CN108979579B - 一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺，属于套管开窗侧钻技术领域。其技术方案：下入开窗造斜器至厚壁套管内的预定开窗井段，并固定在厚壁套管内；将大孔径特制定向开窗射孔器接在电缆下端，下入至开窗造斜器上方，转动电缆使射孔器定向斜面与开窗造斜器的支撑斜面相贴合，使大孔径特制定向开窗射孔器表面的射孔器孔眼对准预定开窗方位；通过电缆控制大孔径特制定向开窗射孔器对预定开窗方位的厚壁套管进行高密度射孔，在厚壁套管和水泥环‑岩层中形成密集的孔洞，破坏厚壁套管和水泥环‑岩层的强度。本发明可辅助开窗铣锥快速高效的钻破厚壁套管，形成有效的侧钻窗口，能解决高强度厚壁套管开窗侧钻难的问题，操作简单可靠。

Description

一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺
技术领域
本发明涉及一种用于油气田钻井、修井施工作业中的套管辅助开窗工艺，属于套管开窗侧钻技术领域。
背景技术
套管开窗侧钻技术是一种具有发展潜力的钻井、修井新技术，是开发特殊地层剩余油气藏、提高油气采收率的重要手段，套管开窗侧钻技术主要包括斜向器开窗和套管段铣开窗，其中斜向器开窗使用最为广泛。斜向器开窗是在原井预定开窗位置、方位固定一斜向器，迫使开窗钻头向套管一侧钻铣，在套管壁上形成一个可以向套管外侧钻的窗口，这种开窗方式保持了套管原来的连接，套管并不断开；斜向器有三种类型，即地锚式斜向器、内眼贯通插入式斜向器和卡瓦锚定式斜向器。近年来在各个油田出现了一批厚壁套管开窗侧钻井，套管主要类型为TP130，该类套管侧钻井的主要特点为套管外径151.8mm，内径118mm，单层套管壁厚达到了16.9mm(常规套管壁厚为7.72mm-11.99mm)，且该类套管的硬度强度均很高；对于这类厚壁套管开窗侧钻井，无论使用哪一类斜向器进行开窗施工，现有铣锥钻头下井后磨损均很严重，甚至出现铣锥球头脱落等严重问题，单只铣锥钻头开透这类厚壁套管相当困难，往往一口井使用三、四只铣锥钻头都不能实现成功开窗，这样的现象给油田各施工井队带来了两个大问题：(1)使用三、四只甚至更多的铣锥钻头必然会进行频繁的起下钻，这无疑增加了施工井队的工作量和施工时间；(2)施工周期增长以及较低的开窗成功率必然大大增加了施工井队的成本，造成巨大的经济损失。因此针对TP130为主的高强度厚壁套管开窗侧钻，需对现有的开窗施工工艺进行改进，以提高高强度厚壁套管开窗侧钻的成功率和效率。
发明内容
本发明的目的是：为了解决高强度厚壁套管开窗侧钻施工中出现的开窗周期长、开窗难度大、开窗成功率低、铣锥钻头磨损严重等问题，以提高高强度厚壁套管开窗侧钻的成功率，满足中后期油田开发的需求，特提供一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺，它包括如下步骤：
a：利用钻杆下入开窗造斜器至厚壁套管内的预定开窗侧钻井段，并将开窗造斜器斜面转动至预定开窗方位，然后通过液压卡瓦机构或水泥将开窗造斜器固定在厚壁套管内，起出钻杆；
b：将大孔径特制定向开窗射孔器接在电缆下端，下入厚壁套管内至开窗造斜器的上方，通过转动电缆使射孔器定向斜面与开窗造斜器的支撑斜面相贴合，使大孔径特制定向开窗射孔器表面的射孔器孔眼正好对准预定开窗方位；
c：通过连接电缆控制大孔径特制定向开窗射孔器对预定开窗方位的厚壁套管进行高密度射孔，由大孔径特制定向开窗射孔器表面的射孔器孔眼发出的大孔径射孔弹将打穿厚壁套管进入水泥环-岩层，在预定开窗方位的厚壁套管和水泥环-岩层中形成密集的孔洞，破坏厚壁套管和水泥环-岩层的强度；
d：起出大孔径特制定向开窗射孔器，下入开窗铣锥至开窗造斜器的支撑斜面，继续进行后续开窗侧钻作业。
所述射孔器定向斜面的倾角和长度应根据开窗造斜器支撑斜面的角度和长度配做，大孔径特制定向开窗射孔器表面的射孔器孔眼应分布于射孔器定向斜面正对的半圆柱面内，且射孔器孔眼的分布密度尽可能达到最大值。
本发明与现有技术比较，具有以下有益效果：使用大孔径特制定向开窗射孔器对预定开窗方位的套管进行密集射孔后，TP130等厚壁套管和套管外水泥环-岩层被大孔径射孔弹打成筛子或蜂窝状，厚壁套管和水泥环-岩层的强度被极大的破坏，再次下入常规开窗铣锥钻头即可以摧枯拉朽之势快速钻破套管和水泥环-岩层，实现快速分叉，形成有效的侧钻窗口，为后续定向侧钻施工扫清障碍，有效解决了现目前高强度厚壁套管开窗侧钻难的问题，且操作简单，施工可靠。
附图说明
图1为原始套管开窗结构示意图。
图2为下入定向射孔器后的套管开窗示意图。
图3为定向爆破射孔后的套管开窗示意图。
图4为起出定向射孔器后套管被破坏的开窗示意图。
图中：1—水泥环-岩层，2—厚壁套管，3—开窗造斜器，4—电缆，5—大孔径特制定向开窗射孔器，5a—射孔器孔眼，5b—射孔器定向斜面，6—孔洞。
具体实施方式
为了使本发明的技术特征、目的及有益效果能被更清晰地理解，下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。但所描述的只是本发明的一部分实施例，不包括全部实施例，不能理解为对本发明实施范围的限制。
根据施工现场的开窗造斜器3支撑斜面的角度和长度配做好射孔器定向斜面5b的倾角和长度，在大孔径特制定向开窗射孔器5的射孔器定向斜面5b正对的半圆柱面内分布射孔器孔眼5a，使射孔器孔眼5a的分布密度尽可能达到最大值，射孔工具准备就绪后按照以下步骤进行后续施工。
a：利用钻杆下入开窗造斜器3至TP130厚壁套管2内的预定开窗侧钻井段，并将开窗造斜器3斜面转动至预定开窗方位，然后通过液压卡瓦机构或水泥将开窗造斜器3固定在厚壁套管2内，起出钻杆；
b：将大孔径特制定向开窗射孔器5接在电缆4或油管下端，下入厚壁套管2内至开窗造斜器3的上方，通过转动电缆4或油管使射孔器定向斜面5b与开窗造斜器3的支撑斜面相贴合，使大孔径特制定向开窗射孔器5表面的射孔器孔眼5a正好对准预定开窗方位；
c：通过连接电缆4控制大孔径特制定向开窗射孔器5对预定开窗方位的TP130厚壁套管2进行高密度射孔，由大孔径特制定向开窗射孔器5表面的射孔器孔眼5a发出的大孔径射孔弹将打穿厚壁套管2进入水泥环-岩层1，在预定开窗方位的厚壁套管2和水泥环-岩层1中形成密集的孔洞6，破坏厚壁套管2和水泥环-岩层1的强度；
d：起出大孔径特制定向开窗射孔器5，下入开窗铣锥至开窗造斜器3的支撑斜面，继续进行后续开窗侧钻作业。
以上实施例极具代表性，具有操作简单，安全可靠，能有效解决现目前高强度厚壁套管开窗侧钻难的问题，提高了厚壁套管的开窗效率和成功率，节约了施工周期和成本，能较好的实现本发明所述的开窗工艺。
上述实施例仅是本发明的一种，凡是采用聚能爆破、聚能切割等方法达到破坏预定开窗部位的套管强度，以辅助厚壁套管开窗侧钻，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺，其特征在于：射孔器定向斜面(5b)的倾角和长度应根据开窗造斜器(3)支撑斜面的角度和长度配做，大孔径特制定向开窗射孔器(5)表面的射孔器孔眼(5a)应分布于射孔器定向斜面(5b)正对的半圆柱面内，且射孔器孔眼(5a)的分布密度尽可能达到最大值；
厚壁套管定向爆破射孔辅助开窗工艺还包括如下步骤：
a：利用钻杆下入开窗造斜器(3)至厚壁套管(2)内的预定开窗侧钻井段，并将开窗造斜器(3)斜面转动至预定开窗方位，然后通过液压卡瓦机构或水泥将开窗造斜器(3)固定在厚壁套管(2)内，起出钻杆；
b：将大孔径特制定向开窗射孔器(5)接在电缆(4)下端，下入厚壁套管(2)内至开窗造斜器(3)的上方，通过转动电缆(4)使射孔器定向斜面(5b)与开窗造斜器(3)的支撑斜面相贴合，使大孔径特制定向开窗射孔器(5)表面的射孔器孔眼(5a)正好对准预定开窗方位；
c：通过连接电缆(4)控制大孔径特制定向开窗射孔器(5)对预定开窗方位的厚壁套管(2)进行高密度射孔，由大孔径特制定向开窗射孔器(5)表面的射孔器孔眼(5a)发出的大孔径射孔弹将打穿厚壁套管(2)进入水泥环-岩层(1)，在预定开窗方位的厚壁套管(2)和水泥环-岩层(1)中形成密集的孔洞(6)，破坏厚壁套管(2)和水泥环-岩层(1)的强度；
d：起出大孔径特制定向开窗射孔器(5)，下入开窗铣锥至开窗造斜器(3)的支撑斜面，继续进行后续开窗侧钻作业。
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