随着油田开发,地层压力越来越低,在钻井、修井中不可避免造成近井地层污染,低产能井停产,关井增多,目前尚没有最有效的解决方法。因此,近年出现了径向微孔喷射钻井技术,该技术是指从油藏的老井筒向储集层侧钻水平井眼,可以从原井眼向储集层径向钻出长达50~100m的生产流道的井下工具系统,可以成倍增加泄油面积。该技术优势周期短、成本低,主要用于新井完井及老井改造提高油气单井产量。
一、径向微孔喷射钻井技术可以大幅提高油气井产量
径向微孔喷射钻井技术是最近几年迅速发展起来的一项新技术,最早由美国Maxim Tep公司研制开发并投入到现场应用,井眼直径50.8mm,水平段长度可达到105m。该技术不再需要套管段铣、完井,使得钻井成本能大幅度降低,施工较为简单,而且可以大幅度提高油气井产量。
目前生产井常规增产措施的一个重要问题是如何精确控制措施处理的方位和方向,这是对常规酸化和压裂强化增产法的一个挑战。在许多情况下出现问题。强化增产液倾向于流入通常不需要处理的高产层,而且裂缝可能打开沿套管壁水泥柱的通道,从而引起油井的层间隔离问题。该项技术可以定向施工,替代部分常规射孔、酸化、压裂、侧钻和小井眼钻井等增产服务措施,可用于新井完井,又可用于老井改造及打通井底附近的各类地层伤害,应用范围广泛,是提高采收率的一种有效方法。在美国多个油气田应用效果非常显著。如在Alabama和Louisiana气田中稳产产量分别从50ft3/d提高至300ft3/d以上和从16ft3/d提高至212ft3/d,增长率分别为500%和1200%;在Utah和Columbia油田稳产产量分别从2桶/天提高至38桶/天和从39桶/天提高至210桶/天,增长率分别为1800%和430%。
二、径向微孔喷射钻井设备和工具组成
地面设备:修井机、高压泵组、400型水泥车1台、Φ73mm油管。
井下工具:套管钻孔系统工具、喷射及转向器定位系统工具等。
1.套管钻孔系统
套管钻孔系统国外采用轨道定向,液压马达驱动变向传动节带动钻头在套管上径向钻孔的开孔模式。
工作过程:变向轨道上接锚定器,随油管送入预计深度,通过定向工具按设计方位调整后在套管内锚定。变向传动节下接钻孔铣头,上接液压马达。在油管内,送入钻孔轨道。地面泵泵入流体驱动液压马达,带动变向传动节及钻头旋转。铣头在一定压力及旋转速度下,径向上切削套管,开出孔眼。
2.喷射钻进系统
开出孔眼后,退出变向传动节及铣头,高压喷头沿变向轨道进入开出套管孔眼进行喷射操作。高压喷射系统包括高压管柱,柔性喷射管,喷头。地面设备包括100MPa高压泵,高压管线及控制系统等组成。
3.井下定位工具
导向轨道由油管送入,到达预定深度、方位后,需由井下悬挂锚固定。现场施工一般采用上提下放式悬挂锚。
三、应用前景
我国大部分油气藏经过多年开发已进入中后期,地层压力降低,采用传统方法开采产生水锥、气锥或者不经济,开发难度越来越大。都面临严重的“储采平衡”问题,在后备资源无大的发现和补充的情况下,恢复长停井,在老区内挖潜,是增储稳产的关键。径向微孔喷射钻井技术,以其较低成本优势可望在老区挖潜、低渗油藏开发等方面发挥作用。