CN107355205A - 一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法，其包括：通过半潜式钻井平台或钻井船的连续油管或钻杆将水力割缝工具进行输送，以使所述水力割缝工具依次穿过防喷器、井筒结构到达所述井筒结构内的指定深度；启动半潜式钻井平台或钻井船的升沉补偿系统，并关闭防喷器的万能防喷器或闸板防喷器，以使所述万能防喷器或闸板防喷器夹持所述连续油管或钻杆；通过所述连续油管或钻杆输送携砂液至所述水力割缝工具的喷嘴，以完成割缝作业。本发明能解决割缝期间存在上下波动的问题。

Description

一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法

技术领域

本发明涉及深海完井水力割缝技术。

背景技术

天然气水合物试采工程为中国地质调查局重点项目，位于南海神狐海域，距离深圳约300km，水深1300米左右，目标区块浅部地层岩性以粘土或粉砂质粘土为主，储层岩性以泥质粉砂岩为主，埋藏浅、储层温度低且疏松，储层渗透率差，空隙度极低，试采难度大，属于世界级难题，常规试采工艺无法满足水合物试采需求，为充分配合降压抽吸法开采水合物，需要扩大与水合物的接触面积。

水力割缝工艺是采用水力射流的原理，通过地面泵注高压流体经过井下割缝工具后，形成高速射流，在水流和研磨材料的作用下，将生产套管及周围岩层沿轴向切开，最后在近井地带形成多条互成角度，具有一定的宽度和深度的物理性空隙，水力喷砂割缝后，油水井井筒周围岩层的几何形态发生了巨大变化，打破了原来地层的平衡状态，近井带应力重新分布，形成一对相对较深的缝隙，在强大的地应力作用下，调整了原来的应力场，在裂缝的表面区域为拉应力区，而非压应力区，使压实带的岩层发生疏松并产生新的裂纹，从而有效提高地层的渗透能力，增大地层的渗透率。

利用水力割缝技术打开生产套管并深入储层，起到沟通并改造储层的作用，对储层段进行改造，改变近井筒周围岩层的几何形态，改变了近井筒的应力场，增加井筒周围地层渗透率、增加储层动用面积，提高水合物分解速度，改善近井带的渗流阻力，以实现该海域首次水合物试采的目标。

如图1所示，为目前的水力割缝方法，其应用于陆地或插桩钻井平台。一般的，施工时，先在开采目标区域完成井筒结构4的施工，井筒结构4一般由导管405、低压井口头401、防沉垫403、表层套管406、高压井口头402、生产套管407及套管挂404组成，套管挂404用于悬挂固定生产套管407。然后将防喷器1坐封在井筒结构4上，防喷器1包括节流管线101、压井管线102、上万能防喷器103、下万能防喷器104、剪切闸板防喷器105和可变闸板防喷器或者固定闸板防喷器106。需要切割时，在连续油管或钻杆3的下端安装水力锚5，在水力锚5下端安装水力割缝工具2。水力割缝工具2包括转换接头201、扶正器202、动力总成203和喷嘴204。通过连续油管或钻杆3将水力割缝工具2输送至井筒4的生产套管内的指定深度，然后泵入携砂液，使喷嘴204喷出高速含砂射流500，对生产套管进行切割。携砂液循环通道为钻杆或者连续油管-水力割缝工具-生产套管环空-防喷器环空-隔水管环空-地面。

水力割缝依靠高速水流携砂切割生产套管开缝，实现井筒与储层的连通，同时进行储层改造，实现渗透性改善。水力割缝期间，喷嘴能量高度集中切割生产套管，割缝喷嘴必须相对静止，不能出现上下升沉和相对转动。由于常规需采用水力锚技术，打压割缝时，其滑块伸出卡紧生产套管，进行水力割缝工具串固定。实际施工需要进行多次割缝，水力锚存在卡紧生产套管的滑块被高压携砂液的砂粒卡住不能正常复位的可能，导致整套钻具被卡死在井下生产套管，出现严重的井内事故。水力割缝完成每次割缝需耗时约30min，深海半潜钻井平台依靠动力定位和升沉补偿实现海上钻完井作业，割缝期间存在上下微小波动的可能，不能满足割缝工况要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法，其能解决割缝期间存在上下波动的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法，其包括以下步骤：

通过半潜式钻井平台或钻井船的连续油管或钻杆将水力割缝工具进行输送，以使所述水力割缝工具依次穿过防喷器、井筒到达所述井筒内的指定深度；

启动半潜式钻井平台或钻井船的升沉补偿系统，并关闭防喷器的万能防喷器或闸板防喷器，以使所述万能防喷器或闸板防喷器夹持所述连续油管或钻杆；

通过所述连续油管或钻杆输送携砂液至所述水力割缝工具的喷嘴，以完成割缝作业。

优选的，所述水力割缝工具安装在连续油管或钻杆的下端。

优选的，所述万能防喷器为上万能防喷器或下万能防喷器。

优选的，所述闸板防喷器为可变闸板防喷器或者固定闸板防喷器。

优选的，所述升沉补偿系统为主被动一体式升沉补偿系统。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

将开关防喷器(BOP)应用于半潜平台或者钻井船的水力割缝作业，消除了深水平台受海浪流影响造成钻杆周期性运动及钻杆拉伸变形造成割缝深度变化，使水力割缝工具保持严格静止，实现割缝作业条件与陆地保持一致，并且取消了水力锚，提高了割缝作业的安全性。

附图说明

图1为现有技术的水力割缝结构示意图；

图2为本发明较佳实施例的水力割缝结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

结合图2所示，一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法，其包括以下步骤：

步骤1、在深海的开采目标区域施工形成井筒结构4。

步骤2、半潜式钻井平台或钻井船通过隔水管将防喷器1送至井筒4顶部，并坐封在井筒结构4顶部。

步骤3、将水力割缝工具2安装在连续油管或钻杆3的下端。

步骤4、通过半潜式钻井平台或钻井船的连续油管或钻3将水力割缝工具2进行输送，以使所述水力割缝工具2依次穿过防喷器1、井筒结构4到达所述井筒结构4内的指定深度。

步骤5、启动半潜式钻井平台或钻井船的主被动一体式升沉补偿系统，并关闭防喷器1的万能防喷器或闸板防喷器，以使所述万能防喷器或闸板防喷器夹持所述连续油管或钻杆3，从而消除深水平台受海浪流影响造成钻杆周期性运动及钻杆拉伸变形造成割缝深度变化，使水力割缝工具2保持严格静止，割缝作业条件与陆地保持一致，然后进行水力喷砂切割生产套管407作业。所述万能防喷器为上万能防喷器103或下万能防喷器104，所述闸板防喷器为可变闸板防喷器或者固定闸板防喷器106。

步骤6、通过所述连续油管或钻杆3输送携砂液至所述水力割缝工具2的喷嘴204，以完成割缝作业。即水力割缝的携砂液通过连续油管或者钻杆3输送至水力割缝工具2的喷嘴204高速喷出，形成高速含砂射流500，高速含砂射流500喷射切割生产套管407，在水流和研磨材料的作用下，割穿生产套管407后，高速含砂射流500继续喷射切割储层，实现生产套管407及周围岩层沿轴向切开，最后在近井地带形成多条互成角度，具有一定的宽度和深度的物理性空隙。

需要说明的是，水力割缝的高速含砂射流500切割生产套管407和储层后，返出液从节流管线101或者压井管线102循环到地面。完成一组水力割缝作业后，松开万能防喷器或者闸板防喷器，将连续油管或钻杆3从防喷器1中抽出，上提水力割缝工具2至下一组割缝作业设计深度，重复以上动作，可以完成批量割缝。

本实施例的水力割缝工具2可采用井星(天津)能源技术有限公司的型号为wellstar 288-001的水力割缝工具。

本实施例通过打开主被动升沉补偿系统，关闭防喷器的万能防喷器或闸板防喷器固定抱紧水力割缝工具，实现水力割缝能进行多次割缝。水力割缝的携砂液通过节流管线和压井管线循环到地面，从而消除深水平台受海浪流影响造成钻杆周期性运动及钻杆拉伸变形造成割缝深度变化。施工时，首先打开升沉补偿系统，喷嘴对准割缝设计深度，然后防喷器的上万能防喷器或者半封闸板防喷器抱住割缝送入工具钻杆/连续油管，从而使割缝工具保持严格静止，割缝作业条件与陆地保持一致，然后进行水力喷砂切割生产套管407作业，完成一组水力割缝作业后，松开上万能防喷器，上提喷嘴至下一组割缝作业设计深度，重复以上动作，完成批量割缝。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过半潜式钻井平台或钻井船的连续油管或钻杆将水力割缝工具进行输送，以使所述水力割缝工具依次穿过防喷器、井筒结构到达所述井筒结构内的指定深度；

启动半潜式钻井平台或钻井船的升沉补偿系统，并关闭防喷器的万能防喷器或闸板防喷器，以使所述万能防喷器或闸板防喷器夹持所述连续油管或钻杆；

通过所述连续油管或钻杆输送携砂液至所述水力割缝工具的喷嘴，以完成割缝作业。

2.如权利要求1所述的水力割缝方法，其特征在于，所述水力割缝工具安装在连续油管或钻杆的下端。

3.如权利要求1所述的水力割缝方法，其特征在于，所述万能防喷器为上万能防喷器或下万能防喷器。

4.如权利要求1所述的水力割缝方法，其特征在于，所述闸板防喷器为可变闸板防喷器或者固定闸板防喷器。

5.如权利要求1所述的水力割缝方法，其特征在于，所述升沉补偿系统为主被动一体式升沉补偿系统。