一种钻具组合工具及径向钻孔完井方法与流程

本发明涉及径向钻孔领域，尤其涉及一种钻具组合工具及径向钻孔完井方法。

背景技术：

1、在油气开采的过程中，塔河碳酸盐岩储层近井筒周围存在大量缝洞，常规思路及工艺下的沟通方式较为单一，需要通过径向水力喷射钻孔完井技术实现全方位沟通，大幅提高储量动用程度。

2、目前的沟通井周剩余储集体的技术局限于3800m井深、中软砂岩的套管井中，在处理6500m等深的碳酸盐岩油藏中存在很多问题。例如，深井中岩石较硬，其抗压强度是浅井的5倍以上，且系统压耗较大，采用清水及常规喷头无法取得进尺。并且，浅井的连续油管装备，不适合深井的压耗需求及耐酸性。

3、申请号为cn201810563582.2的中国专利提供了一种用于深井的径向钻孔完井方法及系统，其包含以下步骤：将底部带有转向器的管道下至深井的目的层段；确定目的层段内储集体的方位，并根据方位确定转向器的目标方向；固定管道；将输液管道从管道的内部下至目的层段，并向输液管道内泵送工作液，以沟通储集体。该发明通过工作液和输液管道进行深井岩石的破岩问题，优化系统的压耗及摩擦力，以达到进尺的目的，还能够通过定位装置确定目的层段内储集体的方位。该发明能够实现深井油藏未动用储集体的靶向沟通以及井周高效动用。例如实现6500m深井硬质灰岩油藏未动用储集体的靶向沟通及井周高效动用。

4、但是在侧钻过程中，常规侧钻工艺存在费用高，周期长和垂距大的难题，一般裸眼侧钻单井费用预计900万元，套管侧钻单井费用预计1800万元，施工周期1-2个月。由于目前的技术，侧钻井的垂距一般较大90米，无法实现超短半径径向侧钻。常规侧钻技术最大造斜率是30米/30°，面对造斜半径小于3m的钻井作业，为钻遇目标层位需要进行长段无效造斜钻进，成本过高。若采用以高压水射流为代表的水力喷射侧钻技术，利用水射流冲击破岩的方式进行钻进，孔径可达30-50mm、穿透距离50-100m，但是侧钻定向不准确、导流能力有限，有效沟通距离不足。

5、申请号为cn201810431376.6的中国发明专利提供了一种裸眼侧钻超短半径可控水平井钻井方法，包括钻前施工阶段、造斜段施工阶段和水平段施工阶段，该裸眼侧钻超短半径可控水平井钻井方法中提供了一种挠性钻具，利用钻压迫使挠性造斜系统向预设方位弯曲，带动钻头向设计方位倾斜，进行造斜，可以有效地降低水平井施工成本，有利于盘活老油田和实现老井增产，从而提高尤其开采效率。但是该发明整个阶段采取的钻头均为通用钻井用钻头，并未考虑到实际工况与公众的不同选取合适的钻头，因此钻具易损坏，且钻井质量较低。

6、因此，如何基于柔性钻具开发小垂距超短半径侧钻技术，在不同钻井阶段均提供合适钻具，进一步缩短钻进周期，降低施工费用和成本，成为目前面临的主要难题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明一种钻具组合工具及径向钻孔完井方法，解决小垂距径向钻孔技术难题。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种钻具组合工具，其特征在于：

4、包括柔性钻具、浮阀接头、震击器、钻头和钻杆；

5、所述柔性钻具由多个通过铰链顺次铰接的钻具单元组成，所述钻具单元绕着铰链活动地弯转；所述柔性钻具通过钻杆与钻杆管柱固定连接；所述柔性钻具末端依次固定连接有浮阀接头、震击器和钻头；

6、所述钻头为开窗铣锥、造斜钻头和钻进钻头中的一种。

7、优选地，所述钻杆管柱与井口转盘固定连接，所述井口转盘由驱动机构控制带动所述钻具组合工具进行旋转。

8、优选地，所述柔性钻具具有密封装置，该密封装置可以为橡胶密封结构或者金属密封结构。

9、优选地，所述钻杆单元绕着铰链弯转的角度范围为0°-90°。

10、一种径向钻孔完井方法，使用上述任意一种钻具组合工具，其步骤为：

11、s1、用通径规通井，检测套管、油管和钻杆的内孔通径尺寸是否符合标准；

12、s2、刮管，确保斜向器坐挂位置规则清洁；

13、s3、井眼建立钻井液循环系统，保持井筒内充满钻井液；

14、s4、送入斜向器并利用随钻测量系统定向，所述斜向器通过其底部的坐封结构在套管内部，待稳定后斜向器脱手；

15、s5、钻具组合工具安装开窗铣锥钻头，组成开窗钻具，进行开窗修窗作业；

16、s6、更换造斜钻头，组成定向造斜钻具，进行造斜作业；

17、s7、更换钻进钻头，组成水平钻具，利用所述水平钻具进行水平钻进作业；

18、s8、下入柔性筛管用以支撑井壁；

19、s9、利用送入工具回收斜向器。

20、优选地，在步骤s2中，用刮管器在所述斜向器坐挂的位置反复刮管至少三次，刮管的行程范围为所述斜向器坐挂位置上方2.5m处至所述斜向器坐挂位置下方2.5m处。

21、优选地，在步骤s5中，所述开窗修窗作业的具体步骤为：所述开窗钻具下钻至斜向器上方后，开启钻井液循环系统，所述开窗钻具再下钻至斜向器记录遇阻位置，向所述斜向器的预设方位弯曲，开始开窗作业。

22、优选地，在步骤s5中，所述钻井液循环系统的排量范围为500-600l/min；初始钻压1-2t，钻压稳定后逐渐提高钻压至3-3.5t；转速为30-60r/min；所述开窗钻具下钻至距离斜向器顶部2m位置。

23、优选地，在步骤s6中，所述造斜作业的具体步骤为：所述定向造斜钻具下钻至所述斜向器上方后，开启钻井液循环系统，所述定向造斜钻具再下钻至造斜点。

24、优选地，在步骤s6中，所述钻井液循环系统的排量范围为500-600l/min；所述定向造斜钻具下钻至距离斜向器顶部0.5-1m范围的位置。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、通过小转弯半径承高压柔性钻具的使用，将原来侧钻垂距90米降低至垂距3米，可沟通的储集体规模大大增加，有效提高了径向钻孔钻遇缝洞的概率，降低了施工费用和成本。解决了小垂距径向钻孔技术难题，为超深井径向钻孔提供工具保障。同时提出的超深碳酸盐岩油藏径向钻孔完井方法，为规范施工标准，确保施工人员安全提供了标准。

技术特征：

1.一种钻具组合工具，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种钻具组合工具，其特征在于：所述钻杆管柱与井口转盘固定连接，所述井口转盘由驱动机构控制带动所述钻具组合工具进行旋转。

3.根据权利要求1所述的一种钻具组合工具，其特征在于：所述柔性钻具具有密封装置，该密封装置为橡胶密封结构和金属密封结构中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种钻具组合工具，其特征在于：所述钻具单元绕着铰链弯转的角度范围为0°-90°。

5.一种径向钻孔完井方法，其特征在于：使用如权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种钻具组合工具，其步骤为：

6.根据权利要求5所述的一种径向钻孔完井方法，其特征在于：在步骤s2中，用刮管器在所述斜向器坐挂的位置反复刮管至少三次，刮管的行程范围为所述斜向器坐挂位置上方2.5m处至所述斜向器坐挂位置下方2.5m处。

7.根据权利要求5所述的一种径向钻孔完井方法，其特征在于：在步骤s5中，所述开窗修窗作业的具体步骤为：所述开窗钻具下钻至斜向器上方后，开启钻井液循环系统，所述开窗钻具再下钻至斜向器记录遇阻位置，向所述斜向器的预设方位弯曲，开始开窗作业。

8.根据权利要求7所述的一种径向钻孔完井方法，其特征在于：在步骤s5中，所述钻井液循环系统的排量范围为500-600l/min；初始钻压1-2t，钻压稳定后逐渐提高钻压至3-3.5t；转速为30-60r/min；所述开窗钻具下钻至距离斜向器顶部2m位置。

9.根据权利要求5所述的一种径向钻孔完井方法，其特征在于：在步骤s6中，所述造斜作业的具体步骤为：所述定向造斜钻具下钻至所述斜向器上方后，开启钻井液循环系统，所述定向造斜钻具再下钻至造斜点。

10.根据权利要求5所述的一种径向钻孔完井方法，其特征在于：在步骤s6中，所述钻井液循环系统的排量范围为500-600l/min；所述定向造斜钻具下钻至距离斜向器顶部0.5-1m范围的位置。

技术总结
本发明公开了一种钻具组合工具及径向钻孔完井方法，涉及径向钻孔领域，包括柔性钻具、浮阀接头、震击器、钻头和钻杆；所述柔性钻具由多个通过铰链顺次铰接的钻杆单元组成，所述钻杆单元可绕着铰链弯转一定角度；所述柔性钻具通过钻杆与钻杆管柱固定连接；具体方法步骤为：通井；刮管；建立钻井液循环；送入斜向器并坐挂；开窗、修窗作业；造斜作业；水平钻进作业；下入柔性筛管；回收斜向器；本发明利用实用性强的柔性钻具，解决了小垂距径向钻孔技术难题，为超深井径向钻孔提供工具保障。

技术研发人员：张杰,赵海洋,翟科军,贾晓斌,马国锐,李冬梅,龙武,万小勇,吴春洪,宋海,邹宁,许克亮
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14