一种海域天然气水合物多分支井钻采用可回收斜向器和打捞工具及工艺的制作方法

本发明涉及海域天然气水合物钻采领域，具体为一种海域天然气水合物多分支井钻采用可回收斜向器和打捞工具及工艺。

背景技术：

1、多分支井也叫多底井，是在1口主井眼中利用特殊钻井工具钻出多个分支井眼，根据多分支井钻完井的难易程度，目前油气行业将多分支井分为7级，分别为taml1~taml6和taml6s级，其中taml6s级为最复杂的多分支井钻完井级别，其采用特殊工具实现钻完井工具入井后分支井眼相互分离，最终分支井眼相互隔离密封，单独生产，实现1口井同时开采多个压力系统的开发层系。

2、当前，在常规油气多分支井钻井领域内，斜向器已经由初代的固定在井底供一次性造斜使用发展到可回收重复使用，但是仍存在斜向器回收成功率及回收效率较低的问题，一旦斜向器不能成功回收会造成井眼报废。另一方面，油气或煤层气等成岩地层应用的斜向器多采用在井底打水泥制造底部支撑，利用牙板与井壁的支撑限制斜向器的轴向运动和周向运动，这在海域水合物储层中是极难实现的。原因是海域天然气水合物埋藏浅，地层未胶结，斜向器上的牙板无法与井壁形成良好接触，井底水泥塞很容易下沉，无法在轴向和周向支撑固定斜向器。最后，传统的斜向器造斜面为一空间斜面，造斜钻具钻头钻进过程中工具面不稳定，极易沿着造斜面走向方向偏移，降低开窗造斜效率，威胁主井眼安全。

3、专利号为zl200510135261.5的中国专利介绍了一种可回收式斜向器及其打捞工具。该斜向器分为上本体和下本体，主要由导向斜面、打捞槽、导向键及打捞杯组成。该斜向器可用于成岩地层裸眼侧钻和套管侧钻，在一定程度上可提高斜向器的定位准确性和回收成功率，但是该斜向器不能用于海域天然气水合物地层多分支井侧钻，井壁或井底不能提供足够大的支撑力，分支井眼不能成功侧钻。

4、申请公布号为cn110939387 a的中国专利介绍了一种定向侧钻斜向器。该斜向器由导引套、坐封组件和驱动组件构成，无电机、液压缸等动力装置，简化了斜向器结构，降低了装配难度和维护成本，但是该斜向器仅可用于成岩地层裸眼侧钻，不适用于海域天然气水合物多分支井钻井。

5、2020年，我国全球首次采用水平井技术实现海域天然气水合物的成功试采，单井日产气量是第一轮海域天然气水合物试采的5倍多，说明延长井眼与储层接触长度可以大幅提高产气量。因此，多分支井钻完井技术将是水合物产业化的重点发展方向，由于海域天然气水合物赋存的地层特征导致常规成岩地层钻完井所用的多分支井钻井工具难以直接使用，因此，结合专利“海域天然气水合物钻采用多分支井分支机构及建井方法（申请号：2021106271350）”设计适用于海域天然气水合物多分支井钻完井的斜向器。

6、为提高海域天然气水合物单井产能，降低开发成本，提高开发效益，本发明提供了一种适用于海域天然气水合物taml6s级多分支井开发的可回收调整斜向器，该发明提高了分支井钻进时调整斜向器方位的效率及准确度、且分支井眼钻进过程中斜向器不会上窜，轴向上处于相对稳定的状态、回收安全可靠，提高了多分支井钻井效率。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种海域天然气水合物多分支井钻采用可回收斜向器和打捞工具及工艺，以解决现有的分支井钻进时调整斜向器方位的效率及准确度低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种天然气水合物多分支井钻采用可回收斜向器,包括斜向器本体，所述斜向器本体内设置有导斜面，所述斜向器本体内的中部设置有丢手短节，所述斜向器本体内贯穿设置有钻具通孔，所述斜向器本体的一侧连接有盲堵塞。

3、通过采用上述技术方案，通过调整斜向器方位时不需要下陀螺定位确定斜向器方位，直接下回收工具就可以锁定斜向器进而准确调整斜向器造斜面方位，调整效率高。

4、本发明进一步设置为，所述斜向器本体的外表面设置有多组扶正条。

5、通过采用上述技术方案，分支井眼钻进过程中，斜向器轴向可保持相对稳定，保障了分支井眼钻进过程中井筒和钻柱的安全。

6、本发明进一步设置为，所述丢手短节的外壁设置有多组销轴。

7、通过采用上述技术方案，用于与回收短节配合。

8、一种天然气水合物多分支井钻采用可回收斜向器打捞工具，包括回收短节，所述回收短节内的一侧设置有内螺纹，且另一侧由外之内依次设置有回收引导、定位键引导、定位键套。

9、通过采用上述技术方案，使斜向器具有可回收功能，降低后期施工作业难度，通过回收工艺简单可靠，能够缩短施工时间，斜向器下入、调整方位及回收全过程都是通过机械操作，无电气元件，对于深水井下复杂环境适应能力更强。

10、一种天然气水合物多分支井钻采用可回收斜向器使用工艺，包括以下步骤：

11、步骤一：连接斜向器送入工具串

12、连接提升短节、变扣接头、回收短节，吊卡吊至井口，卸开提升短节，连接1根5-7/8″钻杆；

13、步骤二：连接斜向器

14、将装有斜向器的斜向器盒子吊至井口，下放回收短节，连接并锁定斜向器；

15、步骤三：斜向器送入分支井眼套管中

16、连接5-7/8″钻杆，下放斜向器；

17、步骤四：调整斜向器方位，斜向器丢手

18、斜向器送至离设计井深10m处，打开钻机升沉补偿，调整斜向器方位，下放到位后，反转钻柱10°，上提送入工具，斜向器丢手；

19、步骤五：连接分支井眼造斜钻进钻具

20、连接分支井眼钻进用钻具组合：8-1/2″钻头、6-3/4″弯外壳螺杆、变扣接头、5-1/2″无磁加重钻杆、mwd、5-1/2″无磁加重钻杆、变扣接头、5-1/2″钻杆、变扣接头、5-7/8″钻杆至钻台；

21、步骤六：下钻

22、下钻进入海面以下20m时，开泵，测试不同排量下螺杆压降和mwd测量参数，正常后继续下放，每500m测试一次，记录好测试数据，下钻至离斜向器还有10m位置处，开启钻机升沉补偿装置，小排量开泵，根据mwd测量所得钻具方位，调整钻具方位与钻具通孔方位一致，缓慢下放，钻具下放经过斜向器后，根据多分支井分支机构中的分支井眼套管长度，缓慢下放，探底后，上提钻具2m，正常排量开泵，钻磨浮箍浮鞋固井工具附件，钻具钻出套管鞋后，正常定向钻进，完成分支井眼钻井作业；

23、步骤七：起钻

24、分支井眼钻至设计井深后，打稠塞循环二周；然后换正常钻进钻井液倒划眼起钻至分支井眼套管内；然后倒换管线替入海水，开大泥浆泵排量，反复冲洗斜向器，rov观察到水下井口返出流体清洁；然后继续倒划起钻，起出钻具通孔后定点大排量循环，直到rov观察到水下井口返出流体清洁；然后继续倒划起钻，每隔5m定点大排量冲洗一次，直至水下井口返出流体清洁，下钻至分支井眼井底，替入封闭钻井液，起钻，组合下入分支井眼完井套管，套管悬挂器坐封在分支井眼套管内部，第一分支井眼完井；

25、步骤八：剩余分支井眼完井

26、重复上述步骤六至步骤七，使剩余分支井眼完井；

27、步骤九：下斜向器送入工具串，调整斜向器方位

28、连接提升短节、变扣接头、回收短节，吊卡吊至井口，卸开提升短节，组合斜向器送入工具串：5-7/8″钻杆、变扣接头、扶正器、变扣接头、5-7/8″钻杆、变扣接头、回收短节，在斜向器送入工具串最下部的5-7/8″钻杆上画竖线标记，下放回收短节，回收短节下放至距离斜向器10m处，开启钻机升沉补偿装置，记录此时钻具悬重，钻具顶驱解锁使钻柱可自由转动，缓慢下放，根据指重表指示悬重和钻具底部深度，rov在水下井口观察，斜向器送入工具串下放到底时，此时斜向器销轴应进入回收短节中的定位键导引，正转送入工具串10°，上提送入工具串，观察悬重，钻具悬重增加斜向器湿重，则说明斜向器与回收工具成功锁定，上提斜向器送入工具串，使盲堵塞脱离与多分支井分支机构接触，顺时针或逆时针转动120°，使钻具通孔对准多分支井分支机构第二分支井眼套管，下放斜向器至多分支井分支机构，同时结合钻具悬重减少斜向器湿重判断下放到位，解锁顶驱，反转钻柱10°，上提送入工具，斜向器丢手；

29、步骤十：下生产测试管柱，准备开采。

30、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

31、本发明通过调整斜向器方位时不需要下陀螺定位确定斜向器方位，直接下回收工具就可以锁定斜向器进而准确调整斜向器造斜面方位，调整效率高；

32、本发明通过分支井眼钻进过程中，斜向器轴向可保持相对稳定，保障了分支井眼钻进过程中井筒和钻柱的安全；

33、本发明通过斜向器造斜面为空间偏心的圆锥曲面，造斜钻具工具面稳定，分支井眼可快速与主井眼分离，分支井眼开窗侧钻效率高，利于主井眼安全；

34、本发明通过具有可回收功能，降低后期施工作业难度；

35、本发明通过回收工艺简单可靠，能够缩短施工时间；

36、本发明通过斜向器下入、调整方位及回收全过程都是通过机械操作，无电气元件，对于深水井下复杂环境适应能力更强。