8径向井技术在韦5井的应用(yshy)

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1、径向井技术在W5井的应用马开良[1]张宗林[1]丰全会[1]杨永印[2]（1.江苏油田工程院；2.中国石油大学（华东）石油工程学院）摘要：介绍了径向水平井技术的主要内容、适用条件及在设计径向水平井眼深度和方位时应考虑的因素，重点论述了W5井现场施工中的套管段铣、井下扩眼、水平钻进的工艺过程、技术参数及技术原理。该井创造了国内径向井三项纪录：三个径向分支水平井眼总长度最长、单个径向分支水平井眼长度最长、钻井周期最短。该井投产初期平均日产油5.1吨，日增油1.5吨，增产40%。该技术的成功应用，为解决类似W

2、5难以进行压裂改造的油田提供了新的增产途径。关键词：径向井；段铣；扩眼；水平钻进；完井径向井技术及其适用条件径向水平井技术是在老井眼油层部位，利用高压水射流沿井眼半径方向钻出一个或多个辐射状水平井眼的钻井新技术[1]。由于转弯半径很小，传统的旋转钻井技术无法用于钻径向水平井。因此采用高压水力喷射代替钻头破岩是解决径向水平钻井技术的主要思路。其工作原理是通过液压实现柔性钻具的转向和送钻，水射流钻头非旋转前进实现连续破岩钻孔（见图1）。径向水平钻井技术要解决的主要问题有三个：一是水射流的钻孔有一定直径，满足

3、采油要求；二是水平钻进能达到一定长度，尽量增大泄油面积；三是钻进速度。其中钻孔直径和钻速由水射流喷嘴的破岩能力所决定；水平井眼的长度与导向器系统的液压送进能力密切相关。主要工艺过程有套管段铣、井下扩眼、水平钻进、完井等。技术核心是径向水平钻进技术，包括导向器系统、水射流喷嘴以及钻进控制等技术内容。径向水平井技术利用原有老井，直接在油层部位钻径向水平井眼，增大油层的泄油面积，开采剩余油，提高老井产量，工艺周期短，投资少，具有良好的技术经济效益。然而由于其工艺水平的限制径向水平井也有一定的适用条件：①150

4、0m以内的疏松砂岩，便于扩眼和水射流钻进；②井斜角在10°以内，便于套管段铣、扩眼和径向井眼在油层中延伸；③目的层厚度在2m以上，有效孔隙度大于20%，保证投产效益；④目的层以上套管完好，便于施工作业和采油。W5断块是受构造控制、岩性影响的具有统一油水界面的层状油藏。地下原油粘度290mPa·s左右，属稠油断鼻油藏。W5井为直井，位于W5断块中部，完钻井深1250m，F139.7N80´7.72的油层套管下深1181.54m，人工井底1161.70m，环空水泥返深549m。油藏埋深1065m，地层压力系

5、数0.97，E2f1砂岩油层平均孔隙度24.1%，平均渗透率200.5×10-3μm2，主力油层8号层厚10.6m，距离10号水层12m，如用压裂改造措施极易产生水窜，尤其适合采用径向水平井技术进行改造。钻井设计W5断块地层北倾，地层倾角4.2°，最大主应力方向为27.5°，根据周围采油井的生产情况并考虑注水井的影响，按有利于提高产量的顺序依次设计径向水平井眼的方位分别为：A井眼207.5°～225°，B井眼27.5°～45°，C井眼117.5°～135°5。为了避开油层套管接箍和套管扶正器（第13号无

6、扶正器的套管深度为1059.31～1068.70m）并考虑钻具组合及井深误差的影响，设计径向水平井眼的起点深度在油层中部，井深为1065.69m，单井眼长度要求超过15m。同时按施工顺序依次设计了套管段铣、井下扩眼、井径测量、水平钻进、完井等工艺技术参数及措施。现场施工1井眼准备首先进行热洗井并用φ121刮管器通井、刮管至1112m遇阻划不下去起钻。2套管段铣段铣钻具组合：F118扶正器+TDX-139段铣器+311´210+F73加重钻杆12根+F73钻杆段铣器在井口试验正常后下至上窗口1062.91

7、m启动转盘，旋转正常后开泵，刹住刹把切割套管，参数见表1。切割6分钟，泵压下降2MPa，表明套管被切断，铣刀撑开，继续旋转工具5分钟，修整切割断面并逐渐加压段铣套管。段铣至下窗口1067.41m起钻，进尺4.5m，机械钻速0.29m/h，起钻完刀片磨损正常，但F118扶正器脱扣落井，分析认为在段铣过程中有部分铁屑和岩屑堵塞扶正器与套管间的环空，造成蹩钻倒扣。表1段铣套管工艺参数工具型号工艺过程段铣参数钻压kN转速r/min泵压MPa排量l/sTDX-139切割07810～810段铣4060810为了增加

8、扩眼时的沉砂口袋，起出段铣器后下入F118通径规通井至井深1101m遇阻起钻。3井下扩眼导向器实现转向的井眼直径需620mm以上，井眼扩大量大，从减小扩眼器的扭矩入手,设计了φ115单轴双牙轮液压伸缩式扩眼器，在非伸展工作状态下入井，开泵后在压力作用下，通过活塞、连杆推动牙轮轴偏转，带动牙轮伸展使扩眼直径增大，最大偏转角度为80°。扩眼直径与牙轮轴的偏转角度和牙轮组的有效长度有关。在牙轮轴达到最大偏转角度后，扩眼直径取决于牙轮组的有效长度。