8徑向井技術(shù)在韋5井的應(yīng)用(yshy)

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1、徑向井技術(shù)在W5井的應(yīng)用馬開良[1]張宗林[1]豐全會[1]楊永印[2]（1.江蘇油田工程院；2.中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院）摘要：介紹了徑向水平井技術(shù)的主要內(nèi)容、適用條件及在設(shè)計(jì)徑向水平井眼深度和方位時(shí)應(yīng)考慮的因素，重點(diǎn)論述了W5井現(xiàn)場施工中的套管段銑、井下擴(kuò)眼、水平鉆進(jìn)的工藝過程、技術(shù)參數(shù)及技術(shù)原理。該井創(chuàng)造了國內(nèi)徑向井三項(xiàng)紀(jì)錄：三個(gè)徑向分支水平井眼總長度最長、單個(gè)徑向分支水平井眼長度最長、鉆井周期最短。該井投產(chǎn)初期平均日產(chǎn)油5.1噸，日增油1.5噸，增產(chǎn)40%。該技術(shù)的成功應(yīng)用，為解決類似W5難以進(jìn)

2、行壓裂改造的油田提供了新的增產(chǎn)途徑。關(guān)鍵詞：徑向井；段銑；擴(kuò)眼；水平鉆進(jìn)；完井徑向井技術(shù)及其適用條件徑向水平井技術(shù)是在老井眼油層部位，利用高壓水射流沿井眼半徑方向鉆出一個(gè)或多個(gè)輻射狀水平井眼的鉆井新技術(shù)[1]。由于轉(zhuǎn)彎半徑很小，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)無法用于鉆徑向水平井。因此采用高壓水力噴射代替鉆頭破巖是解決徑向水平鉆井技術(shù)的主要思路。其工作原理是通過液壓實(shí)現(xiàn)柔性鉆具的轉(zhuǎn)向和送鉆，水射流鉆頭非旋轉(zhuǎn)前進(jìn)實(shí)現(xiàn)連續(xù)破巖鉆孔（見圖1）。徑向水平鉆井技術(shù)要解決的主要問題有三個(gè)：一是水射流的鉆孔有一定直徑，滿足采油要求；二是水

3、平鉆進(jìn)能達(dá)到一定長度，盡量增大泄油面積；三是鉆進(jìn)速度。其中鉆孔直徑和鉆速由水射流噴嘴的破巖能力所決定；水平井眼的長度與導(dǎo)向器系統(tǒng)的液壓送進(jìn)能力密切相關(guān)。主要工藝過程有套管段銑、井下擴(kuò)眼、水平鉆進(jìn)、完井等。技術(shù)核心是徑向水平鉆進(jìn)技術(shù)，包括導(dǎo)向器系統(tǒng)、水射流噴嘴以及鉆進(jìn)控制等技術(shù)內(nèi)容。徑向水平井技術(shù)利用原有老井，直接在油層部位鉆徑向水平井眼，增大油層的泄油面積，開采剩余油，提高老井產(chǎn)量，工藝周期短，投資少，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。然而由于其工藝水平的限制徑向水平井也有一定的適用條件：①1500m以內(nèi)的疏松砂巖，便于

4、擴(kuò)眼和水射流鉆進(jìn)；②井斜角在10°以內(nèi)，便于套管段銑、擴(kuò)眼和徑向井眼在油層中延伸；③目的層厚度在2m以上，有效孔隙度大于20%，保證投產(chǎn)效益；④目的層以上套管完好，便于施工作業(yè)和采油。W5斷塊是受構(gòu)造控制、巖性影響的具有統(tǒng)一油水界面的層狀油藏。地下原油粘度290mPa·s左右，屬稠油斷鼻油藏。W5井為直井，位于W5斷塊中部，完鉆井深1250m，F(xiàn)139.7N80′7.72的油層套管下深1181.54m，人工井底1161.70m，環(huán)空水泥返深549m。油藏埋深1065m，地層壓力系數(shù)0.97，E2f1砂巖油層平均

5、孔隙度24.1%，平均滲透率200.5×10-3μm2，主力油層8號層厚10.6m，距離10號水層12m，如用壓裂改造措施極易產(chǎn)生水竄，尤其適合采用徑向水平井技術(shù)進(jìn)行改造。鉆井設(shè)計(jì)W5斷塊地層北傾，地層傾角4.2°，最大主應(yīng)力方向?yàn)?7.5°，根據(jù)周圍采油井的生產(chǎn)情況并考慮注水井的影響，按有利于提高產(chǎn)量的順序依次設(shè)計(jì)徑向水平井眼的方位分別為：A井眼207.5°～225°，B井眼27.5°～45°，C井眼117.5°～135°5。為了避開油層套管接箍和套管扶正器（第13號無扶正器的套管深度為1059.31～106

6、8.70m）并考慮鉆具組合及井深誤差的影響，設(shè)計(jì)徑向水平井眼的起點(diǎn)深度在油層中部，井深為1065.69m，單井眼長度要求超過15m。同時(shí)按施工順序依次設(shè)計(jì)了套管段銑、井下擴(kuò)眼、井徑測量、水平鉆進(jìn)、完井等工藝技術(shù)參數(shù)及措施?，F(xiàn)場施工1井眼準(zhǔn)備首先進(jìn)行熱洗井并用φ121刮管器通井、刮管至1112m遇阻劃不下去起鉆。2套管段銑段銑鉆具組合：F118扶正器+TDX-139段銑器+311′210+F73加重鉆桿12根+F73鉆桿段銑器在井口試驗(yàn)正常后下至上窗口1062.91m啟動轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)正常后開泵，剎住剎把切割套管，參

7、數(shù)見表1。切割6分鐘，泵壓下降2MPa，表明套管被切斷，銑刀撐開，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工具5分鐘，修整切割斷面并逐漸加壓段銑套管。段銑至下窗口1067.41m起鉆，進(jìn)尺4.5m，機(jī)械鉆速0.29m/h，起鉆完刀片磨損正常，但F118扶正器脫扣落井，分析認(rèn)為在段銑過程中有部分鐵屑和巖屑堵塞扶正器與套管間的環(huán)空，造成蹩鉆倒扣。表1段銑套管工藝參數(shù)工具型號工藝過程段銑參數(shù)鉆壓kN轉(zhuǎn)速r/min泵壓MPa排量l/sTDX-139切割07810～810段銑4060810為了增加擴(kuò)眼時(shí)的沉砂口袋，起出段銑器后下入F118通徑規(guī)通井至井

8、深1101m遇阻起鉆。3井下擴(kuò)眼導(dǎo)向器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的井眼直徑需620mm以上，井眼擴(kuò)大量大，從減小擴(kuò)眼器的扭矩入手,設(shè)計(jì)了φ115單軸雙牙輪液壓伸縮式擴(kuò)眼器，在非伸展工作狀態(tài)下入井，開泵后在壓力作用下，通過活塞、連桿推動牙輪軸偏轉(zhuǎn)，帶動牙輪伸展使擴(kuò)眼直徑增大，最大偏轉(zhuǎn)角度為80°。擴(kuò)眼直徑與牙輪軸的偏轉(zhuǎn)角度和牙輪組的有效長度有關(guān)。在牙輪軸達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角度后，擴(kuò)眼直徑取決于牙輪組的有效長度。