径向水平钻孔技术在LU2028井的应用

黄志强

(中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院，辽宁盘锦 124010)

径向水平钻孔技术在LU2028井的应用

黄志强

(中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院，辽宁盘锦 124010)

径向水平钻孔技术目的是解除近井污染，降低注入压力，提高注水量，以期提高整个井组产量、有效开发剩余储量。从解堵原理、井位选择、工程设计、现场施工等几个方面，详细论述了径向水平钻孔技术在LU2028井的应用情况。该井在1 401.5～1 403.5 m井段采用可传递一定扭矩的挠性管驱动微型钻头旋转钻进破岩，完成了6个径向水平孔眼，单孔度量长度8～15 m。措施后注入压力明显降低，降幅达53.5%，吸水能力得到提高，满足配注要求，补充了地层能量，使受效油井产量稳步上升，含水下降，取得了良好的应用效果。

新疆油田；径向钻孔；套管钻孔；近井解堵；注水井

径向水平钻孔技术是指在超短曲率半径内(约0.3 m)实现从垂直到水平的转向，并在同一层位或不同层位钻出多个径向水平孔眼，为原井筒提供液流通道，扩大单井波及泄油面积，从而提高储层动用程度[1-3]。

长城钻探工程院2008年开始立项研究该技术，目前形成了具有自主知识产权的径向水平钻孔工具系统，在辽河、新疆、吉林等油田应用20余口井。2014年将该技术拓展推广到注水井解堵领域并在LU2028注水井进行了成功应用。利用径向水平钻孔技术有效穿透该井堵塞带，降低了注入压力，提高了注水量，使地层能量得到补充，对应受效油井产量提高、含水下降，应用效果良好，为类似注入井的解堵增注提供了一种新的低成本技术手段。

1 径向水平井技术解堵原理

径向水平钻孔技术的原理是首先在原井筒内采用专用开窗工具直接在套管上开出一个φ28 mm左右的小窗口，然后下入可传递扭矩的挠性管钻进工具，经导向器引导对准套管上的小窗口进入地层，进行旋转钻进破岩，最终形成孔径约φ25 mm的微小水平孔眼[4]。

在油田注水开发过程中，由于外来液体与储层流体不配伍，水中悬浮物等的存在，以及石蜡、胶质沥青质的沉积等因素，常引起地层堵塞，导致注水井吸水能力降低，注水量下降，注入压力升高，甚至注不进水，其结果将严重影响原油生产[5]。如果在井筒周围径向钻出水平孔眼，穿透堵塞带，可有效降低注入压力，提高注水量，补充地层能量。

2 井位选择

LU2028井位于新疆油田XX作业区。该井2002年11月在K1h27-4层(1 401.5～1 403.5 m)投注，初期注入压力5.0 MPa，注水满足配注。2011年8月补开K1h21层(1 035～1037 m)为水平井LUHW2112提供注水能量。补层分注前K1h27-4层油压8.2 MPa，日配注35 m3，日注35 m3，注水正常。补层分注后测量显示两层均满足配注。2014年7月检管后测量显示K1h27层注水满足不了地质配注要求，配注30 m3，日注16 m3，分析认为储层近井地带受到污染。

受LU2028井欠注影响，对应K1h27层油井LU2037井含水上升，LU2038井含水上升能量下降。LU2028井组在K1h27层措施前日产液74.8 t，日产油23 t，综合含水69.2%，剩余地质储量6.8×104t，潜力大。因此，计划对LU2028井K1h27-4层实施径向水平钻孔，解除近井地带污染，降低该层注水压力，提高注水量，以满足地质配注要求。

3 工程设计

LU2028井生产套管规格φ139.70 mm，壁厚7.72mm，下深1440.82m，钢级J55，目前人工井底1 429.34 m，固井质量合格，套补距4.25 m，油补距3.83 m，原钻井液密度1.12～1.15 g/cm3,最大井斜1.98°。

计划在K1h27-4层进行径向水平钻孔施工，施工段内无套管接箍。因此，设计了6个均匀分布的径向水平孔眼，见表1。每一深度钻进1个孔眼，单孔钻进长度8～15 m。

表1 径向水平孔眼数据

4 现场施工

(1)井筒准备。起出井筒内原管柱；下入φ118 mm通井规通至人工井底，保证井筒通畅；循环洗井两周。需注意的是径向水平钻孔施工对水质要求较高，如洗井不彻底，易发生井下工具堵塞，导致返工，影响施工进度。

(2)下开窗导向工具至预定位置。开窗导向钻具组合：φ116.0 mm钻孔导向工具+φ114.0 mm锚定器+φ73 mm油管2根+φ73 mm油管短节2 m+φ73 mm油管至井口。下放时操作要平稳，控制下放速度，中途若遇阻下放阻力不得超过20～30 kN。下放到预定位置后，进行油层校深，根据校深结果调整管柱至①号孔眼深度1403.3 m，坐封并锚定工具管柱。

(3)①号孔眼施工。下入开窗工具，地面高压泵打压开窗，施工参数：泵压15.4 MPa、排量104 L/min，完成套管开窗后,起出开窗工具。下地层钻进管柱，钻具组合：φ24 mm钻头+挠性管+钻进送入管；①号孔眼钻进长度9 m；施工参数：泵压23 MPa、排量88 L/min，钻进完成后起出钻进管柱。调整开窗导向工具至②号孔眼位置。

(4)其余5孔施工。根据设计要求，重复上述套管开窗、地层钻进等工序，依次完成该井其余5个径向水平孔眼的施工。各孔眼具体施工参数见表2，水平投影见图1。

5 应用效果分析

该井措施前日配注50 m3，日注35 m3，注入压力8.6MPa。措施后初期日配注50m3，日注50m3，注入压力6 MPa；后提高日配注量到55 m3，日注55 m3，注入压力4 MPa。由此可以看出，采用径向水平钻孔技术，在该井K1h27-4层实施6个长度8～15 m螺旋均布的径向孔眼后，解除了近井地带污染，注水压力明显降低，降幅达4.6 MPa，日注水量增加，满足地质配注要求。

表2 LU2028井径向钻孔施工参数

图1 LU2028径向水平孔眼水平投影图

由于措施后顺利实施注水，补充了地层能量，LU2028井组在K1h27层对应受效油井产量稳步提高，含水下降。措施后2个月，日产液85.3 t，日产油28.7 t，综合含水66.4%，取得了良好的应用效果。

6 结论及建议

(1)LU2028井完成了6个分支径向水平孔眼施工，旋转钻进长度分别为9 m、13 m、8 m、15 m、13 m、13 m，达到了设计要求，有效降低了该井注水压力，日注水量增加，满足地质配注要求，对应受效油井产量稳步提高，含水下降，取得了良好的应用效果。

(2)径向水平钻孔技术可在储层中形成多个径向微小孔道，具有施工周期短、成本低的优势，为注入井(注水、注气、注聚合物等)的解堵增注及采油井增加泄油面积、提高原油产量，提供了一种新的低成本技术手段。

(3)在薄层施工时，应校准开窗工具深度，确保径向孔眼在油层中钻进延伸。

(4)进一步提高径向钻进长度，缩短施工周期，拓展应用范围和规模，是下步工作的方向和重点。

[1] 周卫东,师伟,李罗鹏.径向水平钻孔技术研究进展[J].石油矿场机械,2012,41(4):1-6.

[2] 施连海,杨帆,黄志强,等.径向水平井技术的应用及其发展方向探讨[J].西部探矿工程，2014,(7)：60-65.

[3] 沈燕来,汪伟英.注水井解堵增注方法.世界石油工业，1997,(4)：44-47.

[4] 何良泉.义171-斜16VF井钻井技术探索与实践[J].石油地质与工程，2014，28(4)：115-116,119.

[5] 周权，张建丽，张喜民，徐永斌.定北区块钻头选型的难点及对策[J].石油地质与工程，2014，28(3)：92-95.

编辑：刘洪树

1673-8217(2015)06-0117-03

2015-03-13

黄志强,助理工程师，1987年生，2010年毕业于西南石油大学石油工程专业，现主要从事钻完井技术研究与技术服务工作。

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