CN1508380A - 超短曲率水平井钻井和完井的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超短曲率水平井钻井和完井的方法及其装置。其主要由多个水力弯接头、测斜定位专用接头、延伸管等构件组成的一套钻具。它可以在一个地层中横向钻出若干个孔进行采油。在孔道中可以下入套管固井、筛管、裸眼完井。每个孔道有封隔器悬挂接头，用于悬挂套管可以保证油流顺利流出和进行热采及冲洗洗井。本发明可以进行老井改造，也可以用于钻新井，可以用于浅井，也可以用于深井钻井。本发明可提高稠油、残余油及低渗油田的开发效率和油田的最终采收率。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气钻探工程，尤其是涉及超短曲率水平井钻井和完井的方法及其装置。
背景技术
为了提高单井日产量和最终的采收率，开发稠油、低渗和残留油，世界上现用的钻水平并，按曲率分类为四种，其特征是：
| 项目 | 长曲率 | 中曲率 | 短曲率 | 极短曲率 | 超短曲率 |
| 选斜率 | 2-6度/30米 | 6-20度/30米 | 15--3度/0.3米 | 90度/0.3米 | 10--15度/米 |
| 曲率半径 | 300-900米 | 80-300米 | 6-18米 | 0.3米 | 3-8米 |
| 井眼尺寸 | 无限制 | 18.7-311毫米 | 18.7--255毫米 | 100毫米 | 无限制 |
| 钻井方法 | 常规 | 常规 | 特殊活节动力钻具 | 特殊导轨水力冲 | 水力弯接头 |
| 完井工作 | 常规 | 常规 | 有困难 | 困难大 | 三种方法 |
| 测井 | 常规 | 常规 | 有困难 | 困难大 | 有线随钻测井和多点 |
| 适用井深 | 常规 | 常规 | 较浅 | 浅 | 常规 |
注：超短曲率为本专利特点
从表可知，不同曲率水平井各有优缺点，施工难度和成本差别比较大，根据不同条件选用不同方法。但在短曲率和极短曲率之间有一个空挡，而这两种方法都有井眼直径限制，钻进难度大，完善完井难度大，适应井深较浅，所以推广困难。
世界范围内油田开发中，还有一些难于开发的稠油、低渗油和残余油都需要钻水平井，以提高产量，缩短开发周期，提高最终采收率。但由于现有方法的施工存在弊端，急待用一种更有效的方法解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种超短曲率水平井钻井和完井的方法及其装置，其能够对稠油低渗和老井残余油进行进一步的开发，尤其在我国仅稠油和低渗油藏的总储量，初步资料说明有几十亿吨之多，这样利用本发明的技术可解决其采取问题。
本发明的目的是按下述技术方案来实现的，本发明的超短曲率水平井钻井和完井的方法按照老井和新井不同而有两种实施方式。
对于老井来说，其步骤为：
1、在套管内，从准备钻开油层水平孔深度上提3-8米，把套管割断，并向下铣去套管长度2米；
2、在已无套管的井段下入扩大器，把井径扩大；
3、下入造斜钻具，该造斜钻具包括：
造斜钻头，测斜仪无磁接头，动力钻具，6个各可倾斜15度的水力弯接头，测斜仪电缆插头接头，井口电缆引入接头，和延伸管；
4、到位后，进行测斜定位，随钻定位测斜，钻具不转动；
5、开泵排量15升/秒，稍加钻压，不转动钻具，不上下活动；
6、观察方位角和井斜、井深，无误；
7、继续开泵，排量15升/秒，加压10-20KN，不上下活动钻具；
8、钻进连续测井斜及方位变化，达到90度；
9、起钻；
10、根据需要选择下入组合30-100米延伸钻具组合；
11、下入水平段钻具；
12、钻进钻压为10-20KN；
13、钻完设计钻进长度，边钻边测井斜、方位；
14、起钻；
15、进行完井步骤。
在所述的完井步骤中，其方式有：在井壁较稳定井时用筛管完井，在井壁不稳定井时用特殊套管射孔完井，在井壁稳定井时用裸眼完井。其中在筛管完井中，采用一种套管柱组合，其包括导向引鞋、筛管串、套管阻流板、套管封隔器、下反扣接头、上反扣接头、专用送入管柱。在固井射孔完井中，采用一种套管柱组合，其包括导向引鞋(单流阀)、特殊套管串、套管封隔器单根、反扣下接头、反扣上接头、专用送入管柱。
对于新井来说，其步骤为：
1、在设计座标钻新井，井径按需要设定；
2、根据井深、地层情况、油气层情况，设计开孔直径，井浅应加大开孔直径；
3、钻进准备，主井筒深度比钻水平孔的深度再增加10-20米左右；
4、在开孔设计深度的上部用扩大器扩大井径，将井径扩大3-5倍，并用钻头钻进；
5、钻孔，其方式和步骤相同于老井步骤1-5；
6、由井口下入套管并在孔口单根装封隔器用于悬挂；
7、固井；
在该步骤中首先是打入水泥浆到碰压、憋压、涨开封隔器，倒开悬挂器进行洗浆循环，其次是起出上部的管；
8、钻第二个孔，方法同上述方式；
9、由井口下入套管，工艺同步骤6、7；
10、继续进行第三、第四孔钻进；
11、下入专用工具，清洗井第一、二、三、四水平孔眼；
12、主井筒不下套管的可以回接套管，主井筒下有套管的可以一筒开采；
13、井口设置常规装置；
14、多孔、大排量抽油；
15、冲砂工具可以判断是否进入分井筒的方位。
用于实施超短曲率水平井钻井的装置包括一个测斜仪电缆插头接头，其连接6个各可斜15度的水力弯接头，其后连接延伸管，该延伸管连接测斜仪无磁接头，所述的测斜仪无磁接头通过动力钻具连接造斜钻头。
用于完井的装置由一套管柱组合构成，其包括一个具有单流阀的导向引鞋，其连接于套管串、套管封隔器、反扣下接头、反扣上接头和送入管柱。
用于完井的另外一种装置由另一套管柱组合构成，其包括导向引鞋、筛管串、套管阻流板、套管封隔器、下反扣接头、上反扣接头和送入管柱。
上述的水力弯接头是这样构成的：水力弯接头包括有上接头、下接头、控压嘴、活塞、推杆、销轴、水流通道和密封；其中上接头有一凸部且有一圆形端，该凸部配置在下接头内，上接头的开口端有连接螺纹，其内部设有活塞，该活塞的端部中心处设有控压嘴，在上接头外部一侧设有推杆，该推杆一端顶靠上接头，其另一端顶靠下接头，上接头通过销轴与下接头相连，下接头与上接头装配时，它们之间有可一间隙，该间隙可使上接头与下接头弯成15度，下接头的端部有与上接头相配合的螺纹，在上接头和下接头的中心贯穿有水流通道，在下接头前端内部设有与水流通道相配合的密封。
在所述的方法中，所述的下入水平段钻具包括：常规钻头、动力钻具、测斜接头、延伸管、数个水力弯接头、随钻电缆插头接头、数个常规钻杆和井口电缆引入接头。
本发明的优点是能对现有的一般最终采收率在30％-40％的稠油、低渗油藏的油田最终采率提高到70-80％以上，最终采收率提高1倍，等于增加了一倍的油田开采。另外的优点可见前面表中的超短曲率一栏。
附图说明
图1为本发明用于实施超短曲率水平井钻井的装置的示意图；
图2为本发明所使用的一种套管柱组合的示意图；
图3为本发明所使用的另一种套管柱组合的示意图。
图4为本发明钻井中使用的水力弯接头示意图；
图5为本发明所使用的延伸管的一个实施例的示意图；
下面结合附图所示的用于钻井和完井的装置进行进一步详细的描述，使得对其有更加清楚地了解。
具体实施方式
参看附图1，用于实施超短曲率水平井钻井的装置包括一个测斜仪电缆插头接头1，其连接6个各可斜15度的水力弯接头2，其后连接延伸管3，该延伸管3连接测斜仪无磁接头4，所述的测斜仪无磁接头4通过动力钻具5连接造斜钻头6。
用于完井的装置，如图2所示的一个实施例，它是由一套管柱组合构成，其包括一个具有单流阀的导向引鞋21，其连接于套管串22、套管封隔器23、反扣下接头24、反扣上接头25和送入管柱26。
用于完井的另外一种装置，如图3所示，他是由另一套管柱组合构成，其包括导向引鞋31、筛管串32、套管阻流板33、套管封隔器34、下反扣接头35、上反扣接头36和送入管柱37。
如图4所示，上述的水力弯接头2是这样构成的：水力弯接头2包括有上接头211、下接头212、控压嘴213、活塞214、推杆215、销轴216、水流通道217和密封218；其中上接头211有一凸部且有一圆形端(如图所示)，该凸部配置在下接头212内，上接头211的开口端有连接螺纹，其内部设有活塞214，该活塞214的端部中心处设有控压嘴213，在上接头211外部一侧设有推杆215，该推杆一端顶靠上接头211，其另一端顶靠下接头212，上接头211通过销轴216与下接头212相连，下接头212与上接头211装配时，它们之间有可一间隙，该间隙可使上接头211与下接头212弯成15度，下接头212的端部有与上接头211相配合的螺纹，在上接头211和下接头212的中心贯穿有水流通道217，在下接头212前端内部设有与水流通道217相配合的密封218。
上述的延伸管的一个实施例如图5所示，其包括一个上套管311、一个下套管312、下套管312的一端有一凸部通过一销轴313而配置在上套管311内，下套管312的另一端设有一个外接头314，该外接头有连接螺纹，而上套管311配置一个内接头315，该内接头有相应于下套管外接头的螺纹，下套管312与上套管311装配时，它们之间有可一间隙，该间隙可使上套管311与下套管312弯成15度，在上套管311和下套管312的内部贯穿设置有高压胶管316。
以上仅是举例说明用于钻井和完井所使用的装置，但并非用以限制本申请，根据本发明的精神及特征所做的稍加变化修饰，均不会脱离本申请的请求保护范畴。
Claims (9)
1.一种超短曲率水平井钻井和完井的方法，对于老井，其步骤为：
1)在套管内，从准备钻开油层水平孔深度上提3-8米，把套管割断，并向下铣去套管长度2米；
2)在已无套管的井段下入扩大器，把井径扩大；
3)下入造斜钻具，该造斜钻具包括：
造斜钻头，测斜仪无磁接头，动力钻具，6个各可倾斜15度的水力弯接头，测斜仪电缆插头接头，井口电缆引入接头，和延伸管；
4)到位后，进行测斜定位，随钻定位测斜，钻具不转动；
5)开泵排量15升/秒，稍加钻压，不转动钻具，不上下活动；
6)观察方位角和井斜、井深，无误；
7)继续开泵，排量15升/秒，加压10-20KN，不上下活动钻具；
8)钻进连续测井斜及方位变化，达到90度；
9)起钻；
10)根据需要选择下入组合30-100米延伸钻具组合；
11)下入水平段钻具；
12)钻进钻压为10-20KN；
13)钻完设计钻进长度，边钻边测井斜、方位；
14)起钻；
15)进行完井步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述的完井步骤中，其方式有：在井壁较稳定井时用筛管完井，在井壁不稳定井时用特殊套管射孔完井，在井壁稳定井时用裸眼完井。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在筛管完井中，其采用一种套管柱组合，其包括导向引鞋、筛管串、套管阻流板、套管封隔器、下反扣接头、上反扣接头、专用送入管柱。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在固井射孔完井中，其采用一种套管柱组合，其包括导向引鞋(单流阀)、特殊套管串、套管封隔器单根、反扣下接头、反扣上接头、专用送入管柱。
5.一种超短曲率水平井钻井和完井的方法，对于新井，其步骤为：
1)在设计座标钻新井，井径按需要设定；
2)根据井深、地层情况、油气层情况，设计开孔直径，井浅应加大开孔直径；
3)钻进准备，主井筒深度比钻水平孔的深度再增加10-20米左右；
4)在开孔设计深度的上部用扩大器扩大井径，将井径扩大3-5倍，并用钻头钻进；
5)钻孔，其方式和步骤相同于老井步骤1-5；
6)由井口下入套管并在孔口单根装封隔器用于悬挂；
7)固井；
在该步骤中首先是打入水泥浆到碰压、憋压、涨开封隔器，倒开悬挂器进行洗浆循环，其次是起出上部的管；
8)钻第二个孔，方法同上述方式；
9)由井口下入套管，工艺同步骤6、7；
10)继续进行第三、第四孔钻进；
11)下入专用工具，清洗井第一、二、三、四水平孔眼；
12)主井筒不下套管的可以回接套管，主井筒下有套管的可以一筒开采；
13)井口设置常规装置；
14)多孔、大排量抽油；
15)冲砂工具可以判断是否进入分井筒的方位。
6.用于实施超短曲率水平井钻井的装置，其特征这样其包括一个测斜仪电缆插头接头，其连接6个各可斜15度的水力弯接头，其后连接延伸管，该延伸管连接测斜仪无磁接头，所述的测斜仪无磁接头通过动力钻具连接造斜钻头。
7.用于完井的装置，其特征在于它由一套管柱组合构成，其包括一个具有单流阀的导向引鞋，其连接于套管串、套管封隔器、反扣下接头、反扣上接头和送入管柱。
8.用于完井的装置，其特征在于它由一套管柱组合构成，其包括导向引鞋、筛管串、套管阻流板、套管封隔器、下反扣接头、上反扣接头和送入管柱。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的水力弯接头是这样构成的：水力弯接头包括有上接头、下接头、控压嘴、活塞、推杆、销轴、水流通道和密封；其中上接头有一凸部且有一圆形端，该凸部配置在下接头内，上接头的开口端有连接螺纹，其内部设有活塞，该活塞的端部中心处设有控压嘴，在上接头外部一侧设有推杆，该推杆一端顶靠上接头，其另一端顶靠下接头，上接头通过销轴与下接头相连，下接头与上接头装配时，它们之间有可一间隙，该间隙可使上接头与下接头弯成15度，下接头的端部有与上接头相配合的螺纹，在上接头和下接头的中心贯穿有水流通道，在下接头前端内部设有与水流通道相配合的密封。
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