水力喷射径向水平井技术研究现状及分析_迟焕鹏

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1、第36卷第4期钻采工艺Vol.36No.4DＲILLING＆PＲODUCTIONTECHNOLOGY·119·钻采讲座水力喷射径向水平井技术研究现状及分析迟焕鹏，李根生，黄中伟，邸飞，唐冠伟(中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室·北京)迟焕鹏等．水力喷射径向水平井技术研究现状及分析．钻采工艺，2013，36(4):119－124摘要:水力喷射径向水平井钻井技术可为低渗透油气田的开发提供一种经济、快捷的途径，同时也为边际油田、枯竭油气田剩余油气资源的增产、开采提供了一种新的方法。通过对径向水平井几项关键技术发展情况的调研，主要介绍了套管内开窗、转向和水

2、平钻进技术的特点和最新发展，并与早期的技术进行了对比，分析了几项关键技术现阶段存在的问题和研究方向，并指出了径向水平井井眼轨迹，钻井液无法循环利用和水平段长度无法控制和准确测量的难题。可以为径向水平井各关键技术的深入研究提供新的思路。关键词:水力喷射;径向水平井;关键技术;自进式水力钻头;研究现状DOI:10．3969/J．ISSN．1006－768X．2013．04．38径向水平井钻井技术是利用高压水射流在油藏钻井技术开展了研究，最初的目的是为了在已有的的某一层位或多个层位沿径向钻出多个水平分支井井中钻出多个不低于30m的水平分支来开发浅层［1］［2］

3、眼的钻井技术。该技术可以有效防止水锥和气稠油，在此后的20多年里径向水平井技术在不同锥，既可用于新井的开发又适合进行老井改造，有利的国家进行了增产增注以及开发煤层气等作［4－7］于进行薄油层、低渗透油气藏以及煤层气的增产。业，显示了径向水平井技术良好的应用前景。［8］由于要在0．3m的超短半径内完成由垂直到水平的我国在1992年由石油大学和中国石油钻井［2］转向，并采用水力的能量破碎岩石，因此径向水工程技术研究院江汉机械所开展旋转射流钻径向水平井钻井技术存在其独有的特点。平井的机理及应用研究，石油大学跟辽河油田合作，［9］早期的径向水平井钻井首先要段铣掉

4、一段套管，于1997年8月钻成了我国第一口径向水平井。然后进行井下扩孔为转向器的伸展提供空间，下入转随后，在辽河油田、胜利油田、南阳油田、江苏油田和［10－13］向器并锚定，最后下入柔性钻杆，通过顶端的高压水吉林油田都进行过径向水平井钻井技术的现射流钻头破岩钻出一定距离的孔眼。新型的径向水场试验。其中，2004年，在韦5井中钻出了19．55m［3］［12］平井钻井技术与早期的技术相比，在以下几个方面的至今为止国内油藏中径向水平分支最长记录。进行了改进:①开窗方式。新型的径向水平井钻井技我国在阜新刘家区煤矿采用水力喷射径向水平井技术不需要段铣套管，直接在套

5、管上开一个容许连续软术钻出了直径大于50.8mm，平均长度在100m以管通过的窗口;②转向器的结构和尺寸。新型的转向上的多个水平井眼，大大增加了煤层气的产气［14］器结构简单，尺寸较小，可以在套管中完成作业;③水量。平钻进方式。新型的径向水平井钻进采用自进式射二、径向水平井关键技术研究流钻头带动连续软管钻进。1．转向技术一、国内外径向水平井径向水平井由于要在0．3m的超短半径内完成钻井技术应用概况由垂直到水平的转向，因此转向技术即转向器的设20世纪80年代前后，美国最早对径向水平井计和研究至关重要。从径向水平井技术提出以来，收稿日期:2012－09－17

6、;修回日期:2012－12－23基金项目:国家973计划课题“深井复杂地层安全高效钻井基础研究”(编号:2010CB226700)和国家科技重大专项“低渗油气田高效开发钻井技术”(编号:20011ZX05022)资助。作者简介:迟焕鹏(1989－)，中国石油大学(北京)在读博士研究生;2006年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业或工学学士学位，研究方向:水力喷射径向水平井钻完井技术。地址:(102249)北京市昌平区府学路18号石油工程学院，电话:(010)89733988，15117974100，E－Mail:chp2121@126．com钻采工艺

7、2013年7月·120·DＲILLING＆PＲODUCTIONTECHNOLOGYJuly2013转向器经历了两个阶段的发展:早期的大尺寸转向本的同时，也提高了工作效率和安全度。但是转向器和新型转向器。器轨道较窄，会限制套管开窗的大小，这就要求转向1．1早期转向器器下入井中要定位准确牢固以使柔性钻杆或高压软早期的转向器需要的作业空间在600～1220管顺利通过套管窗口。［15］［16］mm，因此无论是单弯轨道还是双弯轨道，都2．套管开窗技术需要进行前期段铣套管并扩孔，为转向器的工作提2．1段铣套管开窗供足够的工作空间。这两种转向器的优点是柔性钻由于早期的

8、径向水平井转向器的尺寸较大，需［21］杆通过的阻力较小，缺点是定向能力较差，前期