CN110318673A - 径向水平井开采盐间页岩油方法 - Google Patents

径向水平井开采盐间页岩油方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种径向水平井开采盐间页岩油方法。该方法可以包括：步骤1：获取目标地层深度资料，确定多个目标层段；步骤2：针对已套管固井形成生产套管的井，获得清空的生产套管；步骤3：针对每一个目标层段，进行如下步骤：步骤301：在目标层段内，在清空的生产套管上钻导向孔；使用射流喷嘴通过喷射管在导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道；使射流喷嘴与喷射管脱离，将自悬浮支撑剂注入径向通道；步骤302：在相对于导向孔所在的水平面上移预设位移，偏转旋转角度θ的位置重复步骤2，直至满足公式(1)：m×θ＝360°(1)其中，m为导向孔数量，θ为旋转角度。本发明降低成本，提高效益，降低施工风险，具有广阔的应用前景。

Description

径向水平井开采盐间页岩油方法
技术领域
本发明涉及油气田开发领域，更具体地，涉及一种径向水平井开采盐间页岩油方法。
背景技术
以我国江汉盆地潜江组为代表的盐间页岩油储层由碎屑岩和化学岩两种岩系构成，页岩储层既是烃源层又是储集层，上下盐岩封堵，由于盐溶解和结晶的影响，使得注水吞吐、酸化、压裂等多种工艺措施，随具有一定的增油能力，但单井措施的波及体积受限，单井产量递减快，有效期短。
径向钻井技术是一种油气田增产及完井技术，主要为低渗透、稠油、老油田和边际油气提供一种经济高效的开采途径；尤其适用于低压、低渗、低产层的开发。和常规水平井钻井不同，其破岩不再靠钻头旋转机械破岩，而是采用高压水射流破岩成孔，该技术避免了传统水平井钻井所遇到的钻压施加困难及钻柱旋转带来的一系列复杂情况，特殊的曲率半径保证了水平井段准确地进人油气储层，能够在储层中不同方向上钻出多个孔眼，极大地提高了水平段钻进成功率和经济效益。国外径向钻井技术施工压力高，喷射钻进距离长，钻进距离最长可达103m，国内相继出现了在径向钻井方面也不断进步，目前国内径向钻井的钻进距离可达30-50m。1993年，Carl Landers等提出了在套管内转向径向水平井技术，该技术使用与柔性轴相连的切削钻头进行套管开窗，然后使用与高压软管相连的自进式多孔射流钻头进行钻进。1998年，Michael M.Allarie等提出了一种依靠复杂液路控制套管开窗与喷射钻进的径向水平钻井系统，该系统将套管开窗钻头与喷射钻进钻头预置在转向器中，通过复杂液路控制。2001年，P.Buset等提出了一种利用卷筒送进的径向水平井系统，并分析了水力破岩的四种机理，研究了自进力产生的原理，给出了部分计算公式，该系统将高压软管缠绕在卷筒上，通过卷筒的旋转实现高压软管送进。2002年，Henry B.M等提出了一种利用电动软轴套管开窗的径向水平井系统，该系统通过电动马达驱动柔性轴完成套管开窗，然后旋转完成多个孔眼开窗，再下入破岩钻进管柱，完成作业。2009年，W.G.Buckman等提出了一种使用多轨道转向器与磨料射流开窗的径向水平井系统。径向水平井技术自提出以来先后在美国、加拿大、俄罗斯等国应用，取得了不同的改造效果和的技术经验。
由于盐间页岩油储层的特殊性，将径向钻井技术直接应用于增产采油，必然会面临由于储层不稳定造成的钻孔的垮塌和后期盐溶解结晶造成的孔眼失效。如何既发挥径向钻井技术的技术优势，又提高该技术在盐间页岩油储层中的孔眼长期稳定性是该技术能否有效的关键。因此，有必要开发一种径向水平井开采盐间页岩油方法。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种径向水平井开采盐间页岩油方法，其能够降低成本，提高效益，降低施工风险，具有广阔的应用前景。
所述方法可以包括：步骤1：获取目标地层深度资料，确定多个目标层段；步骤2：针对已套管固井形成生产套管的井，获得清空的生产套管；步骤3：针对每一个目标层段，进行如下步骤：步骤301：在所述目标层段内，在所述清空的生产套管上钻导向孔；使用射流喷嘴通过喷射管在所述导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道；使所述射流喷嘴与所述喷射管脱离，将自悬浮支撑剂注入所述径向通道；步骤302：在相对于所述导向孔所在的水平面上移预设位移，偏转旋转角度θ的位置重复步骤2，直至满足公式(1)：
m×θ＝360°(1)
其中，m为导向孔数量，θ为旋转角度。
优选地，所述导向孔的数量为3-4个。
优选地，所述步骤301还包括：在所述清空的生产套管下入导向器至所述目标层段的深度，获取导向器出口方位角，锚定导向器，在所述清空的生产套管上钻导向孔。
优选地，所述使用射流喷嘴通过喷射管在所述导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道包括：将所述喷射管连接到油管上，应用油管下入射流喷嘴，下入过程中启动高压泵将泵压升高至初始喷射压力，当射流喷嘴下入到达导向器上方预定距离时，将泵压升高至喷射压力，所述射流喷嘴通过所述导向孔喷射水射流，形成所述径向通道。
优选地，所述预定距离为5-15米。
优选地，所述初始喷射压力为3-4MPa。
优选地，所述喷射压力为20-30MPa。
优选地，所述自悬浮支撑剂的砂石体积比为40％-50％。
优选地，所述预设位移为0.2-0.3米。
优选地，通过向所述射流喷嘴处投入封隔球使所述射流喷嘴与所述射流管脱离。
本发明的有益效果在于：(1)径向钻孔填砂技术不会产生射孔压实带和泥饼，能彻底解除页岩油储层近井地带污染；(2)实现多层钻径向孔，利用直井达到水平井开发效果，以增加页岩油储层内原油泄流半径；(3)径向钻孔可在平面内不受地应力控制实现任意方位的钻孔，有利于增加单井控制储量；(4)后期径向钻孔内填砂后能够保持孔眼的长期稳定，同时为储层流体提供较高的导流能力。
本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的注入自悬浮支撑剂的示意图。
附图标记说明：
1、生产套管；2、目标层段；3、油管；4、径向通道；5、自悬浮支撑剂。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在该实施例中，根据本发明的径向水平井开采盐间页岩油方法可以包括：步骤1：获取目标地层深度资料，确定多个目标层段；步骤2：针对已套管固井形成生产套管的井，获得清空的生产套管；步骤3：针对每一个目标层段，进行如下步骤：步骤301：在目标层段内，在清空的生产套管上钻导向孔；使用射流喷嘴通过喷射管在导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道；使射流喷嘴与喷射管脱离，将自悬浮支撑剂注入径向通道；步骤302：在相对于导向孔所在的水平面上移预设位移，偏转旋转角度θ的位置重复步骤2，直至满足公式(1)：
m×θ＝360°(1)
其中，m为导向孔数量，θ为旋转角度。
在一个示例中，导向孔的数量为3-4个。
在一个示例中，步骤301还包括：在清空的生产套管下入导向器至目标层段的深度，获取导向器出口方位角，锚定导向器，在清空的生产套管上钻导向孔。
在一个示例中，使用射流喷嘴通过喷射管在导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道包括：将喷射管连接到油管上，应用油管下入射流喷嘴，下入过程中启动高压泵将泵压升高至初始喷射压力，当射流喷嘴下入到达导向器上方预定距离时，将泵压升高至喷射压力，射流喷嘴通过导向孔喷射水射流，形成径向通道。
在一个示例中，预定距离为5-15米。
在一个示例中，初始喷射压力为3-4MPa。
在一个示例中，喷射压力为20-30MPa。
在一个示例中，自悬浮支撑剂的砂石体积比为40％-50％。
在一个示例中，预设位移为0.2-0.3米。
在一个示例中，通过向射流喷嘴处投入封隔球使射流喷嘴与射流管脱离。
具体地，步骤1：获取目标地层深度资料，确定多个目标层段。
步骤2：针对已套管固井形成生产套管的井，起出原井管柱，利用高压泵将高压水注入生产套管内，高压水从油套环空返出，直至井口出水与进水水质一致，获得清空的生产套管，从而保证套管内无异物、全通畅，其中，高压水的排量为0.5-1m3/min。
步骤3：针对每一个目标层段，进行如下步骤，为了便于操作，可以根据目标层段的深度由深至浅进行操作：
步骤301：在目标层段内，在清空的生产套管下入导向器至目标层段的深度，获取导向器出口方位角，锚定导向器，在清空的生产套管上钻导向孔；将喷射管连接到油管上，应用油管以第一速度下入射流喷嘴，下入过程中启动高压泵将泵压升高至初始喷射压力，当射流喷嘴下入到达导向器上方预定距离时，放慢油管下入速度至第二速度，将泵压升高至喷射压力，射流喷嘴通过导向孔喷射水射流，同时不断下入油管，使射流喷嘴不断深入，能够保持喷射压力，形成径向通道，其中，第一速度为10-15m/min，第二速度为小于2m/min，预定距离为5-15米，初始喷射压力为3-4MPa，喷射压力为20-30MPa；投入封隔球，降低注入排量，控制泵压在2-3MPa，当封隔球到达射流喷嘴处，会产生一个瞬时高压，使射流喷嘴与射流管脱离，将自悬浮支撑剂以0.5-1m3/min的排量通过油管注入径向通道，同时在地面操作连续油管车以2m/min的速度提升油管，使得注入的自悬浮支撑剂不断充满径向通道，其中，自悬浮支撑剂的砂石体积比为40％-50％。
步骤302：在相对于导向孔所在的水平面上移预设位移，偏转旋转角度θ的位置重复步骤2，直至满足公式(1)，其中，预设位移为0.2-0.3米，导向孔的数量可以为3个，对应的θ为120°，导向孔的数量也可以为4个，对应的θ为90°。
本发明降低成本，提高效益，降低施工风险，具有广阔的应用前景。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
根据本发明的径向水平井开采盐间页岩油方法包括：
图1示出了根据本发明的一个实施例的注入自悬浮支撑剂的示意图。以三层径向通道4为例，最下面一层是径向通道4注入自悬浮支撑剂5后的状态，中间层是径向通道4拖动注入自悬浮支撑剂5的过程，最上面一层是水射流形成径向通道4的过程。
步骤1：获取目标地层深度资料，确定多个目标层段2。
步骤2：针对已套管固井形成生产套管1的井，起出原井管柱，利用高压泵将高压水注入生产套管1内，高压水从油套环空返出，直至井口出水与进水水质一致，获得清空的生产套管1，从而保证生产套管1内无异物、全通畅。
步骤3：根据目标层段2的深度由深至浅进行操作，针对每一个目标层段2，进行如下步骤：
步骤301：在目标层段2内，在清空的生产套管1下入导向器至目标层段2的深度，获取导向器出口方位角，锚定导向器，在清空的生产套管1上钻导向孔；将喷射管连接到油管3上，应用油管3以第一速度下入射流喷嘴，下入过程中启动高压泵将泵压升高至初始喷射压力，当射流喷嘴下入到达导向器上方预定距离时，放慢油管3下入速度至第二速度，将泵压升高至喷射压力，射流喷嘴通过导向孔喷射水射流，同时不断下入油管3，使射流喷嘴不断深入，能够保持喷射压力，形成径向通道4，其中，预定距离为10m，初始喷射压力为2.5MPa，喷射压力为25MPa；投入封隔球，降低注入排量，控制泵压在2.5MPa，当封隔球到达射流喷嘴处，会产生一个瞬时高压，使射流喷嘴与射流管脱离，将自悬浮支撑剂5以0.7m3/min的排量通过油管3注入径向通道4，同时在地面操作连续油管车以2m/min的速度提升油管3，使得注入的自悬浮支撑剂5不断充满径向通道4，其中，自悬浮支撑剂5的砂石体积比为45％。
步骤302：在相对于导向孔所在的水平面上移0.25m，偏转旋转角度120°的位置重复步骤2，直至完成3个径向通道4。
综上所述，本发明降低成本，提高效益，降低施工风险，具有广阔的应用前景。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种径向水平井开采盐间页岩油方法，包括：
步骤1：获取目标地层深度资料，确定多个目标层段；
步骤2：针对已套管固井形成生产套管的井，获得清空的生产套管；
步骤3：针对每一个目标层段，进行如下步骤：
步骤301：在所述目标层段内，在所述清空的生产套管上钻导向孔；使用射流喷嘴通过喷射管在所述导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道；使所述射流喷嘴与所述喷射管脱离，将自悬浮支撑剂注入所述径向通道；
步骤302：在相对于所述导向孔所在的水平面上移预设位移，偏转旋转角度θ的位置重复步骤2，直至满足公式(1)：
m×θ＝360° (1)
其中，m为导向孔数量，θ为旋转角度。
2.根据权利要求1所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述导向孔的数量为3-4个。
3.根据权利要求1所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述步骤301还包括：在所述清空的生产套管下入导向器至所述目标层段的深度，获取导向器出口方位角，锚定导向器，在所述清空的生产套管上钻导向孔。
4.根据权利要求3所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述使用射流喷嘴通过喷射管在所述导向孔位置喷射水射流，在目标储层形成径向通道包括：
将所述喷射管连接到油管上，应用油管下入射流喷嘴，下入过程中启动高压泵将泵压升高至初始喷射压力，当射流喷嘴下入到达导向器上方预定距离时，将泵压升高至喷射压力，所述射流喷嘴通过所述导向孔喷射水射流，形成所述径向通道。
5.根据权利要求4所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述预定距离为5-15米。
6.根据权利要求4所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述初始喷射压力为3-4MPa。
7.根据权利要求4所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述喷射压力为20-30MPa。
8.根据权利要求1所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述自悬浮支撑剂的砂石体积比为40％-50％。
9.根据权利要求1所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，所述预设位移为0.2-0.3米。
10.根据权利要求1所述的径向水平井开采盐间页岩油方法，其中，通过向所述射流喷嘴处投入封隔球使所述射流喷嘴与所述射流管脱离。
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