此分支窗口处可借用下分支的筛管起到防砂效果。1.2井眼轨迹设计曙1-23-0370井区目的油层分布稳定,油层平均厚度4.9m,预测目的层顶面埋深957~961m,底面埋深963~967m。设计的上分支A1点距离目的层顶面5.1m,距目的层底面0.8m;预测B1点目的层顶面埋深961.1m,底面埋深966.9m,设计B1点距目的层顶面2.9m,距底面2.9m。通过轨迹设计达到对油层的最大范围控制,见表1。该井设计的下分支井眼轨迹狗腿度最大的为18.62(°)/m,通过5.7m的轨迹长度实现从开窗到水平钻进。开窗设计采用的钻具组合为:Ø120铣锥+Ø73mm钻杆短节+Ø73mm钻杆,钻压0~3kN,转速0~60r/min,排量400~600L/min。开窗时要随时注意泵压变化,修窗时间要在10min以上。造斜井段采用的钻具结构为:Ø118mm钻头+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+Ø73mm钻杆,钻压10~30kN,转速不变,排量200~300L/min。由于地层倾角较大,造斜每钻进1m需将实钻井眼轨迹与设计轨迹进行对比分析,提高中靶精度。水平段采用钻具结构:Ø32mm高压喷管+Ø32mm连续油管(外接Ø73mm筛管),钻压、转速不变,排量400~600L/min。钻井液选用清水+0.5%耐高温防膨剂,根据漏斗黏度及切力情况适当加入CMC,完井后充分洗井保证井眼清洁。2下入井施工方法2(1)下Ø152mm×1.5m通井规,通井至975m,上部套管试压,试压10MPa经30min压降不超过0.5MPa为合格。用Ø152mm×1.5m套管刮管器刮至975m。(2)磁性定位。根据套管接箍数据校正电缆长度,测定导斜器管柱定位短节深度。(3)下第1导斜器。下入导斜器+定向接头+Ø73mm钻杆,用陀螺定位仪和电测仪器测试方位和深度,将导斜器固定,斜深970.8m,用水泥车打压21MPa,稳压10min,下放管柱,加压40~50kN,在上提40~50kN,确保导斜器坐封正常后上提,多出自重0.2kN,正转数圈,起出导斜器上部管柱。(4)开窗、修窗。井口安装旋转密封器。先正循环冲洗、后反循环开窗,铣至斜深972.1m后,把所有的铁屑及岩屑洗出井口,起出钻具。下Ø120mm铣锥+Ø73mm钻杆+方钻杆至970.8m,井口安装旋转密封器进行修窗,施工工序和参数与开窗相同,铣至斜深972.1m后,反复在窗口位置修整后,把所有的铁屑及岩屑洗出井口,起出钻具。(5)下第2导斜器。下入插楔式导斜器+Ø73mm钻杆,利用其下端斜面与第1导斜器上斜面重量,使第2导斜器固定,斜深967.0m后,正转数圈,起出导斜器上部管柱。(6)第2分支井眼开窗、修窗。下Ø120mm铣锥+Ø73mm钻杆+方钻杆至967.0m,井口安装旋转密封器。先正循环冲洗、后反循环开窗,铣至斜深968.3m后,把所有的铁屑及岩屑洗出井口,起出钻具。修窗施工工序和参数与开窗相同,铣至斜深968.3m后,反复在窗口位置修整后,把所有的铁屑及岩屑洗出井口,起出钻具。(7)造斜。按设计下入钻具结构,加装井口密封器,当下至斜深967.0m时,效正指重表,做人工第2次定位工作,确保造斜工具与导斜器完全重合,方位与实测方位重合,采用反循环钻进方式,泵压4~5MPa。当钻至进尺5m(垂深972.0m)时1/4圆90°完成。造斜工作结束。(8)测井。下测井仪器+造斜工具+柔性钻杆+扶正器+Ø73mm钻杆至所钻井眼测量造斜曲率,如完成90°造斜工作则进行水平钻进工作,如未达到所需角度下造斜工具钻至设计角度。(9)水平段钻进。下入Ø118mm水平钻头+柔性钻杆(外接导向管)+扶正器+Ø73mm钻杆。当下至窗口再做第3次定位,反循环钻进,钻压控制在30kN以内,做好录井资料分析。钻至斜深1002.02m停钻、起出钻具,裸眼完井。(10)打捞第2导斜器。下公锥+扶正器+Ø73mm钻杆至967.00m进行冲捞第2导斜器。(11)造斜。当钻具组合下至斜深970.8m时,开始造斜,与(7)相同。(12)测井。与(8)相同。(13)下柔性钻杆+甩钻接头+导向管+Ø73mm钻杆至976.5m时,保留导向管在井眼内,尾管余顶969.5m,起出钻具。(14)水平段喷射。Ø32mm下喷头+Ø89mm割缝防砂筛管+高压喷管+尾管+Ø73mm油管,加装连续冲砂专用井口密封器,当下至976.5m时,效正指重表,泵压20~35MPa,排量600~800L/min,喷进至1001.47m时提出井下喷头+高压喷管+油管,割缝防砂筛管+尾管保留在所喷井眼内,尾管余顶960.0m。(15)完井。下铅封+封隔器至960.0m坐封后完井。3超短半径自动识别井Recognitionandconclusions(1)曙1-23-0370CH井是辽河油田第1口超短半径分支水平井,该井的成功实施,标志着辽河油田该项技术取得了突破性进展,建立了超短半径分支侧钻水平井的设计和施工模式。(2)在水平段喷射钻进过程中,运用筛管与钻具同步下入技术实现了超短半径水平井的钻进完井1次完成;使用了清水