徑向水平鉆孔技術(shù)在LU2028井的應(yīng)用

黃志強(qiáng)

(中國石油長城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010)

徑向水平鉆孔技術(shù)在LU2028井的應(yīng)用

黃志強(qiáng)

(中國石油長城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010)

徑向水平鉆孔技術(shù)目的是解除近井污染，降低注入壓力，提高注水量，以期提高整個井組產(chǎn)量、有效開發(fā)剩余儲量。從解堵原理、井位選擇、工程設(shè)計、現(xiàn)場施工等幾個方面，詳細(xì)論述了徑向水平鉆孔技術(shù)在LU2028井的應(yīng)用情況。該井在1 401.5～1 403.5 m井段采用可傳遞一定扭矩的撓性管驅(qū)動微型鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)破巖，完成了6個徑向水平孔眼，單孔度量長度8～15 m。措施后注入壓力明顯降低，降幅達(dá)53.5%，吸水能力得到提高，滿足配注要求，補(bǔ)充了地層能量，使受效油井產(chǎn)量穩(wěn)步上升，含水下降，取得了良好的應(yīng)用效果。

新疆油田；徑向鉆孔；套管鉆孔；近井解堵；注水井

徑向水平鉆孔技術(shù)是指在超短曲率半徑內(nèi)(約0.3 m)實現(xiàn)從垂直到水平的轉(zhuǎn)向，并在同一層位或不同層位鉆出多個徑向水平孔眼，為原井筒提供液流通道，擴(kuò)大單井波及泄油面積，從而提高儲層動用程度[1-3]。

長城鉆探工程院2008年開始立項研究該技術(shù)，目前形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的徑向水平鉆孔工具系統(tǒng)，在遼河、新疆、吉林等油田應(yīng)用20余口井。2014年將該技術(shù)拓展推廣到注水井解堵領(lǐng)域并在LU2028注水井進(jìn)行了成功應(yīng)用。利用徑向水平鉆孔技術(shù)有效穿透該井堵塞帶，降低了注入壓力，提高了注水量，使地層能量得到補(bǔ)充，對應(yīng)受效油井產(chǎn)量提高、含水下降，應(yīng)用效果良好，為類似注入井的解堵增注提供了一種新的低成本技術(shù)手段。

1 徑向水平井技術(shù)解堵原理

徑向水平鉆孔技術(shù)的原理是首先在原井筒內(nèi)采用專用開窗工具直接在套管上開出一個φ28 mm左右的小窗口，然后下入可傳遞扭矩的撓性管鉆進(jìn)工具，經(jīng)導(dǎo)向器引導(dǎo)對準(zhǔn)套管上的小窗口進(jìn)入地層，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)破巖，最終形成孔徑約φ25 mm的微小水平孔眼[4]。

在油田注水開發(fā)過程中，由于外來液體與儲層流體不配伍，水中懸浮物等的存在，以及石蠟、膠質(zhì)瀝青質(zhì)的沉積等因素，常引起地層堵塞，導(dǎo)致注水井吸水能力降低，注水量下降，注入壓力升高，甚至注不進(jìn)水，其結(jié)果將嚴(yán)重影響原油生產(chǎn)[5]。如果在井筒周圍徑向鉆出水平孔眼，穿透堵塞帶，可有效降低注入壓力，提高注水量，補(bǔ)充地層能量。

2 井位選擇

LU2028井位于新疆油田XX作業(yè)區(qū)。該井2002年11月在K1h27-4層(1 401.5～1 403.5 m)投注，初期注入壓力5.0 MPa，注水滿足配注。2011年8月補(bǔ)開K1h21層(1 035～1037 m)為水平井LUHW2112提供注水能量。補(bǔ)層分注前K1h27-4層油壓8.2 MPa，日配注35 m3，日注35 m3，注水正常。補(bǔ)層分注后測量顯示兩層均滿足配注。2014年7月檢管后測量顯示K1h27層注水滿足不了地質(zhì)配注要求，配注30 m3，日注16 m3，分析認(rèn)為儲層近井地帶受到污染。

受LU2028井欠注影響，對應(yīng)K1h27層油井LU2037井含水上升，LU2038井含水上升能量下降。LU2028井組在K1h27層措施前日產(chǎn)液74.8 t，日產(chǎn)油23 t，綜合含水69.2%，剩余地質(zhì)儲量6.8×104t，潛力大。因此，計劃對LU2028井K1h27-4層實施徑向水平鉆孔，解除近井地帶污染，降低該層注水壓力，提高注水量，以滿足地質(zhì)配注要求。

3 工程設(shè)計

LU2028井生產(chǎn)套管規(guī)格φ139.70 mm，壁厚7.72mm，下深1440.82m，鋼級J55，目前人工井底1 429.34 m，固井質(zhì)量合格，套補(bǔ)距4.25 m，油補(bǔ)距3.83 m，原鉆井液密度1.12～1.15 g/cm3,最大井斜1.98°。

計劃在K1h27-4層進(jìn)行徑向水平鉆孔施工，施工段內(nèi)無套管接箍。因此，設(shè)計了6個均勻分布的徑向水平孔眼，見表1。每一深度鉆進(jìn)1個孔眼，單孔鉆進(jìn)長度8～15 m。

表1 徑向水平孔眼數(shù)據(jù)

4 現(xiàn)場施工

(1)井筒準(zhǔn)備。起出井筒內(nèi)原管柱；下入φ118 mm通井規(guī)通至人工井底，保證井筒通暢；循環(huán)洗井兩周。需注意的是徑向水平鉆孔施工對水質(zhì)要求較高，如洗井不徹底，易發(fā)生井下工具堵塞，導(dǎo)致返工，影響施工進(jìn)度。

(2)下開窗導(dǎo)向工具至預(yù)定位置。開窗導(dǎo)向鉆具組合：φ116.0 mm鉆孔導(dǎo)向工具+φ114.0 mm錨定器+φ73 mm油管2根+φ73 mm油管短節(jié)2 m+φ73 mm油管至井口。下放時操作要平穩(wěn)，控制下放速度，中途若遇阻下放阻力不得超過20～30 kN。下放到預(yù)定位置后，進(jìn)行油層校深，根據(jù)校深結(jié)果調(diào)整管柱至①號孔眼深度1403.3 m，坐封并錨定工具管柱。

(3)①號孔眼施工。下入開窗工具，地面高壓泵打壓開窗，施工參數(shù)：泵壓15.4 MPa、排量104 L/min，完成套管開窗后,起出開窗工具。下地層鉆進(jìn)管柱，鉆具組合：φ24 mm鉆頭+撓性管+鉆進(jìn)送入管；①號孔眼鉆進(jìn)長度9 m；施工參數(shù)：泵壓23 MPa、排量88 L/min，鉆進(jìn)完成后起出鉆進(jìn)管柱。調(diào)整開窗導(dǎo)向工具至②號孔眼位置。

(4)其余5孔施工。根據(jù)設(shè)計要求，重復(fù)上述套管開窗、地層鉆進(jìn)等工序，依次完成該井其余5個徑向水平孔眼的施工。各孔眼具體施工參數(shù)見表2，水平投影見圖1。

5 應(yīng)用效果分析

該井措施前日配注50 m3，日注35 m3，注入壓力8.6MPa。措施后初期日配注50m3，日注50m3，注入壓力6 MPa；后提高日配注量到55 m3，日注55 m3，注入壓力4 MPa。由此可以看出，采用徑向水平鉆孔技術(shù)，在該井K1h27-4層實施6個長度8～15 m螺旋均布的徑向孔眼后，解除了近井地帶污染，注水壓力明顯降低，降幅達(dá)4.6 MPa，日注水量增加，滿足地質(zhì)配注要求。

表2 LU2028井徑向鉆孔施工參數(shù)

圖1 LU2028徑向水平孔眼水平投影圖

由于措施后順利實施注水，補(bǔ)充了地層能量，LU2028井組在K1h27層對應(yīng)受效油井產(chǎn)量穩(wěn)步提高，含水下降。措施后2個月，日產(chǎn)液85.3 t，日產(chǎn)油28.7 t，綜合含水66.4%，取得了良好的應(yīng)用效果。

6 結(jié)論及建議

(1)LU2028井完成了6個分支徑向水平孔眼施工，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)長度分別為9 m、13 m、8 m、15 m、13 m、13 m，達(dá)到了設(shè)計要求，有效降低了該井注水壓力，日注水量增加，滿足地質(zhì)配注要求，對應(yīng)受效油井產(chǎn)量穩(wěn)步提高，含水下降，取得了良好的應(yīng)用效果。

(2)徑向水平鉆孔技術(shù)可在儲層中形成多個徑向微小孔道，具有施工周期短、成本低的優(yōu)勢，為注入井(注水、注氣、注聚合物等)的解堵增注及采油井增加泄油面積、提高原油產(chǎn)量，提供了一種新的低成本技術(shù)手段。

(3)在薄層施工時，應(yīng)校準(zhǔn)開窗工具深度，確保徑向孔眼在油層中鉆進(jìn)延伸。

(4)進(jìn)一步提高徑向鉆進(jìn)長度，縮短施工周期，拓展應(yīng)用范圍和規(guī)模，是下步工作的方向和重點。

[1] 周衛(wèi)東,師偉,李羅鵬.徑向水平鉆孔技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油礦場機(jī)械,2012,41(4):1-6.

[2] 施連海,楊帆,黃志強(qiáng),等.徑向水平井技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展方向探討[J].西部探礦工程，2014,(7)：60-65.

[3] 沈燕來,汪偉英.注水井解堵增注方法.世界石油工業(yè)，1997,(4)：44-47.

[4] 何良泉.義171-斜16VF井鉆井技術(shù)探索與實踐[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(4)：115-116,119.

[5] 周權(quán)，張建麗，張喜民，徐永斌.定北區(qū)塊鉆頭選型的難點及對策[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(3)：92-95.

編輯：劉洪樹

1673-8217(2015)06-0117-03

2015-03-13

黃志強(qiáng),助理工程師，1987年生，2010年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事鉆完井技術(shù)研究與技術(shù)服務(wù)工作。

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