5短半径侧钻水平井技术

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侧钻水平井配套技术

成功石油管理局钻井工艺讨论院王敏生

短半径侧钻水平井技术

侧钻水平井是指运用特地的井下工具，从老井套管内侧钻而成的水平井利用原井场和地面流程，减削占地利用老井上部井段，降低成本充分利用老井开发地质资料扩大泄油面积，提高产量和采收率

下斜向器

开窗侧钻

水平段钻进

短半径侧钻水平井技术

繁复断块油藏实现稳产的需要地壳运动多次地质事件

实现稳产的途径：查找新的资源接替开发难动用储量挖掘老区剩余油潜力，提高采收率

短半径侧钻水平井技术

停产井资源利用的需要成功油田开发30多年来，已钻井近4万口，随着开发时间的增加，已有4000多口油井因井下管柱损坏、高含水、产能低于经济极限等原因关井停产

油层

短半径侧钻水平井技术

开发剩余油，提高采收率的需要

剩余油

水锥

需要寻求一种既能利用报废井，又能提高采收率，最大限度挖掘剩余油的钻采工艺技术

短半径侧钻水平井技术

需要讨论攻关套管内短半径侧钻水平井技术长半径R1860m

K12/30m

中半径R2287mK26/30m

短半径水平井更适合成功油田油层薄、夹层多、井距小的特点

R3

短半径：R312~57mK31~5/m

短半径侧钻水平井技术

技术难点

地质及油藏工程技术难点

1、目前成功油区大部分油田已进入高含水或特高含水期，剩余油分布零散，猜测不准简单钻入水层

2、油层较深，顶面起伏不平，描述不精确，易导致水平井钻入泥岩中

3、只有通过各种资料分析、数模等手段将上述问题讨论清晰，确保水平井钻入剩余油富集区，取得良好开发效果

短半径侧钻水平井技术

技术难点

短半径侧钻水平井钻井工程技术难点139.7mm套管

井眼尺寸小曲率大

机械钻速低管柱通过技能受限

轨迹掌握难度大套管开窗磁干扰问题突出测量精度要求高仪器工具不配套施工工艺技术基本空白118mm井眼

短半径侧钻水平井技术

技术难点139.7mm套管

短半径侧钻水平井完井工艺技术难点小井眼、窄间隙带来的固井困难

尾管悬挂器

间隙小、曲率大完井管柱下入困难小井眼防砂工具的设计及防砂施工难度大73mm套管

膨胀式封隔器

118mm井眼

短半径侧钻水平井技术

研制了配套的段铣及开窗工具、PDC钻头、动力钻具和相应测量仪器研制的高效段铣器,平均每套刀片磨铣套管14.17m,速度0.6—0.7m/h。制造了一副刀片一次段铣27m的国内最高记录

短半径侧钻水平井技术

由爱护接头、壳体、切断报知装置、活塞总成、弹簧、刀片、下稳定器等组成。

短半径侧钻水平井技术

结构设计特点

段铣器有六个刀片，可同时伸出切割或磨铣

采纳水力活塞结构，设计有切断报知装置段铣器下部增设稳定器，保证工作平稳

切削元件为新型合金，设计有断屑槽和刃前角刀片钢体设计独特，焊接可

靠

短半径侧钻水平井技术

开窗工具包括套管开窗地锚斜向器和铣锥。

(1)一体式地锚斜向器由护送器、斜向器体、地锚总成等部分组成，

地锚总成由悬挂系统、液控系统组成。

短半径侧钻水平井技术

(2)铣锥

由接头、柱状体、锥体三部分组成。特点

是左旋外形，磨铣平稳，不挂窗口，不卡斜向器。

一次下钻即可完成全部开窗作业

短半径侧钻水平井技术

造斜、稳斜钻头研制(1)造斜钻头结构的特点

a)采纳浅内锥冠部外形b)短冠部、短保径c)加强了外边缘部位切削齿的密度及出露高度

短半径侧钻水平井技术

造斜钻头实物图片PDC

短半径侧钻水平井技术

(2)稳斜钻头结构特点a)短抛物线冠部外形

b)加长保径c)加强外边缘部位切削齿

的密度d)加强保径，增加耐磨性

短半径侧钻水平井技术

(3)布齿设计采纳等功率原理及计算机优化设计加强钻头外边缘部位布齿密度(4)制造技术

整体压制石墨阴模技术，已申报国家发现专利PDC复合片与胎体焊接采纳钎焊技术，强度达到390MPa

短半径侧钻水平井技术

铰接动力钻具研制φ95mm铰接动力钻具最高造斜率达到3.6/m

动力钻具结构示意图

短半径侧钻水平井技术

(1)整体结构特点

具有两个可在5范围内弯曲活动的铰接体，保证了钻具能顺当通过高造斜率井段

近钻头和弯壳体部位具有垫块，有利于增加钻具的造斜技能

内传动采纳高强度的连杆万向节总成传动轴总成运用密封油润滑方式

短半径侧钻水平井技术

(2)性能参数设计Ф95mm铰接动力钻具性能参数总长mm3960马达外径mmφ95转速rpm170-280排量l/s9输出扭矩最大压差两端扣型N.mMPa8972.727/8〃REG

不同度数弯壳体的设计造斜技能弯壳体度数213/415/811/211/4造斜段半径m12.0~14.014.0~15.517.0~18.518.