[發明專利]一種徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法

有效

• 申請號: 201810884345.6
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109236185B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 田守嶒;李敬彬;陸沛青;姜天文;黃中偉;張廣清
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/02;E21B7/18;E21B19/04;E21B17/00;E21B17/20;E21B33/12
• 代理公司: 11127 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 王春光

本發明為一種徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法，該裝置包括懸掛送進部、動力增壓部、連續鉆進部和滑動密封部，所述懸掛送進部能移動地設置于頂部密封的豎直井的井口處，所述動力增壓部的頂部能拆卸地連接于所述懸掛送進部上，所述動力增壓部的底部連通設置具有柔性鉆進功能的所述連續鉆進部，所述動力增壓部能增加進入所述連續鉆進部內的流體壓力；所述連續鉆進部用于鉆進徑向水平井，所述滑動密封部能滑動封隔所述連續鉆進部上方空間。該徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法采用非連續油管鉆進作業的方式，避免連續油管作業機作業帶來的問題，裝置結構簡單，成本低，能安全高效的完成水平井施工工序，有利于水平井技術得到更廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣開采技術領域，尤其涉及一種非連續油管鉆進作業的徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法。

背景技術

我國非常規能源(頁巖氣、煤層氣、地熱等)豐富，非常規天然氣由于其聚集機理與常規油氣不同，故常規開采方式不適用；地熱資源的開發亦在不斷的研究進行中，但像水力壓裂等技術手段不是很有效，因此，亟需一種高效經濟技術手段開采。

隨著鉆完井技術的不斷發展，以水平井為基礎的復雜井型逐漸被研發，為我國非常規能源的開采提供了理論基礎。美國頁巖氣革命的成功也是水平井技術突破所帶來的，證明了水平井開采非常規天然氣的可能性，證明了目前認為“U”型井是開采地熱能源的較優井型，兩口井一注一采可有效提高地熱的采收效率。目前我國油氣開采中70％來源于老井，常規的油氣藏開采不再是主要部分，提高老井的采收率，開發邊際油藏、薄油藏提上了日程。徑向水平井在非常規能源和提高老井采收率等方面可有較大建樹，一旦突破便可大大的推進我國能源開發的進程。

徑向水平井是指在0.3m的超短半徑內完成從垂直到水平的轉向，關鍵技術指標是水平段鉆進的長度，目前已經確定可行的是采用連續油管作為鉆井管柱，以高壓軟管作為水平送進管柱。但目前采用連續油管鉆進時只能使用連續油管作業機進行。連續油管作業機作業成本高，運輸相對不方便，在現場作業時容易出現滾筒飛轉失控、注入頭下部連續油管折斷、注入頭打滑等問題；采用連續油管作業機作業時，連續油管必須足夠長，連續油管長度一般為千米級別，總會使得地面余有一段螺旋段，增加整個循環過程中的壓耗；此外，連續油管承壓不得高于70MPa，不僅限制了連續油管的下入深度，還限制了其在高壓地層的鉆進。在我國連續油管主要限制于直管段的簡單應用，一方面國內大多油田現場配備不齊全，工藝不完整，在使用過程中配件補給不及時，連續油管技術知識未在油田中普及，施工人員不熟悉連續油管鉆業機正確使用方法；另一方面國內現有的連續油管設備的年作業量達不到其作業能力。考慮到常規作業以及連續油管作業對產量的影響，使得連續油管作業的費用較高，得不到各油田的青睞。以上嚴重的限制了連續油管作為水平井鉆井管柱的廣泛應用。

為滿足非常規能源開發以及老井再開發的需求，克服現有技術的缺點，本發明人根據多年從事水平井與連續油管研發的經驗，提出了一種徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法，克服現有技術中存在的連續油管作業機作業成本高、連續油管長度大及承壓受限等問題，該徑向水平井鉆井裝置及其鉆井方法采用非連續油管鉆進作業的方式，避免連續油管作業機作業帶來的問題，裝置結構簡單，成本低，能安全高效的完成水平井施工工序，有利于水平井技術得到更廣泛的應用。

本發明的目的是這樣實現的，一種徑向水平井鉆井裝置，包括懸掛送進部、動力增壓部、連續鉆進部和滑動密封部，所述懸掛送進部能移動地設置于頂部密封的豎直井的井口處，所述動力增壓部的頂部能拆卸地連接于所述懸掛送進部上，所述動力增壓部的底部連通設置具有柔性鉆進功能的所述連續鉆進部，所述動力增壓部能增加進入所述連續鉆進部內的流體壓力；所述連續鉆進部用于鉆進徑向水平井，所述滑動密封部能滑動封隔所述連續鉆進部上方空間。