径向水平井

摘要： 径向水平井开发过程中砾石充填参数对充填效率的影响不容忽视。为了研究径向水平井砾石充填过程中各因素对充填效率的影响以及如何合理配置参数的问题,基于计算流体动力学对砾石充填工具进行数值模拟分析,并将仿真数值与正交试验结果进行横向对比,评估数值模拟分析结果的准确性。结果表明:砂浆排量越高、携砂液黏度越大的砾石输送的距离远,更易到达径向水平井水平段末端,充填效率更高;携砂比越大,虽然砾石沉降速度和砂床堆积速度也越快,但容易发生砂堵现象,实际充填效率变低;同时,砂浆排量为850 L/min、携砂比为15%和携砂液黏度为10 mPa·s是本次数值仿真中最优参数组合,且最优参数组合与正交试验结果吻合。

摘要： 水力喷射径向钻孔技术可以增加低渗透储层以及非常规油气井的泄油通道,而自进式多孔射流钻头是径向水平井技术的关键核心器件。为了探讨多孔射流钻头的流场特性,利用数值仿真软件ANSYS-CFX建立了自进式多孔射流钻头三维流场有限元数值模型,通过改变自进式多孔射流钻头前、后喷孔角度及前、后喷孔数量等组合参数,开展了射流钻头自进力、喷射速度以及三维流场特性分析,并与解析模型及试验结果进行比较。仿真分析结果表明:在多孔射流钻头设计时存在一个最佳前、后喷孔角度和前、后喷孔数量组合模式,可获得较大自进力和径向水平孔眼;自进力数值模拟结果与解析计算结果、室内试验结果高度契合,证明了数值模型精度较高。所采用的研究方法与模拟结果可以作为径向水平井射流钻进自进力评估依据。

摘要： 喷射钻头是径向水平井技术喷射钻进系统的核心部件,其使用性能对该技术地层喷射钻进能力影响重大.本文在大量调研及前期研究的基础上,对自进式多孔喷射钻头进行了设计研究,分析了其工作原理,并进行了室内试验,研究了喷射距离和喷射压力等参数对破岩效果和牵引力的影响规律,为进一步研究提供了借鉴和参考.

摘要： 采用流场可视化和地面大型物模试验研究方法,研究了旋转磨料射流流场和碳酸盐岩破碎特性.结果表明:旋转射流扩散性随着叶片扭转角度增大而增大;旋转磨料射流可有效破碎硬质碳酸盐岩,其成孔直径大且规则,壁面光滑,中心存在凸起;喷距为50?mm时,破岩直径达70?mm;在一定范围内,破岩直径随喷距、砂比的增加而增大,随喷嘴加旋截面积的减小而增大;连续送进条件下,旋转磨料射流可有效破碎锥形凸起,可连续破岩成孔,充分证明旋转磨料射流可高效破碎硬质灰岩.研究结果可望为径向水平井技术经济高效开发西部缝洞型碳酸盐岩油藏奠定基础.

摘要： 天然气水合物是一种资源量丰富的高效清洁能源,该资源的开发利用对满足我国日益增长的能源消费需求、保障国家能源安全以及推进绿色发展具有重要的战略意义。本文在调研国内外水合物开采技术、研究现状的基础上,提出了利用空化射流钻径向水平井+筛管完井一体化方法开采深海浅层天然气水合物的新思路。介绍了包括总体工艺流程、射流破岩钻孔能力、射流钻头送进方式与延伸极限、井眼轨迹测量与控制等关键技术的研究基础和进展,并使用开源软件HydrateResSim进行了径向井开采天然气水合物数值模拟。本文还讨论了该技术未来的主要研究方向,包括高压水射流作用下水合物储层成孔特性、水力喷射钻井井筒多相流动规律、水合物储层微小井眼井筒稳定性评价与控制、天然气水合物径向水平井增产机理与效果评价、泥质粉砂水合物储层径向水平井开采工程参数优化等。研究发现空化射流钻径向水平井方法具有纯水力高效钻进、超短半径转向、精准中靶钻遇、衬管粗护井眼、井筒精细防砂的特点,所形成的多层多分支井眼可与降压法或热激发法相结合,扩大储层接触阵面、提高热量利用效率。研究成果可望为早日实现天然气水合物的商业化开采奠定基础。

摘要： 天然气水合物是一种资源量丰富的高效清洁能源,该资源的开发利用对满足我国日益增长的能源消费需求、保障国家能源安全以及推进绿色发展具有重要的战略意义.本文在调研国内外水合物开采技术、研究现状的基础上,提出了利用空化射流钻径向水平井+筛管完井一体化方法开采深海浅层天然气水合物的新思路.介绍了包括总体工艺流程、射流破岩钻孔能力、射流钻头送进方式与延伸极限、井眼轨迹测量与控制等关键技术的研究基础和进展,并使用开源软件HydrateResSim进行了径向井开采天然气水合物数值模拟.本文还讨论了该技术未来的主要研究方向,包括高压水射流作用下水合物储层成孔特性、水力喷射钻井井筒多相流动规律、水合物储层微小井眼井筒稳定性评价与控制、天然气水合物径向水平井增产机理与效果评价、泥质粉砂水合物储层径向水平井开采工程参数优化等.研究发现空化射流钻径向水平井方法具有纯水力高效钻进、超短半径转向、精准中靶钻遇、衬管粗护井眼、井筒精细防砂的特点,所形成的多层多分支井眼可与降压法或热激发法相结合,扩大储层接触阵面、提高热量利用效率.研究成果可望为早日实现天然气水合物的商业化开采奠定基础.

摘要： 在前人研究基础上,应用室内实验的方法,修正了高压软管压耗计算方法,建立了泵压计算模型,以最大射流冲击力为目标,综合考虑钻进与携岩需要的最小排量和管线的承压能力,优化了径向水平井钻井作业的排量.结果表明:高压软管段压耗在循环系统总压耗中占有较大比重,修正后高压软管压耗计算值与实测值最大差值仅为实测值的5.08％,可满足工程计算要求;采用最大射流冲击力标准,初步形成了径向水平井钻井水力参数优化设计方法,根据此方法,可得到径向水平井施工的最优排量,从而得到其他最优水力参数.可为水力喷射径向水平井技术现场配套设备和施工参数的选择提供依据.

摘要： In order to solve the problem that the jet nozzle cannot achieve the goal of horizontal holes with large diameter and deep depth simultaneously,the multiple swirling jet nozzle with simple structure was designed.The outflow field of nozzle was simulated by SIMPLEC algorithm firstly,then the outflow field feature was analyzed.The rock-breaking mechanism was studied by indoor rock-breaking experiment and the structural parameters of nozzle were optimized.The results show:the impacting area of the multiple swirling jet nozzle increases with setting circle radius and decreases with extended angle,and the impacting area firstly increases and then decreases with the increase of torsion angle;under a certain inclination angle,the impacting area reaches the maximum value when the torsion angle gets 16°,and under a certain tangential angle,the area of jet impacting wall is large and the speed of overflow layer is high when the extended angle gets 6°;with setting circle radius of 4 mm and extended angle of 6° and the torsion angle of 16°,the multiple swirling jet nozzle can achieve the goal of big and deep hole simultaneously.This has achieved desired field application effect,so it can be used as a new type of radial horizontal well jet nozzle with high efficiency.%为了解决目前常规射流喷嘴无法同时实现钻大孔和钻深孔的问题,设计了一种结构简单的多孔自旋射流喷嘴,并利用SIMPLEC算法对其流场进行数值模拟计算,分析了喷嘴的外流场特性,通过室内破岩实验研究了喷嘴的破岩机理,优选了喷嘴的结构参数.结果表明:多孔自旋射流喷嘴的无因次冲击区面积随定位圆半径的增大而增大,随倾斜角的增大而减小,随切向角的增大呈现出先增大后减小的规律.在倾斜角一定的条件下,切向角为16°时,无因次冲击区面积达最大值;在切向角一定的条件下,倾斜角为6°时,射流在冲击壁面形成较大的冲击区和速度较高的漫流区.定位圆半径4 mm、倾斜角6°、切向角16°的多孔自旋射流喷嘴可实现钻大直径深孔的目标,并取得了较好的现场应用效果,可作为一种新型高效的径向水平井射流喷嘴进行推广应用.

摘要： 水力喷射径向水平井技术可在垂直井眼内沿径向钻出呈辐射状分布的一口或多口水平井眼,从而增大与储层接触面积,建立高导流通道,是一种经济高效的油田挖潜、增产增注技术,其关键技术包括射流破岩钻孔能力、水力参数计算、射流钻头自进与井眼延伸能力、井眼轨迹测量与控制等.针对上述关键技术开展了深入系统的研究:分析了目前应用于径向水平井钻井的各型射流钻头基本原理,建立了射流破岩比能模型,通过对比分析认为旋转多孔射流钻头综合破岩效果最佳;建立了径向水平井喷射钻进系统压耗计算模型,对比分析了不同直径连续油管的循环压耗,分析了相关参数对系统压耗的影响规律,为水力参数设计提供了依据;建立了旋转多孔射流钻头自进力计算模型与径向水平井延伸极限计算模型,对比了不同作业条件下径向孔眼的延伸极限,为装备优选与径向孔眼设计提供了依据;探讨了微机电惯性元件测量径向孔眼轨迹的方法原理,为径向孔眼轨迹测量提供了一种可行的方法.该研究成果可为形成水力喷射径向水平井技术体系与推广应用奠定基础.

摘要： 超短半径径向水平井是老油田挖潜、提高单井产量和采收率的重要方法之一,近年来得到了长足的发展.然而由于钻进原理和仪器设备等原因,使得该技术仍存在许多瓶颈问题.超临界CO2射流破岩门限压力的利用率,最重要的是它对储层无任何伤害,能大幅提高原油采收率,因此非常适合于钻超短半径径向水平井.在详细分析超临界CO2流体特性的基础上,对比了CO2、氮气、空气的密度与黏度特性,分析了超临界CO2射流破岩的特点,阐述了超临界CO2钻超短半径径向水平井的优势,并给出了实施方案.超临界CO2钻径向水平井，即可以采用常规软管，也可以选用小尺寸的连续油管，均可提高径向水平井段长度。它非常适合于薄油层、裂缝性油层、低渗透油层、注水后的“死油区”以及岩性圈闭油藏的高效开发。建议尽快开展超临界CO2钻径向水平井现场试验，现场试验工作可遵循由简到难的顺序推进，即可先进行CO2直排式钻井试验，条件成熟后可增加气体净化装置，进行CO2循环钻井试验。相信超临界CO2射流降大大推进超短半径径向水平井的发展速度.

摘要： 超短半径径向水平井是老油田挖潜、提高单井产量和采收率的重要方法之一,近年来得到了长足的发展.然而由于钻进原理和仪器设备等原因,使得该技术仍存在许多瓶颈问题.如高压软管推力难低、破岩速度快,且超临界CO2流体的低粘特性能降低水力能量损耗,大大提升水力能量加、沿程水力能量损耗大、喷嘴水力能量低、破岩速度慢等.超临界CO2射流破岩门限压力的利用率,最重要的是它对储层无任何污染,能大幅提高原油采收率,因此非常适合于钻超短半径径向水平井.在详细分析超临界CO2流体特性的基础上,对比了CO2、氮气、空气的密度与粘度特性,分析了超临界CO2射流破岩的特点,阐述了超临界CO2钻超短半径径向水平井的优势,并给出了实施方案.相信超临界CO2射流降大大推进超短半径径向水平井的发展速度.

摘要： 超短半径径向水平井技术能使老井复活，大幅度提高油井产量和原油采收率，且能降低钻井成本，是油田老井改造、油藏挖潜和稳产增产的有效手段，尤其适合于薄油层、垂直裂缝、稠油、低渗透等油藏的开发。卫2-径46井是中原油田第一口实现非锻铣套管开窗的超短半径径向水平井，该井面临无施工经验可借鉴、地层存在不确定性等因素，通过对套管开窗、钻水泥环、水力射流钻进等各环节的工艺控制，使得钻井施工得以顺利完成。该井的顺利实施，为油田开采地层剩余油，挖潜增效，提高采收率提供了一条新的技术途径。

摘要： 本文主要对国内外一种较新的钻井技术--径向水平井技术进行简要介绍，针对目前国内外径向水平井技术的发展现状及现场应用情况进行了分析和对比，并找出国内该技术与国外的差距，明确我们今后在该技术上的研究方向，可在一定程度上解决我国剩余油难开采的难题。

摘要： 煤层是一种非常规储层,其主要储存空间煤岩基质,主要渗流通道是割理,割理较一般孔隙的渗透性要低得多,但其密度要发育很多,割理面一般垂直或近似垂直于层理面,这一特殊的结构为径向水平井提供了特殊的优越条件.本文论述了径向水平井的应用机理,又从阜新刘家区块和珲春盆地煤层地质条件与现场应用现状出发,论证了径向水平井技术的可行性,根据煤层割理状态提出径向水平井眼的布孔方式,并提出改进的技术方案,将水力压裂增产措施和洞穴二次完井技术与径向水平井技术有机结合,以充分发挥不同技术优势,再集成为一体化的煤层气开采技术,将对低煤阶煤层气开采起到一定的指导作用.

摘要： 本文主要对国内外一种较新的钻井技术——径向水平井技术进行简要介绍,针对目前国内外径向水平井技术的发展现状及现场应用情况进行了分析和对比,并找出国内该技术与国外的差距,明确今后在该技术上的研究方向,可在一定程度上解决中国剩余油难开采的问题。

摘要： 多孔式射流钻头是应用于径向水平井技术的一种新型射流钻头.本文介绍了多孔式射流钻头的工作原理,数值模拟研究了多孔式射流钻头流场特性,并分析了其破岩扩孔机理.结果表明:根据流场特性,可分为井底漫流区、正向射流区、反向射流区、其余低速流区等几个区域；多股射流具有冲击面积大的特点,而且反向射流可使并底压力降低,有助于清岩破岩.多股射流破岩机理包括射流冲击破坏、水楔作用,剪切破坏、疲劳破坏、空蚀破坏.

摘要： 韦5径向井是江苏油田完成的第一口径向水平井,径向水平井钻完井技术是指曲率半径为0.3m的超短半径水平井钻完井工艺技术,它既可以在新井中实施,又可以在老井中应用,它的技术内容主要是指在井的目的层内利用高压水射流,通过特殊的高压喷管向主井眼的半径方向上进行水平井眼喷射延伸.在同一层面[或不同层面]钻出数个辐射状的水平井,进而达到最大限度揭露产层,提高原油采收率及产量.

摘要： 径向微孔喷射钻井技术是采用专用工具在目标油层所对应的套管段上，钻出直径为25mm的孔，然后下入喷射工具，利用50～70MPa的高压水力射流，在油层的不同方向上钻出多个径向水平小井眼，在油层中形成长达50～100m的生产流道。长城钻探工程技术研究院自行研制的径向微孔喷射钻井工具系统，在静35-30-135井成功的进行了试验，验证了自行研制工具、设备的可靠性与可行性。投产后单井产量由原来的日产液0.4m3，日产油0.1t，增长到日产液4.0m3，日产油0.8t。该技术具有施工周期短、作业成本低等优势，可以替代射孔、酸化、压裂、侧钻和小井眼钻井等部分常规措施实施老井增产，在老区挖潜、低渗油藏开发等方面具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种水平井防砂完井管柱，并公开了使用水平井防砂完井管柱的水平井快速防砂完井方法，其中水平井防砂完井管柱包括留井管柱和服务管柱，留井管柱中的温感膨胀筛管具有温度感应激发或激发剂感应激发的特性，入井后仅通过循环热流体或激发剂即可实现膨胀完井，激发温感膨胀筛管可有效节省循环洗时间。较常规砾石充填防砂节省地面泵注设备和注砂工序，节省大量作业时间。

摘要： 本发明提供一种制作压裂水平井井网模型的方法和压裂水平井井网模型。该方法包括如下步骤：从天然露头岩心中选取岩心；将所选取的岩心切割成预先设计的形状，在岩心上布置直井和水平井；在岩心上形成裂缝；向裂缝中填入具有根据裂缝无因次导流能力确定的渗透率的人造岩心；向水平井中填入具有根据水平井压降确定的渗透率的人造岩心。

摘要： 本发明公开了一种水平井及水平井的完井方法，其中水平井的完井方法的步骤1)用于实现水平井与生产井的连通，步骤2)用于验证水平井与生产井的偏心连通是否符合要求。水平井的水平段偏离生产井的轴线一定距离，水平段中的PE筛管也就会偏离生产井的轴线一定的距离，PE筛管占用的生产井中间位置的空间减小，为下入生产井中的管柱提供了下放空间，使得生产井中的管柱能够下放至预设深度，保证排采作业的顺利进行。在水平井与生产井偏心连通完成后，需要验证水平井与生产井的偏心连通是否符合要求，水平井与生产井连通符合要求的意思是水平井偏离生产井轴线的距离能够满足水平段中的PE筛管不影响生产井中的管柱下放至预设深度。

摘要： 本发明公开了径向井结合二氧化碳压裂的水平井体积压裂方法及系统，该方法包括：在水平井筒中钻取多个径向井；对径向井进行二氧化碳压裂；对进行二氧化碳压裂后的径向井进行水力压裂。本发明在水平井钻取多个径向井，在压裂时通过径向井井间干扰形成的径向井应力场实现对原始地应力的改变，形成的应力场场内应力复杂，进行二氧化碳压裂时，利用二氧化碳的易扩散、零界面张力、造成复杂裂缝等特性开启径向井应力场内的微裂隙，形成初步的复杂缝网，再进行水力压裂，进一步扩张二氧化碳压裂阶段开启的微裂隙，形成支撑缝网，达到体积压裂的效果；水力压裂时，会在各径向井末端形成主裂缝，多条主裂缝的形态进一步增大了泄油面积，提高开采率。

摘要： 本发明公开了一种水平井防砂完井管柱，并公开了使用水平井防砂完井管柱的水平井快速防砂完井方法，其中水平井防砂完井管柱包括留井管柱和服务管柱，留井管柱中的温感膨胀筛管具有温度感应激发或激发剂感应激发的特性，入井后仅通过循环热流体或激发剂即可实现膨胀完井，激发温感膨胀筛管可有效节省循环洗时间。较常规砾石充填防砂节省地面泵注设备和注砂工序，节省大量作业时间。

摘要： 本发明提供一种制作压裂水平井井网模型的方法和压裂水平井井网模型。该方法包括如下步骤：从天然露头岩心中选取岩心；将所选取的岩心切割成预先设计的形状，在岩心上布置直井和水平井；在岩心上形成裂缝；向裂缝中填入具有根据裂缝无因次导流能力确定的渗透率的人造岩心；向水平井中填入具有根据水平井压降确定的渗透率的人造岩心。

摘要： 本发明提供一种基于水平井压裂后取芯分析的水平井布井间距的优化方法，包括：获取一目标工区的应力参数数据，应力参数数据包括最小水平主应力方向；根据目标区块储层改造时的预估压裂裂缝参数以及最小水平主应力方向获取两口水平井的水平井布井间距，以根据水平井布井间距钻井并利用预设压裂方案对钻得的两口目标水平井进行压裂；根据两口目标水平井的位置、最小水平主应力方向以及预设压裂方案获取取芯井的井眼轨迹及取芯参数，以根据井眼轨迹以及取芯参数进行钻井取芯，然后测量取出的岩芯的裂缝参数得到目标工区水力裂缝空间展布情况；根据目标工区水力裂缝空间展布情况优化目标工区后续钻井的水平井布井间距，提高工区布井的合理性。

摘要： 本发明提供了一种单支水平井和梳状水平井的开发井网和稠油藏的开采方法。单支水平井和梳状水平井的开发井网包括：单支水平井，用于给油层注气，所述单支水平井设置在所述油层中且具有水平段；梳状水平井，用于使所述油层内的油排出，所述梳状水平井设置在所述油层中且具有沿水平方向依次间隔排列的主水平段和多个分支水平段，且所述主水平段的两侧分别对称设置有至少一个所述分支水平段，所述水平段位于所述主水平段的上方。本发明解决了现有技术中的油层动用程度低的问题。

摘要： 本发明一种超短半径径向水平井的钻井、固井方法及其设备，采用先钻井、后固井的方法，包括下述步骤：钻井：以万向节连接若干段柔性钻杆以及第一段柔性钻杆与增斜钻头，造斜装置置于垂直井道内，上表面为斜向向下的导向弧面；若干段柔性钻杆在造斜装置的导向弧面上进行造斜，钻井后将设备提出井外；固井：以铰接的伸缩管连接若干段柔性套管，放入井道内进行固井。增斜钻头的最小外径不小于柔性钻杆的外径，柔性钻杆的外径不小于柔性套管的外径。优点是：减少对套管的损害；钻井后再下柔性套管固井，柔性套管强度与普通套管强度相当；即便在钻井过程发生小量偏心也不影响钻进，柔性钻杆与井壁发生摩擦时可反向拱起以绕开障碍。

摘要： 本实用新型涉及一种超短半径径向水平井的钻井、固井设备，钻井设备包括若干段柔性钻杆、增斜钻头、造斜装置，固井设备为若干段柔性套管，钻井设备中，相邻柔性钻杆、增斜钻头与柔性钻杆通过万向节活动连接；造斜装置设在垂直井道内，上表面为导向弧面；增斜钻头最小外径不小于柔性钻杆的外径，增斜钻头与第一段柔性钻杆活动摆角不小于相邻柔性钻杆活动摆角；固井设备中，相邻两段柔性套管通过铰接的伸缩管活动连接，柔性钻杆外径不小于柔性套管外径。优点是：减少对套管的损害；钻井后再下柔性套管固井，强度与普通套管强度相当；即便发生小量偏心也不影响钻进，柔性钻杆与井壁摩擦时可拱起以绕开障碍，钻井、固井过程顺利完成。