CN104895498B - 连续油管带筛管侧钻钻完井一体化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种连续油管带筛管侧钻羽状分支井及完井一体化装置及方法。本发明主要涉及装置有油管锚定器、转向器、连续油管和筛管分离装置、射流钻头。其方法是在主水平井段套管固井后下入带有锚定器和转向器的油管，在设定方位和锚定管柱后从油管内下入附带筛管的连续油管，利用磨料射流进行开窗侧钻，当侧钻至分支井眼设计井深时，通过连续油管内投球憋压，把筛管从分离装置处分离留在分支井眼内，同时把连续油管从井眼内取出；再重新调整油管的井深和方位进行开窗侧钻、投球分离，从而实现连续油管带筛管侧钻钻完井一体化过程。

Description

连续油管带筛管侧钻钻完井一体化装置及方法

技术领域

本发明涉及石油工业连续油管钻井和多分支井技术，特别是一种能够实现钻完井一体化的装置及其方法，适用于稠油油藏、小区块油藏、渗透率非均质强油藏、多组天然裂缝油藏、煤层气等可以采用多分支井技术进行勘探开发的储层。

背景技术

连续油管钻井技术作为上世纪90年代发展起来的一门钻井技术，主要用于过油管开窗侧钻、微小井眼钻井、欠平衡钻井及老井眼加深钻井。连续油管钻井具有很多的优点：如钻井成本低、搬家及安装便捷、不用接单根起下钻作业速度快、可进行带压钻井作业。由于连续油管钻井具备众多技术优点，使得连续油管钻井技术发展快速和应用日趋成熟，现在每年使用连续油管钻井的数目大约900-1200口，获得较为明显的经济效益。

多分支井钻井技术是在单一井眼里钻出若干个分支井眼进入油藏，并且能回到主井筒的钻井新技术。该技术能够增大目的层井眼长度、增加油藏泻油面积、降低吨油开采成本、改善油流剖面、降低钻井成本、提高单井油气产量。目前多分支井完井方式主要有裸眼完井、割缝衬管完井、绕丝筛管完井、套管射孔完井等，依据TAML分级体系的可以分为1～6S级，现在常用的是1-4级。常规多分支钻井施工过程中钻井和完井属于相对独立的两个过程，在完钻后通常需要进行通井、替液等作业工序后才进行完井管柱施工，施工周期相对较长，程序较为复杂。如果利用连续油管钻井的优势并结合多分支井能提高单井产量的特点，进行连续油管钻多分支井、完井一体化装置及方法的研究，可以实现降低钻井成本、提高单井产量的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续油管侧钻羽状分支井钻完井一体化的装置及方法，用于稠油油藏、小区块油藏、参透率非均质强油藏、多组天然裂缝油藏、煤层气等适合进行多分支井勘探开发的储层，实现勘探开发缩周期、降成本、增产量的目标。

本发明的技术方案是：一种连续油管侧钻羽状分支井及完井一体化工艺过程。其实施的工艺步骤为：

1、在主水平井段下套管固井后，下入带有锚定器和转向器的油管，转向器在油管的底端；

2、利用电缆进行校深、陀螺测斜，锚定油管；

3、下入带有筛管的连续油管。自下而上分别为射流钻头、分离接头、连续油管井下工具、连续油管连接接头、连续油管；

4、在转向器处进行开窗，利用磨料射流射穿套管并直接进行侧钻作业；

5、当分支井眼钻进至设计井深时，在连续油管内投球蹩压，通过井下分离装置分离连续油管和筛管，把筛管留在分支井眼内，取出连续油管；

6、解封油管锚，转动油管转向器的井深和方位并锚定油管柱，进行下一个分支井眼侧钻，重复3-5的步骤，实现连续油管钻羽状分支井及完井一体化。

一种能够分离连续油管和筛管的分离装置。该分离装置包括有上接头、下接头、滑套、销钉，在下接头的外表面上加工有连接筛管的丝扣，钻进至设计分支井深时通过连续油管内部投球憋压，剪断滑套销钉，起出上接头及以上连续油管，把射流钻头和连接有筛管的下接头部分留在分支井眼。

附图说明

图1-5连续油管带筛管侧钻钻完井一体化工艺过程示意图

图6分离装置结构原理示意图

具体实施方式

以下结合图1和图2对连续油管侧羽状分支井钻完井一体化方法及装置进行进一步的描述和说明。参见图1，连续油管侧钻羽状分支井钻完井一体化的工艺过程包括图1中(1)、(2)、(3)、(4)、(5)5个过程。(1)即是在主水平井段下入套管1并固井，然后下入油管柱2，在该油管柱2下部接有油管锚定器3和转向器4，在开窗侧钻分支井眼前进行转向器4方位的设定并锚定油管柱2。(2)即是在油管柱2内下入附带有筛管6的连续油管5，连续油管5和筛管6通过下部分离装置7连接，分离装置7前端接有射流钻头8，在套管开窗时利用磨料进行射穿套管。(3)和(4)即是当钻进至设计分支井眼井深时，在连续油管5内投入轻质钢球9，钢球9坐落在分离装置7内并憋压，把射流钻头8、筛管6留在分支井眼11内，同时可以把连续油管5取出。(5)即是重复(1)、(2)、(3)、(4)的过程，通过调整油管柱2的井深和转向器4的方位，钻成分支井眼12和13，从而在储层内实现羽状型分支井眼并能在分支井眼11、12、13内实现多分支井筛管2级完井。

结合图2说明具体的实施方式。参见图2，这是连续油管侧钻羽状分支井钻完井一体化过程分离装置。从图2中可以看到分离装置7的主要结构组成：上接头7-1、下接头7-2、定位销钉7-3、筛管丝扣7-4、弹性锁爪凸台7-5、斜面凹槽7-6、投球滑套7-7、O型密封圈7-8。上接头7-1的上部和连续油管5连接，下接头7-2和射流钻头8进行连接，同时在下接头7-2的外圆周面上加工有能够和筛管6连接的筛管丝扣7-4。在上接头7-1和下接头7-2内部安装有投球滑套7-7，当钻进至设计井深时，所投钢球9落入滑套上，在滑套外表面安装有2个O型密封圈7-8，起液压密封的作用，该投球滑套通过4颗定位销钉7-3进行固定。分离装置7内上接头7-1内加工有弹性锁爪凸台7-5，下接头7-2内加工有斜面凹槽7-6，中间投球滑套7-7起支撑作用，保证弹性锁爪凸台7-5与下接头7-2内凹槽7-6紧密连接，起到传递拉、压载荷的作用。当钻进至分支井眼11、12、13设计井深时，在连续油管5内投刚球9，钢球9坐落在投球滑套7-7上，并向连续油管5打压，当压力载荷大于定位销钉7-3的额定载荷后，定位销钉7-3被剪断，投球滑套7-7下移，上接头7-1弹性锁爪凸台7-5便失去内部支撑，当上提连续油管5时，锁爪凸台7-5便可以轻易地沿着下接头7-2内斜面脱开，实现上接头7-1和下接头7-2的分离。这时下接头7-2、射流钻头8、筛管6便留在分支井眼11、12、13内，而连续油管5和上接头7-1则可以从分支井眼11、12、13内起出。

Claims (6)

1.一种连续油管侧钻羽状多分支井的工艺方法，其主要施工过程是：在主水平井眼下入套管固井后，下入接有油管锚定器和转向器的油管柱，并进行方位设定和管柱锚定，然后下入附带筛管的连续油管进行磨料射流开窗并侧钻分支井眼，在钻进至设计分支井深时，在连续油管内投入钢球，通过下部的分离装置实现连续油管和筛管两者分离，把筛管留在分支井眼内，同时把连续油管取出，实现连续油管侧钻羽状分支井钻完井一体化过程。

2.如权利要求1所述的一种连续油管侧钻羽状多分支井的工艺方法，其特征是转向器是通过油管柱送入井并进行锚定，在钻完一个分支井眼后进行油管解锚并重新校定另外分支井眼的方位，具备拖动油管在不同井深处进行开窗侧钻新分支井眼的能力。

3.如权利要求1所述的一种连续油管侧钻羽状多分支井的工艺方法，其特征是筛管和连续油管同时入井，筛管在连续油管的外面，两者通过分离装置以丝扣的方式进行固定，这种双重管柱同时过油管柱入井可以减少钻井成本、避免单独下入筛管，缩短钻完井周期。

4.如权利要求3所述的一种连续油管侧钻羽状多分支井的工艺方法，分离装置包括有上接头、下接头、定位销钉、筛管丝扣、弹性锁爪凸台、斜面凹槽、投球滑套、O型密封圈，上接头和下接头通过弹性锁爪凸台和斜面凹槽连接在一起，内部的投球滑套通过定位销钉固定，起着支撑的作用，保证弹性锁爪凸台和斜面凹槽在正常工作时不发生移动，上接头和下接头不脱离。

5.如权利要求4所述的一种连续油管侧钻羽状多分支井的工艺方法，投球滑套通过2个O型密封圈和上接头形成液压密封，保证投钢球后在连续油管内形成足够大的压力剪断定位销钉；同时在下接头的外表面加工有连接筛管的丝扣，保证筛管完全固定在连续油管上，在钻井过程中不发生掉落。

6.如权利要求5所述的一种连续油管侧钻羽状多分支井的工艺方法，当连续油管憋压剪断定位销钉后，投球滑套下移，在失去内部支撑后，上接头的弹性锁爪凸台能够轻易地沿着下接头内部斜面与下接头进行脱开，把下接头、射流钻头、筛管一同留在分支井眼内，而连续油管可以取出。