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新型径向钻井技术 发布时间：2009-01-19 11:53:06 文章来源：《石油钻采工艺》  　　引言 　　国内低渗透、超低渗透油气资源丰富，低渗储量占探明储量的比例自1995年以来一直保持在60%～65%，2006年上升到67%，未来新增探明储量中渗透储量仍占主要部分。新区产能建设的主体是低渗透油气藏。低渗透油气藏受自身储层地质条件和工艺技术的制约，表现出单井产量低，操作成本高，经济效益低（甚至为负效益）等特征，使得大量低渗透油藏无法得到经济开采。低渗透油藏动用程度低，采出程度普遍较低。未动勇储量中低渗透储量占2/3，这种局势就决定了低渗透油田的有效开发必然围绕2个基本出发点：一是降低开发成本，二是提高单井产量，配套发展“少井高产”开发技术。近年来的开发实践表明：水平井、复杂结构井、酸化和压裂是低渗透油气藏增产、增效的有效技术，正发挥着重要的作用。 　　径向水平井是指曲率半径远比常规的短曲率半径水平井更短的一种水平井，也称之为超短半径径向水平井。新型径向钻井技术可在?177.8mm套管中完成从垂直转向水平，避免用常规的大曲率半径、中曲率半径和短曲率半径方法钻水平井所需要的频繁造斜、定向和复杂的井眼轨迹控制等工艺过程，保证水平井准确地进入目的层；同时该技术在钻水平井眼时采用高速射流侵蚀储层的破岩方式取代传统的旋转机械破岩法，避免了传统方式的施加钻压和旋转钻杆带来的一系列问题，提高了钻井效率。 　　径向钻井技术可在一个储层平面钻出多个径向水平井眼，这些水平井段长度可达100m，井眼直径超过50mm，大幅增加了油井泄油面积，使油气井产量、开采速度和单井控制储量大幅提高，从而达到了“少井高产”、降低吨油成本的目的，是提高低渗透油气藏经济开采的重要手段。与传统增产技术相比，径向钻井技术具有作业费用低、时间短和效率高等优势。此外该技术还可用于老油井、边际油藏、薄油层和煤层气的开采。开展提高低渗透油田单井产量径向钻井技术的研究，对提高国内低渗透油气井单井产量、提高开采经济效益、降低吨油成本具有重要的意义。 　　1　径向钻井技术 　　1.1? 早期径向钻井技术 　　美国Petrolphysics公司于20世纪70～80年代成功研制的径向水平钻井系统是早期径向钻井技术的代表。该技术完成径向钻进作业所需的主要设备包括：地面钻机、钢缆卡车、压裂车、高压油管、套管锻铣钻头、扩眼钻头、井下锚定系统和斜向器、高压射流喷头等。 　　该技术完成径向钻井作业可分为以下4步：⑴套管锻铣。通过钻杆将套管锻铣钻头下入待钻深度，启动地面设备将套管铣出一段满足下如斜向器要求的长度，起出套管锻铣钻头；⑵扩眼。将扩眼钻头与钻杆相连，将扩眼钻头下入已铣过的井段，启动地面设备，进行扩眼工，扩眼井段长度等于或略小于被铣套管长度，完成扩眼序后，起出钻头；一般扩眼要分多步进行，最终使井眼直径大于600mm；⑶下斜向器。通过有关将锚和斜向器下入扩眼井段，陀螺仪测量斜向器方位角，调整好方位角后，液压锚将斜向器固定在扩眼井段；⑷底层径向钻进。射流钻头与高压软管一段相连，高压软管的另一端与高压油管相连，通过高压油管将高压软管连同射流破岩钻头一起下入井中，斜向器引导钻头和高压软管进入钻储层，启动地面压裂泵；高速射流的对岩石的侵蚀完成径向水平段井眼的钻进作业。 　　Petrolphysics公司的径向水平钻井系统设计水平径向井段长度可超过60m，在非固结储层中井眼直径可达100mm以上，并能在一口垂直井的同一深度平面最多可钻24口径向水平井。当时在实际应用过程中，一般径向井段长度约20m，在同一深度平面钻4口径向井。该径向钻井技术已在全球超过500口油气井得到了应用，结果表明平均产量提高在2～4倍，其中387口井的产量提高了365%。 　　经过技术的改进，Petrolphysics径向钻井系统可在完成一个方向的径向钻井作业后，无需取出斜向器，而仅需将斜向器转动一定角度后既可进行同深度其他方向的径向钻井作业。加拿大PetroJet公司、中国石油大学（华东）和辽河油田也进行了类似的径向钻井系统的开发，产品有些也已得到了应用。该径向钻井技术所存在的最大问题是必须进行套管锻铣和扩眼，影响了这种径向钻井技术的作业效率。 　　1.2　新型径向钻井技术 　　当前国外的一些公司进行新型径向钻孔技术的研究，如：美国Radial Drilling Service（RDS）公司，Blast公司和Well Enhancement Serbices（WES）公司等。与传统径向钻井技术相比，新型径向钻技术的本质区别在于：新技术工艺中使用了新型的导向器，无需再进行套管锻铣和扩眼2个费时的工序，而是采用设备、工具直接在套管和水泥环上钻孔，然后进行水平段眼井钻进。由于无需套管段铣和扩眼，使得新型径向钻井技术的作业效率得