超短半径水平井技术特点及应用探究

李祥龙

中石化胜利石油工程公司黄河钻井总公司科威特 SP266队

摘 要：超短半径水平井技术具有成本低、周期短、地层污染小等特点，还能大幅度提高油井产量和原油产量。油田在开发之后，已经进入开发中后期，部分老油田面临着老井改造、薄差油层剩余油挖潜和稳产增产的技术压力：针对这一技术难题，油田通过使用超短半径水平井钻井技术，在老井眼油层中的油层套管内部开窗侧钻，同时使用旋转自封器等工具，解决了薄差油层增产的技术难题，在水平段施工过程中，解决了大曲率造斜段钻进过程中的高摩阻等难题，能够完成了水平段超过16ｍ的长水平段施工，在油层内穿行超过15ｍ，提高了该油层的泄油面积：该项技术为油田薄差油层剩余油挖潜、降本增效、提高采收率提供新技术途径：

关键词：超短半径水平井技术；薄差油层；长水平段施工；技术特点

油田在经过开发之后，已经进入开发中后期，很多区块均属于陆相多油层砂岩油田，目前已进人高含水和特高含水期，剩余油分布零散，整体动用较差，面临着老井改造、薄差油层剩余油挖潜和稳产增产的技术压力。超短半径水平井剩余油挖潜技术是提高老区油田采收率的技术，具有中靶率高、施工周期短、产量高、钻井成本低等特点。所以，油田针对这一技术难题，也采用了超短半径水平井技术，解决了薄差油层增产的技术难题，克服了水平段钻进中大曲率造斜段的高摩阻等难题，提高了该油层的泄油面积，为油田薄差油层剩余油挖潜、降本增效、提高采收率提供了一条新的技术途径。

1超短半径水平井钻井技术简介

1.1技术原理

超短半径水平井技术，就是不用打新的井眼，在原井套管内部油层的位置进行开窗作业。这种技术为了解决常规弯螺杆造斜方式不能实现造斜段高曲率增斜的难题，必须使用柔性钻杆在造斜段和水平段进行钻进。这种柔性钻具每在油层中钻进5ｍ长的距离后，钻具就能够弯曲成90％而曲率半径只在3.2ｍ，当钻具在完成造斜后，可以继续在水平段钻进一定距离，从而达到剩余油挖潜的目的。可以采用多功能导向管、筛管、裸眼等不同方式完井来适应不同储层的特点。

1.2技术特点及优势

1.2.1特点

（1）超短半径水平井技术使用的柔性钻杆，当与割缝导向管配合作业时，避免了弯螺杆造斜的方式，实现造斜段高曲率增斜。

（2）割缝导向管进行钻井可实现随钻完井。

（3）使用118ｍｍ直径的钻头可直接在139.7ｍｍ直径套管内，实现曲率半径为3.2ｍ的施工。

（4）可采用割缝导向管完井、裸眼完井、防砂筛管完井等方式满足不同储层的需求。

1.2.2优势

（1）对老区油田剩余油增油效果明显，见效快。

（2）利用老井施工，开窗点在油顶附近，缩短了裸眼进尺，且水平钻进时可不用使用随钻定向仪器，成本低。

（3）可有效避开水层，实现一次性完井，降低作业风险。

（4）施工方便、作业周期短、施工安全高效。

因此，超短半径水平井可以对老区油田进行剩余油挖潜。

2超短半径水平井选井技术

选择超短半径水平井井位需要考虑多方面的因素，包括油藏因素、钻井因素、采油因素、压裂因素等。

2.1油藏要求

油田在经过经过自喷、注水和注聚开采后，老油田已经进入高含水期和特高含水期，剩余油纵向上集中分布在油层顶部。在现有开发井网条件下，采油井点和注水／注聚井点均存在动用差的油层，剩余油相对富集，采用超短半径水平井开采油层顶部剩余油，可获得较好的经济利润。可以确定不同井别井点超短半径水平井的筛选原则。

（1）油井潜力。油层发育的有效厚度必须在2.5ｍ以上是使用该技术的首要条件；在油层的顶部发育的稳定泥岩隔层或泥砂互薄层厚度在3ｍ以上；在井点150ｍ范围内无其他采出井点；井点300ｍ范围内注采连通小于等于两向一类连通；单井累积采油达800ｔ以上，含水降幅达到15％以上；潜力层位单井控制地质储量大于1.3ｘ10、

（2）注水／注聚井潜力。老井油层的发育厚度在3ｍ以上；在油层的顶部发育的稳定泥岩隔层或泥砂互薄层厚度在3.2ｍ以上；在井点300ｍ的范围内没有采出井点射孔，同时采出井点的射孔油层有效厚度在1ｍ以内；老井累计采油达1000ｔ以上，含水降幅达高于20％；潜力层位单井控制地质储量在1.5ｘ104ｔ以上。

2.2其他要求

（1）井筒要求。预开窗套管尺寸大于等于139.7；可以利用的井段大于同地区泵挂深度；井口完好，套外无油气水等流体返出。

（2）地面要求。井场平整，道路畅通，井场上空满足钻机作业所需空间；井场附近学校、居民等永久设施满足钻井安全距离要求。

3超短半径水平井钻井技术

为了实现油田低产低效井再现高产量，油田自主研发了超短半径水平井钻井技术配套的工具：能够满足反循环钻井施工条件的旋转自封器、可实现轴向和径向双重锚定的139.7ｍｍ导向锚系统、可实现117.5ｍｍ井眼机械造斜的多功能导向管、能自由通过井眼高曲率造斜的高强度柔性钻杆和特制的三牙轮钻头。

利用这些特制的工具能够实现以下功能：①在原井油层内139.7ｍｍ套管内大角度快速开窗；②在117.5ｍｍ井眼内实现超短半径造斜，在长度仅为5ｍ的造斜段，井眼曲率为15°？20°／ｍ；③能够在117.5ｍｍ井眼内实现超短半径稳斜，且水平段钻进参数控制合理；④实现117.5＿井眼的全井反循环钻进，最大程度地保护了油层。

4现场应用情况

超短半径水平井技术目前已经在油田累计应用超过50口井，在A井的应用最具代表性。该井完钻井深1130ｍ，139.7ｍｍ油层套管下深1125ｍ，已经开采25年，产量下降明显，含水率也逐渐增高，为挖潜剩余油，要求在套管内直接开窗侧钻。侧钻完钻垂深1030ｍ，造斜井深1027ｍ，造斜段长5ｍ，水平段长20ｍ。该井施工过程中，首先下人139.7ｍｍ导向描定系统，并下人一体化复式铣锥，先正循环冲洗，然后反循环开窗，完成作业后起出钻具；再下入造斜钻具组合，反循环钻进，实现大区率超短半径造斜段的施工；起出造斜钻具后，下入水平段钻具组合，完成井深1050ｍ的钻进，达到设计要求，水平段在油层内穿行超过15ｍ，提高了油层泄油面积，采用防砂筛管进行完井施工，为超短半径水平井的可持续开采以及后期的冲砂等修井作业奠定了良好的完井基础。

5结论

（1）在经过60年的开发之后，油田已进入高含水和特高含水期，剩余油分布零散，整体动用较差，面临着老井改造、薄差油层剩余油挖潜和稳产增产的技术压力。（2）超短半径水平井钻井技术打破了利用弯螺杆等动力钻具造斜的传统方式，有效增加了原井产量，对油田的剩余油挖潜具有重要的意义。

参考文献：

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