水平井悬空侧钻方法及侧钻工具与流程

本发明涉及油田钻探技术领域，尤其涉及一种水平井悬空侧钻方法及侧钻工具。

背景技术：

在石油天然气技术领域，为了提高储层的储量动用率，提高单井产量，或放碰绕障的需要，三维定向井、三维水平井日益增多。侧钻在钻井施工或老井开窗改造过程中，是比较普遍的定向控制技术，目的就是为了实现轨迹的设计控制，常规的侧钻可以分为填井侧钻、开窗侧钻和悬空侧钻三种，悬空侧钻多用于目的产层段的钻进施工，因为产层需要下入套管或者不允许进行水泥填充等要求受限，譬如在煤层气领域的多分支水平井、盐矿盐层中的联通对接井均需要进行悬空侧钻。

常规的悬空侧钻方法在钻头带动钻井工具钻进过程中，由于水平段、大位移段的井段越来越长，而且随着水平位移的增长，使得钻井作业难以继续进行，产生托压的问题，这就给钻井作业的正常运行带来不利的影响，采用常规的悬空钻进手段无法继续进行钻井。因此，在出现托压的问题后继续进行侧钻钻井是目前难以解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种水平井悬空侧钻方法及侧钻工具，主要目的是在水平井悬空侧钻过程出现托压的问题后，解决托压的问题并继续进行侧钻钻井的问题。为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种水平井悬空侧钻方法，该水平井悬空侧钻方法包括：采用第一钻时进行滑动侧钻，在钻压持续升高不回时停止；

选取侧钻点的位置；

选取侧钻工具；

从侧钻点起始，采用第二钻时进行复合侧钻；

其中，所述复合侧钻设置为所述侧钻工具与钻头同时旋转钻进。

可选的，所述第一钻时为钻时控制在0.25-0.5m/h。

可选的，所述第二钻时为钻时控制在0.5-1m/h。

可选的，所述选取侧钻工具，包括：

选择单弯螺杆及钻头，所述单弯螺杆包括一具有预设角度的弯角部。

可选的，所述预设角度介于1.0-1.5度之间。

可选的，所述选取侧钻工具，还包括：

去除所述单弯螺杆靠近所述钻头一端的稳定器。

另一方面，本发明实施例还提供了一种侧钻工具，该侧钻工具包括：钻头以及与所述钻头连接的单弯螺杆、第一钻铤及稳定器；

其中，所述钻头连接在所述单弯螺杆的第一端，所述第一钻铤设置于所述所述单弯螺杆的与所述第一端相对的第二端，所述稳定器设置于所述第一钻铤上。

可选的，所述钻头设置为高速pdc钻头。

可选的，所述单弯螺杆具有一弯角部，且所述弯角部的角度介于1.0-1.5度之间。

本发明实施例提出的一种水平井悬空侧钻方法及侧钻工具，在进行悬空侧钻时，首先可采用常规的悬空侧钻方法施工一定井段距离(3-5米)，当钻具持续钻入的过程中，会逐渐和井壁之间产生较大的摩擦力，受到摩擦力的影响，会导致钻压持续不回，甚至可能产生泵压变化的可能，钻压无法及时的传递到钻头上，当出现托压的问题后，应及时停止，并重新选取侧钻点位置及侧钻工具，从上述步骤所选择的侧钻点起始，进行复合侧钻，通过复合侧钻的钻井方式，能够减小钻具与井壁之间产生的摩擦力，减小钻井过程中产生的摩阻，从而解决托压的问题，使钻井的效率可以大大提升，且能够保证钻井的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种水平井悬空侧钻方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种侧钻工具的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的水平井悬空侧钻方法及侧钻工具，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一

如图1所示，本发明的实施例一提出一种水平井悬空侧钻方法，该水平井悬空侧钻方法包括：

s1：采用第一钻时进行滑动侧钻，在钻压持续升高不回时停止；

s2：选取侧钻点的位置；

s3：选取侧钻工具；

s4：从侧钻点起始，采用第二钻时进行复合侧钻；

其中，所述复合侧钻设置为所述侧钻工具与钻头同时旋转钻进。

具体的，在石油天然气技术领域，为了提高储层的储量动用率，提高单井产量，或放碰绕障的需要，三维定向井、三维水平井日益增多。侧钻在钻井施工或老井开窗改造过程中，是比较普遍的定向控制技术，目的就是为了实现轨迹的设计控制，常规的侧钻可以分为填井侧钻、开窗侧钻和悬空侧钻三种，煤层和盐井的水平段侧钻除具备合理侧钻拐点外，地层较软、钻时快，悬空侧钻比较容易实现。常规的水平井的悬空侧钻方法为钻头旋转，侧钻工具滑动进给，而在钻头带动造斜工具钻进过程中，由于水平段、大位移段的井段越来越长，而且随着水平位移的增长，使得钻井作业难以继续进行，产生托压的问题，这就给钻井作业的正常运行带来不利的影响。故本实施例提出的水平井悬空侧钻方法用于在常规的悬空钻井方法解决不了的情况下使用，是在特殊的施工条件下才应采用的施工方法。

具体的，在进行悬空侧钻时，首先可采用常规的悬空侧钻方法加工一定井段距离，如3-5米，即选定悬空侧钻点并以第一钻时均匀进行滑动侧钻，第一钻时为正常在此侧钻点位置低钻压4-6t复合钻进的8-10倍时间，具体的第一钻时可根据实际情况进行设定，例如：可以第一钻时可以为0.25m/h，但不限于此，滑动侧钻即为在钻头旋转的同时，侧钻工具向施工方向滑动进给，在滑动侧钻的过程中可能会遇到托压的问题，托压是指在定向钻井时，当钻具持续钻入的过程中，会逐渐和井壁之间产生较大的摩擦力，受到摩擦力的影响，会导致钻压持续不回，甚至可能产生泵压变化的可能，钻压无法及时的传递到钻头上，当出现托压的问题后，会引发以下几个问题：第一，钻具承受了大部分的钻压，钻压未实施到钻头上，所以导致机械钻井的效率大大降低，影响了钻井的进度；第二，在钻井中进行滑动钻井时，当产生托压问题后，钻具将会在一段时间内保持静止状态，容易出现粘卡钻具的井下风险；第三，在定向钻井中托压问题发生后，直到托压问题解除，将会导致钻油工具面发生变化，容易出现定向目的的偏差。由于托压所导致的问题，在常规的悬空侧钻进行过程中出现托压的问题后，可以从最初选择的悬空侧钻点按第一钻时控时重新进行滑动侧钻拉槽，若如此两三个回合仍然解决不了由于磨阻持续增大造成的钻压持续升高不回的现象，应及时停止进程，采用另一方法解决托压的问题，本实施例中，在常规侧钻出现托压问题停止后，首先选取侧钻点位置，侧钻点位置应选取水平井合适的拐点位置，且应考虑侧钻点附近井眼的状况，井下状况应正常，无掉块和垮塌等现象，具体可根据实际情况进行选择；其次，应选择侧钻工具，侧钻工具可以包括钻头、单弯螺杆等，可根据所选择的拐点、即侧钻点附近的井斜跨度进行选择；在选择好侧钻工具后，即可继续进行悬空钻进过程，具体方法为：从上述步骤所选择的侧钻点起始，进行复合侧钻，这里的复合侧钻是指侧钻工具与钻痛同时旋转的旋进侧钻过程，能够减小钻具与井壁之间产生的摩擦力，减小钻井过程中产生的摩阻，从而解决托压的问题，使钻井的效率可以大大提升，且能够保证钻井的安全性。在进行复合侧钻时，应保持不同于第一钻时的第二钻时进行施工，且应均匀控时，第二钻时为正常在此侧钻点位置低钻压4-6t复合钻进的4-5倍时间，具体可根据实际情况设定，例如：如上述的第一钻时为0.25m/h时，第二钻时可以为0.5m/h，且在复合侧钻的过程中控制好钻压，保持钻井工作的安全、平稳进行。

本发明实施例提出一种水平井悬空侧钻方法，在进行悬空侧钻时，首先可采用常规的悬空侧钻方法施工一定井段距离，当钻具持续钻入的过程中，会逐渐和井壁之间产生较大的摩擦力，受到摩擦力的影响，会导致钻压持续不回，甚至可能产生泵压变化的可能，钻压无法及时的传递到钻头上，当出现托压的问题后，应及时停止，并重新选取侧钻点位置及侧钻工具，从上述步骤所选择的侧钻点起始，进行复合侧钻，通过复合侧钻的钻井方式，能够减小钻具与井壁之间产生的摩擦力，减小钻井过程中产生的摩阻，从而解决托压的问题，使钻井的效率可以大大提升，且能够保证钻井的安全性。

进一步的，在具体实施中，所述第一钻时可以为钻时控制在0.25m/h。

具体的，为了实现滑动侧钻的稳定进行，本发明采取的技术方案中，第一钻时可以控制在0.25m/h左右，但不限于此，第一钻时的设定应考虑实际的情况。

进一步的，在具体实施中，所述第二钻时可以为钻时控制在0.5m/h。

具体的，为了实现复合侧钻的稳定进行，本发明采取的技术方案中，如上述的第一钻时为0.25m/h时，对应的第二钻时可以控制在0.5m/h左右，但不限于此，第二钻时的设定应考虑实际的情况，侧钻工具应低速均匀钻进，规避托压，有效解决悬空侧钻过程中的托压问题。

进一步的，在具体实施中，上述的步骤s3：选取侧钻工具，还包括：选择单弯螺杆及钻头，所述单弯螺杆包括一具有预设角度的弯角部。

具体的，本发明采取的技术方案中，侧钻工具可以包括单弯螺杆及钻头等工具，其中钻头可以选择为可满足钻井工程需要的任一中钻头，如高速牙轮钻头等。还应根据实际情况选择单弯螺杆，单弯螺杆包括一个弯角部，弯角部具有预设角度，在选择时，可根据上述的侧钻点的位置、情况进行选择。

进一步的，在具体实施中，所述预设角度介于1.0-1.5度之间。

具体的，本发明采取的技术方案中，如上述的，单弯螺杆包括一具有预设角度的弯角部，该弯角部的预设角度可以根据侧钻点的位置选定，预设角度可以介于1.0-1.5度之间，具体可以为1.0度、1.25度或1.5度，在选择角度时，例如：若上述选择的侧钻点所处的拐点的位置的井段斜度较大，则可适当选择角度较小的弯角部的预设角度，若上述选择的侧钻点所处的拐点的位置的井段斜度较小，较为平稳的井段，则可适当选择角度较大的弯角部的预设角度，保持井段之间的安全距离即可，具体的预设角度的值这里不做具体限定。

进一步的，在具体实施中，上述的步骤s3：所述选取侧钻工具，还包括：去除所述单弯螺杆靠近所述钻头一端的稳定器。

具体的，稳定器是钻杆在井孔内高速回转时，保持细长钻杆平稳运转，使钻头轴线尽可能接近井孔中心线的一种器具，也可称为扶正器，为使侧钻工具的靠近钻头端具有自然的重力方向的作用力，便于悬空侧钻的进行，本发明采取的技术方案中，与常规的悬空侧钻所使用的侧钻工具的不同之处在于，在选取侧钻工具时，应将单弯螺杆上靠近钻头端设置的稳定器去除，避免稳定器对钻头端产生的使其接近井孔中心线的作用，去除其扶正作用。

实施例二

如图2所示，本发明的实施例二提出一种侧钻工具，该侧钻工具应用于上述的水平井悬空侧钻方法，其具体包括：钻头1以及与所述钻头1连接的单弯螺杆2、第一钻铤3及稳定器4；其中，所述钻头1连接在所述单弯螺杆2的第一端，所述第一钻铤3设置于所述单弯螺杆2的与所述第一端相对的第二端，所述稳定器4设置于所述第一钻铤3上。

具体的，上述的水平井悬空侧钻方法是用于在常规的悬空钻井方法解决不了的情况下使用，是在特殊的施工条件下才应采用的施工方法，故其对应的侧钻工具也不同于常规的悬空侧钻方法所使用的侧钻工具，其包括钻头1以及与所述钻头1连接的单弯螺杆2，钻头1设置在单弯螺杆2的第一端，还包括以及设置在单弯螺杆2的第二端的第一钻铤3和稳定器4，第二端为单弯螺杆2上与第一端相对的一端。与常规的悬空侧钻方法所使用的侧钻工具不同的在于，单弯螺杆2的第一端不设置稳定器4，避免稳定器4对钻头1端产生的使其接近井孔中心线的作用，去除其扶正作用，而将稳定器4设置在单弯螺杆2的第二端，进一步的提高侧钻工具的靠近钻头1端具有自然的重力方向的下降的效果。

进一步的，在具体实施中，所述钻头1设置可以为高速pdc钻头。

具体的，本发明采取的技术方案中，钻头1可以选择为可满足钻井工程需要的任一中钻头1，如高速牙轮钻头1等，此处不作具体限制。

进一步的，在具体实施中，所述单弯螺杆2具有一弯角部，且所述弯角部的角度介于1.0-1.5度之间。

具体的，本发明采取的技术方案中，单弯螺杆2包括一具有预设角度的弯角部，该弯角部的预设角度可以根据侧钻点的位置选定，预设角度可以介于1.0-1.5度之间，具体可以为1.0度、1.25度或1.5度，在选择角度时，例如：若上述选择的侧钻点所处的拐点的位置的井段斜度较大，则可适当选择角度较小的弯角部的预设角度，若上述选择的侧钻点所处的拐点的位置的井段斜度较小，较为平稳的井段，则可适当选择角度较大的弯角部的预设角度，保持井段之间的安全距离即可，具体的预设角度的值这里不做具体限定。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。