CN1948702A - 一种新型的多分支井钻完井方法 - Google Patents

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任荣权
徐长安
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一种涉及石油、地质勘探的新型的多分支井钻完井方法，在主井眼下入并且座封一个永久性定位装置1；使主井眼窗口处上部井眼与下部井眼分隔开；完成定位后，将在地面调整好工具面角的斜向器6下入到主井眼内，并座挂在定位装置1上，下入常规工具进行定向开窗、定向钻井、下套管固井及完井等常规施工作业；完井后用套铣工具10将主井眼内尾管重叠段及钻完井斜向器6套铣回收，重复以上步骤，在同一主井眼内钻出多个水平分支井眼或定向分支井眼，实现了对斜向器的可靠定位；可承受很大的钻压和扭矩，完全满足开窗、侧钻、平磨、套铣等施工要求；并且使主井筒的内径最大，保证以后的采油、修井和油层改造等作业能够正常进行；并可在同一主井筒中打出多个支井，支井数目不受限制。

Description

一种新型的多分支井钻完井方法
技术领域：
本发明涉及石油、地质勘探的一种新型的多分支井钻完井方法。
背景技术：
多分支井是在一个主井眼中的不同深度上钻出几个井眼用于开采不同深度油层的井。分支井技术可以增大泻油面积，提高油井产量，全面减少油藏开发成本。本发明即是关于一种新型的多分支井的钻井完井方法及其设备，更确切地说，是一种在主井眼中下套管固井，分支井眼中也下套管固井及完井的方法。
多分支井技术是继定向井、侧钻井、水平井技术之后发展起来的一种钻井新技术。与普通直井和定向井不同，多分支井是在一个主井筒中打出几个不同的分支，这样增大了泄油面积，相当于增加了几口油井的数量，大大降低了钻井成本，全面减少了油藏开发成本。在我国国内对于陆地油田一些复杂地质构造，山前构造，逆掩推复体构造等高难钻井作业条件迫切需要使用多分支井技术来提高单井产量，降低钻井成本；在急需动用未开发的边际油层中，大部分需要在老井中进行侧钻多分支井来降低吨油成本。
多分支井技术一般原理是通过造斜器技术来定位钻入地下岩层的分支井眼的方位，使分支井眼偏离垂直方向到预定的轨迹。目前国内外通常使用的常规造斜器技术为用卡瓦式锚定工具加封隔器造斜。使用该技术打分支井避免不了的问题是完井后主套管通径大幅减小，使在一个井筒中打多个分支的难度加大，因此这就使用常规造斜器技术在7″和7″以下套管中打三个以上的分支井成为不可能。国外开发用套管完井的多分支井大部分在95/8″尺寸以上套管内施工，主井筒大；但是国内生产套管绝大部分是7″、51/2″或5″，主井筒小，用常规造斜器技术打多分支井不仅限制了打分支的数目，而且使得工具设计和施工难度加大。
另外，常规造斜器技术因其技术本身所限有其固有的问题：即在抗轴向载荷、抗大扭矩和高压密封能力上性能较差等，导致定位不可靠，当钻具需要重新进入支井眼时可能会造成找不到井眼位置而导致重进失败，给后续采油，修井和油层改造带来很多问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型的多分支井钻完井方法，即提供一种在主井眼中下套管固井，分支井筒中也下套管固井及完井的方法。
本发明的另一个目的是通过这种新的多分支井钻完井方法，提供一种新的老井侧钻方法，使该油井利用原来的主井筒，重新打出一口或多口新的分支井，提高老油井产量。
本发明的另一个目的是通过这种新的多分支井钻完井方法，提供一种可以在小井眼中钻两个及两个以上多分支井的方法。
本发明的另一个目的是通过这种新的多分支井钻完井方法，可以实现支井的可靠选择性重入。
本发明的另一个目的是通过这种新的多分支井钻完井方法，可以实现采油、修井和油层改造正常进行。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
1.定位装置1为一个永久性的定位装置，定位装置1的底部设有密封部件2，使主井眼窗口上部井眼与下部井眼分开；座封后，主井眼通径仅减小一个定位装置1的环形壁厚；
2.下入定位装置1作业：在主井眼开窗位置下入并且座封定位装置1，使主井眼开窗位置上部与下部分开；该定位装置1与井下打压工具3通过钻杆4与井口的打压设备连接，经过打压，使定位装置1膨胀变形，挤压套管5内壁，使其牢固地贴附于套管5内壁上；
3.定位装置1丢手作业：当定位装置1膨胀变形结束后，井下打压工具3与定位装置1自动脱开，井下打压工具3随钻杆4从主套管5内提出；此时，其余部件均提出主井眼，只有定位装置1留在主井眼内，座封后，主井眼此处内径仅减小一个定位装置1的环形壁厚，并且上部井眼与下部井眼也通过定位装置1密封隔开；
4.下斜向器作业；完成定位后，将在地面调整好工具面角的钻完井斜向器6通过钻杆4接斜向器6的下放部件7下入到主井眼内，并座挂在定位装置1上；
5.斜向器丢手作业：斜向器6到位后，钻压开始上升，尖剪断联接销钉8，将斜向器6下放部件7提出井口；
6.下入钻具9进行定向开窗、定向钻井，下套管注水泥固井及完井常规施工作业；
7.回收斜向器6作业：固井、完井后后用套铣工具10将主井眼内尾管重叠段11及钻完井斜向器6套铣回收，打捞出井口；
8.重复以上1-7步骤可在同一主井眼内钻出多个水平井或定向井，通过自下而上的打多分支的顺序，可以使主井眼通径仅减小一个定位装置1的环形壁厚，并且支井数目不受限制；
9.主井眼沟通作业：主井眼沟通工具12将定位装置1内的密封部件2取出，使主井眼与各个分支井眼沟通，即可进行采油作业；
维护和修井作业：油井生产若干年后需要维护和修井作业，将修井斜向器13按原先记录好的数据调整好工具面角，下入并座挂到需要维护的支井定位装置1上，就可进行常规修井作业。
通过自下而上的打多分支的顺序，可以使主井眼通径仅减小一个定位装置的环形壁厚，并且打支井数目不受限制。
本发明在井下形成了对支井的永久定位，实现了对斜向器的可靠定位；可承受很大的钻压和扭矩，完全满足开窗、侧钻、平磨、套铣等施工要求；并且使主井筒的内径最大，保证以后的采油、修井和油层改造等作业能够正常进行；并可在同一主井筒中打出多个支井，支井数目不受限制。本发明整套施工工艺和作业难度低，作业安全可靠性高，各工序施工信号明显，司钻易于操作，十分适合中国油田小尺寸套管内打分支井和老井侧钻分支井的国情。
附图说明
图1是本发明的井下永久定位装置示意图
图2是本发明的工艺实施流程图
图3是继图2之后的本发明的下一实施流程图
图4是继图3之后的本发明的下一实施流程图
图5是继图4之后的本发明的下一实施流程图
图6是继图5之后的本发明的下一实施流程图
图7是继图6之后的本发明的下一实施流程图
图8是继图7之后的本发明的下一实施流程图
图9是继图8之后的本发明的下一实施流程图
图10是继图9之后的本发明的下一实施流程图
具体实施方式
在主井眼开窗位置下入并且座封一个永久性定位装置1：定位装置1设计有密封件2，使主井眼窗口处上部井眼与下部井眼分隔开；座封后，主井眼此处通径仅减小一个定位装置1的环形壁厚；完成定位后，将在地面调整好工具面角的斜向器6下入到主井眼内，并座挂在定位装置1上，下入常规工具进行定向开窗、定向钻井、下套管固井及完井等常规施工作业；完井后用套铣工具10将主井眼内尾管重叠段及钻完井斜向器6套铣回收，则在主井眼里完成了一个分支；此时，其余装置均提出主井眼，只有定位装置1留在主井眼内，主井眼此处通径减小一个定位装置1的环形壁厚；重复以上步骤，在同一主井眼内钻出多个水平分支井眼或定向分支井眼。
分支井眼的全部施工作业完成后，根据需要将各定位装置1内的密封件2取下，使主井眼与支井眼沟通，即可进行采油作业。
油井生产若干年后需要维护和修井作业时，只需将斜向器6按打分支井时记录好的数据调整好工具面角，下入并座挂到需要维护的支井永久性定位装置上，就可进行修井作业。
本发明的方法可以通过本发明的实施图来实现：
实施例1：一口新的多分支井的方法。
如图1所示，为打多分支井的定位装置1，该装置为一个永久性定位装置：定位装置设计有密封部件2，使主井眼窗口上部井眼与下部井眼分开；座封后，主井眼通径仅减小一个定位装置1环形壁厚。
如图2所示，为下入永久性定位装置1作业。在主井眼开窗位置下入并且座封一个永久性定位装置1，使主井眼开窗位置上部与下部分开。该定位装置1与井下打压工具3通过钻杆4与井口的打压设备连接，经过打压，使如图1所示的定位装置1膨胀变形，挤压套管5内壁，使其牢固地贴附于套管5内壁上，达到永久定位要求。
如图3所示，定位装置丢手作业。当膨胀变形结束后，井下打压工具3与定位装置1自动脱开，井下打压工具3随钻杆4从主套管5内提出。此时，其余装置均提出主井眼，只有永久性定位装置1留在主井眼内，座封后，主井眼此处内径仅减小一个定位装置环形壁厚，并且上部井眼与下部井眼也通过定位装置1密封隔开。
如图4所示，下斜向器6作业。完成定位后，将在地面调整好工具面角的钻完井斜向器6通过钻杆4接斜向器下放装置7下入到主井眼内，并座挂在永久性定位装置1上。
如图5所示，斜向器6丢手作业。斜向器6到位后，钻压开始上升，尖剪断联接销钉8，将斜向器6下放部件7提出井口。
如图6所示，下入钻具9进行定向开窗、定向钻井，下套管注水泥固井及完井等常规施工作业。
如图7所示，回收斜向器6作业。固井、完井后后用套铣工具10将主井眼内尾管重叠段11及钻完井斜向器6套铣回收，打捞出井口。
如图8所示，重复以上步骤可在同一主井眼内钻出多个水平井或定向井。通过自下而上的打多分支的顺序，可以使主井眼通径仅减小一个定位装置1的环形壁厚，并且支井数目不受限制。
如图9所示，主井眼沟通作业。本发明专用主井眼沟通工具12将定位装置1内的密封部件2取出，使主井眼与各个分支井眼沟通，即可进行采油作业。
如图10所示，维护和修井作业。油井生产若干年后需要维护和修井作业，只需将本发明的井斜向器13按原先记录好的数据调整好工具面角，下入并座挂到需要维护的支井定位装置上，就可进行常规修井作业。
实施例2：井侧钻分支井方法。
当油(气)田在开采过程中，由于各种原因需要进行另钻新井眼完井，使油(气)水井恢复生产，达到正常生产目的时，同样下入永久性定位装置1作业，在需要打分支井井深处座封一个永久性定位装置1，进行定位装置丢手作业、下斜向器作业、下入钻具进行定向开窗、定向钻井，下套管注水泥固井及完井等常规施工作业、回收斜向器作业。
由于定位装置1设计有与下部分开的密封部件2，使主井眼开窗位置上部与下部封隔开。因此以上作业完成以后，需要封隔下部井眼的，则不需要取出定位装置1上的密封部件2，直接进行油(气)生产。当若干年后需要主井眼上下部进行沟通时，只需要再次下入主井眼沟通工具将定位装置1内的密封部件2取出即可。对于维护和修井作业，与打新分支井时的维护和修井作业一样。

Claims (2)

1.一种新型的多分支井钻完井方法，其特征在于：采用如下步骤：
(1)定位装置1为一个永久性的定位装置，定位装置1的底部设有密封部件2，使主井眼窗口上部井眼与下部井眼分开；座封后，主井眼通径仅减小一个定位装置1的环形壁厚；
(2)下入定位装置1作业：在主井眼开窗位置下入并且座封定位装置1，使主井眼开窗位置上部与下部分开；该定位装置1与井下打压工具3通过钻杆4与井口的打压设备连接，经过打压，使定位装置1膨胀变形，挤压套管5内壁，使其牢固地贴附于套管5内壁上；
(3)定位装置1丢手作业：当定位装置1膨胀变形结束后，井下打压工具3与定位装置1自动脱开，井下打压工具3随钻杆4从主套管5内提出；此时，其余部件均提出主井眼，只有定位装置1留在主井眼内，座封后，主井眼此处内径仅减小一个定位装置1的环形壁厚，并且上部井眼与下部井眼也通过定位装置1密封隔开；
(4)下斜向器作业；完成定位后，将在地面调整好工具面角的钻完井斜向器6通过钻杆4接斜向器6的下放部件7下入到主井眼内，并座挂在定位装置1上；
(5)斜向器丢手作业：斜向器6到位后，钻压开始上升，尖剪断联接销钉8，将斜向器6下放部件7提出井口；
(6)下入钻具9进行定向开窗、定向钻井，下套管注水泥固井及完井常规施工作业；
(7)回收斜向器6作业：固井、完井后后用套铣工具10将主井眼内尾管重叠段11及钻完井斜向器6套铣回收，打捞出井口；
(8)重复以上1-7步骤可在同一主井眼内钻出多个水平井或定向井，通过自下而上的打多分支的顺序，可以使主井眼通径仅减小一个定位装置1的环形壁厚，并且支井数目不受限制；
(9)主井眼沟通作业：主井眼沟通工具12将定位装置1内的密封部件2取出，使主井眼与各个分支井眼沟通，即可进行采油作业；
2.根据权利要求1所述的一种新型的多分支井钻完井方法，其特征在于：在进行维护和修井作业：将修井斜向器13按原先记录好的数据调整好工具面角，下入并座挂到需要维护的支井定位装置1上，就可进行常规修井作业。
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