連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)先導(dǎo)試驗(yàn)與推廣建議

胡強(qiáng)法 張友軍 路彥森 陳 智 萬(wàn)有余 陳柯樺 張 炎

1.中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所；2.中國(guó)石油青海油田公司井下作業(yè)公司；3.中國(guó)石油青海油田公司鉆采工藝研究院

連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)先導(dǎo)試驗(yàn)與推廣建議

胡強(qiáng)法1張友軍1路彥森2陳 智1萬(wàn)有余3陳柯樺2張 炎1

1.中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所；2.中國(guó)石油青海油田公司井下作業(yè)公司；3.中國(guó)石油青海油田公司鉆采工藝研究院

青海油田為更好地認(rèn)識(shí)薄互層等特殊儲(chǔ)層、解決老油區(qū)穩(wěn)產(chǎn)問(wèn)題，率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)展了用常規(guī)連續(xù)管實(shí)施水射流鉆徑向井技術(shù)的先導(dǎo)試驗(yàn)，拓展連續(xù)管技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，探索實(shí)現(xiàn)低成本增產(chǎn)的新方法。在地面實(shí)施的射流可鉆性物模試驗(yàn)中，用3種有代表性的鉆進(jìn)噴嘴和射流參數(shù)對(duì)巖心試件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，評(píng)估了3個(gè)典型區(qū)塊的地層適應(yīng)性，優(yōu)化了工藝參數(shù)。在現(xiàn)場(chǎng)分兩個(gè)階段，應(yīng)用隨鉆校深與相對(duì)方位定向技術(shù)、穩(wěn)定鉆壓與防卡防落魚(yú)技術(shù)、噴射鉆進(jìn)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)與配套工具，完成了7口井40個(gè)徑向分支井的鉆進(jìn)，取得突破性進(jìn)展，工藝成功率高，單孔最大鉆深達(dá)到35.8m，增產(chǎn)增注效果顯著。連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)可作為一種連續(xù)管儲(chǔ)層改造與增產(chǎn)作業(yè)新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)油田進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

徑向井；水射流；連續(xù)管作業(yè)；提高單井產(chǎn)量；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

水射流鉆徑向井技術(shù)是一種“零半徑水平井”鉆進(jìn)技術(shù)[1，2]，在套管內(nèi)完成轉(zhuǎn)向、出套管后垂直于井筒沿徑向鉆進(jìn)，可鉆多個(gè)清潔孔道，改善油氣由地層向井筒的流動(dòng)。面對(duì)當(dāng)前老油區(qū)進(jìn)入中后開(kāi)采期、新增低品位儲(chǔ)量增多、多井低產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)，采用“直井+多個(gè)徑向井分支”新的井型結(jié)構(gòu)，降低建井和增產(chǎn)成本，以較低的成本提高單井產(chǎn)量，是提高油田開(kāi)發(fā)效益的有效手段。

國(guó)外同類技術(shù)[3，4]是應(yīng)用φ12.7mm（1/2in）左右的毛細(xì)管，配套20～50L/min排量的高壓泵源，徑向鉆進(jìn)深度為50～100m，但實(shí)際技術(shù)指標(biāo)難以驗(yàn)證，引進(jìn)到國(guó)內(nèi)的應(yīng)用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期。中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱鉆井院）通過(guò)10多年的攻關(guān)研究，提高鉆進(jìn)水功率，自主研發(fā)配套工具與工藝，形成了能與常規(guī)連續(xù)管配套作業(yè)的水射流鉆徑向井技術(shù)。

近幾年，青海油田為適應(yīng)勘探開(kāi)發(fā)需求，積極推動(dòng)連續(xù)管技術(shù)的研究試驗(yàn)與規(guī)模應(yīng)用，走在了國(guó)內(nèi)各油田的前列。為進(jìn)一步拓展連續(xù)管技術(shù)應(yīng)用，評(píng)價(jià)自主研發(fā)的水射流鉆徑向井技術(shù)，探索提高油田特殊儲(chǔ)層單井產(chǎn)量的新方法，為油田增儲(chǔ)上產(chǎn)提供新的技術(shù)支持，青海油田與鉆井院合作開(kāi)展了連續(xù)管水射流鉆徑向井先導(dǎo)試驗(yàn)。

1 工藝原理與增產(chǎn)機(jī)理

連續(xù)管水射流鉆徑向井自主技術(shù)包括小型無(wú)級(jí)變量高壓泵、專用采集控制系統(tǒng)等地面配套設(shè)備和定位導(dǎo)向工具、套管鉆孔開(kāi)窗工具、噴射鉆進(jìn)工具等井下工具系統(tǒng)[5]，先導(dǎo)試驗(yàn)中與青海油田現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)φ38.1mm（11/2in）連續(xù)管作業(yè)裝備配合使用，完成現(xiàn)場(chǎng)施工。

1.1 基本工藝

連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)在一口井內(nèi)可鉆出多個(gè)徑向井分支，每個(gè)分支的作業(yè)包括一趟油管作業(yè)和2～4趟連續(xù)管作業(yè)（圖1）。油管作業(yè)主要用于下入和調(diào)整定位導(dǎo)向工具，完成校深定位和方位定向，為后續(xù)的套管鉆孔開(kāi)窗和噴射鉆進(jìn)提供轉(zhuǎn)向通道。套管鉆孔開(kāi)窗由一趟連續(xù)管作業(yè)完成，噴射鉆進(jìn)則根據(jù)不同地層情況需要進(jìn)行1～3趟連續(xù)管作業(yè)，在硬地層還需配套井下送進(jìn)工具以控制鉆進(jìn)速度。

圖1 連續(xù)管水射流鉆徑向井主要工序

1.2 增產(chǎn)機(jī)理

自主研發(fā)的水射流鉆徑向井技術(shù)可以采用兩種不同規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)：一是簡(jiǎn)化工藝、適當(dāng)增加鉆孔數(shù)量，充分穿透近井5～10m的區(qū)域，增大井筒有效半徑；二是在地質(zhì)條件適合時(shí)，使徑向井的有效穿透深度達(dá)到30m以上，增大泄油面積?；诮馕龇椒▽?duì)兩種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方式的增產(chǎn)機(jī)理和預(yù)測(cè)效果進(jìn)行分析。

根據(jù)穩(wěn)態(tài)徑向流的達(dá)西方程，對(duì)“壓降漏斗”定量分析表明，距井筒5～10m的近井帶壓降占地層流入壓降的50%～75%（圖2，s為表皮系數(shù)，代表地層傷害的程度）。由此推算，充分穿透近井5～10m的區(qū)域增大井筒有效半徑后，與完善直井相比，產(chǎn)量可增至1.5～2.1倍；近井地層傷害嚴(yán)重的井增產(chǎn)效果則更好。這一增產(chǎn)思路對(duì)于具有自然產(chǎn)能的井普遍適用，是研究提出構(gòu)建“直井+多個(gè)徑向井分支”新井型結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。

利用多分支水平井的產(chǎn)能公式，對(duì)多分支徑向井的產(chǎn)能進(jìn)行分析計(jì)算（圖3）。圖中，β為基于水平方向滲透率與垂直方向滲透率對(duì)比所反映的地層各向異性程度，h為儲(chǔ)層有效厚度，n為儲(chǔ)層內(nèi)鉆徑向井分支的數(shù)量，產(chǎn)率比PRI為鉆完徑向井的實(shí)際井與完善直井的產(chǎn)能比。當(dāng)有效穿透深度達(dá)到30m時(shí)，與完善直井比可增產(chǎn)至2.6～2.9倍；有效穿透深度達(dá)到50m時(shí)，則可增產(chǎn)至3.2～3.8倍。在適用的地層，增加有效穿透深度有利于進(jìn)一步提高增產(chǎn)效果，但增產(chǎn)幅度與穿透5～10m時(shí)相比，有所減緩。

圖2 油藏半徑300m的近井帶壓降計(jì)算

圖3 多分支徑向井增產(chǎn)效果預(yù)測(cè)分析

2 先導(dǎo)試驗(yàn)實(shí)施與關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1 試驗(yàn)內(nèi)容與目標(biāo)

本次先導(dǎo)試驗(yàn)分地面試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩大階段。地面試驗(yàn)包含3個(gè)方面的試驗(yàn)內(nèi)容：

（1）工具性能驗(yàn)證與功能演示。目的是驗(yàn)證技術(shù)成熟度、工具性能的穩(wěn)定性和主要參數(shù)的合理性，重點(diǎn)試驗(yàn)了套管鉆孔工具和噴射鉆進(jìn)井下送進(jìn)工具。套管鉆孔在4min內(nèi)完成，井下送進(jìn)速度穩(wěn)定控制在2～3mm/s，達(dá)到預(yù)期要求。

（2）降阻液篩選與流動(dòng)摩阻測(cè)試。采用2種降阻劑配方，通過(guò)對(duì)不同配比的摩阻測(cè)試，最終優(yōu)選出添加0.15%羥丙基瓜爾膠的清水作為基液，泵注壓力比使用清水降低30%～35%。根據(jù)儲(chǔ)層保護(hù)需求，在基液內(nèi)添加1%氯化鉀、1%黏土穩(wěn)定劑、0.5%助排劑，形成噴射鉆進(jìn)的工作液體。

（3）地層射流可鉆性物模試驗(yàn)。目的是驗(yàn)證噴射鉆進(jìn)工具的鉆孔性能和成孔效果，評(píng)價(jià)地層的射流可鉆性，由此篩選地層、優(yōu)選施工參數(shù)，為選井和確定現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)鉆進(jìn)深度目標(biāo)提供依據(jù)。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分兩個(gè)階段：

（1）第一階段，設(shè)計(jì)單孔鉆進(jìn)深度5～10m，安排1～3口井。主要目的是驗(yàn)證技術(shù)，評(píng)價(jià)充分穿透近井地層傷害帶、增大井筒有效半徑的增產(chǎn)效果。

（2）第二階段，設(shè)計(jì)單孔鉆進(jìn)深度30m以上，安排6口井。主要目的是提高穿透深度，在有效穿透近井地層傷害帶的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增大油層裸露面積，對(duì)薄互層等物性差的儲(chǔ)層實(shí)施改造，探索改造儲(chǔ)層、提高單井產(chǎn)量的新方法。

2.2 地層射流可鉆性物模試驗(yàn)

選取3個(gè)典型區(qū)塊的巖心（表1），使用3種噴射鉆進(jìn)噴頭的前向鉆孔噴嘴，采用不同工作參數(shù)對(duì)3塊巖心進(jìn)行可鉆性試驗(yàn)（表2）。

表1 青海油田3個(gè)典型區(qū)塊巖心樣品參數(shù)

表2 3種巖心可鉆性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，得到以下初步認(rèn)識(shí)：

Ⅰ號(hào)巖心為泥質(zhì)砂巖，巖質(zhì)均勻。使用當(dāng)量直徑較小的A噴嘴在22.2L/min流量下即可鉆穿，成孔圓整，鉆進(jìn)速度約達(dá)10mm/s。該儲(chǔ)層射流可鉆性較好。井下作業(yè)時(shí)配備流量超過(guò)50L/min的后向噴嘴與噴嘴A組合使用，可實(shí)現(xiàn)自牽引鉆進(jìn)，可安排鉆深30m以上的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

Ⅱ號(hào)巖心非均質(zhì)性明顯，夾層雜質(zhì)較堅(jiān)硬。使用當(dāng)量直徑居中的B噴嘴在50.1L/min流量下，鉆深100mm時(shí)鉆遇夾層受阻，鉆進(jìn)速度約為2.5mm/s；換用當(dāng)量直徑更大的C噴嘴在68.2L/min流量下，可以提高鉆進(jìn)速度、鉆穿夾層。該儲(chǔ)層射流可鉆性一般。受系統(tǒng)總流量限制，可配備流量相當(dāng)?shù)暮笙驀娮炫c噴嘴B組合使用，保持噴射反力基本平衡，利用步進(jìn)式井下送進(jìn)工具可實(shí)現(xiàn)鉆深5～10m。

Ⅲ號(hào)巖心致密堅(jiān)硬，使用C噴嘴在68.2L/min流量下未能鉆穿，鉆進(jìn)速度低于1mm/s。該儲(chǔ)層射流可鉆性較差。需要進(jìn)一步提高水功率，并將系統(tǒng)全部流量用于破巖鉆進(jìn)，可利用井下送進(jìn)工具實(shí)現(xiàn)鉆深2.5m左右，可安排消除近井帶地層傷害的試驗(yàn)。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

（1）第一階段的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，作業(yè)1口新井（Y924井），井深2210m，下部3個(gè)小層采用常規(guī)射孔投產(chǎn)后含水高達(dá)99%。要求先封堵底部高含水產(chǎn)層，再用鉆徑向井的方式新開(kāi)上部3個(gè)小層。3個(gè)小層分別厚1.5m、1.8m、1.9m，設(shè)計(jì)每層鉆2個(gè)分支，相位差180°。

該井的水射流鉆徑向井技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，是國(guó)內(nèi)首次采用φ38.1mm連續(xù)管作業(yè)機(jī)，連續(xù)6d作業(yè)共完鉆6個(gè)分支，單孔鉆進(jìn)深度為4～5.7m，平均鉆深4.5m。

（2）第二階段的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)施水射流鉆徑向井技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的6口井，包括4口油井、2口注水井。6口井共計(jì)完成34個(gè)徑向井分支的作業(yè)，最大徑向鉆井深度35.8m，試驗(yàn)基本情況見(jiàn)表3。

表3 第二階段6口井作業(yè)概況

2.4 關(guān)鍵技術(shù)與工具

2.4.1 隨鉆校深與相對(duì)方位定向技術(shù)

定位導(dǎo)向工具配套機(jī)械式套管接箍定位器，無(wú)需使用磁定位或γ測(cè)井儀校深，在油管作業(yè)下入定位導(dǎo)向工具的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)隨鉆定深，減少儀器費(fèi)用和作業(yè)時(shí)間。定位導(dǎo)向工具設(shè)計(jì)有可錨定定向器[8]，可通過(guò)油管起下動(dòng)作改變導(dǎo)向器方位，實(shí)現(xiàn)相鄰徑向井分支的相對(duì)方位定向。與使用陀螺儀定向相比，該技術(shù)可簡(jiǎn)化施工工藝、大幅縮短施工時(shí)間?？慑^定定向器兼具錨定器和相對(duì)方位換向器的功能，通過(guò)兩次提放可依次完成解除工作管柱錨定、井下工具方位換向、工作管柱重新錨定的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)定位、定向功能。

作業(yè)時(shí)定位導(dǎo)向工具需要和套管相對(duì)錨定，主要有兩方面原因：一是套管鉆孔開(kāi)窗過(guò)程中，如果不錨定，管柱重量、鉆具震動(dòng)等因素會(huì)對(duì)鉆孔過(guò)程造成干擾，導(dǎo)致鉆頭容易卡鉆；二是套管鉆孔結(jié)束后，需起出鉆孔工具，更換并下入噴射鉆進(jìn)工具，如果不錨定，工具起下易導(dǎo)致導(dǎo)向工具和套管窗口間發(fā)生錯(cuò)位，造成后續(xù)噴射鉆進(jìn)工具重入困難。

2.4.2 穩(wěn)定鉆壓及防卡、預(yù)防落魚(yú)技術(shù)

在套管鉆孔過(guò)程中，受鉆壓波動(dòng)、井下復(fù)雜環(huán)境影響，會(huì)出現(xiàn)卡鉆等異常情況。卡鉆導(dǎo)致的沖擊過(guò)載易造成鉆具損壞、斷脫，落物在導(dǎo)向器彎道內(nèi)難以打撈，必須起出全部油管柱再重新下入，造成工作量劇增、工期延誤。

套管鉆孔開(kāi)窗工具設(shè)計(jì)了鉆壓推加器控制鉆壓，研制了伸縮式保護(hù)筒、安全短節(jié)來(lái)預(yù)防卡鉆、落魚(yú)。利用液壓加載式鉆壓推加器[9]，通過(guò)系統(tǒng)流量的節(jié)流壓差控制鉆壓，不僅使鉆壓穩(wěn)定并可準(zhǔn)確調(diào)控，還可設(shè)置行程開(kāi)關(guān)，在套管鉆穿后發(fā)送系統(tǒng)壓力波動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。伸縮式保護(hù)筒在工具下井過(guò)程中保護(hù)萬(wàn)向節(jié)軟軸，到位后加載剪斷銷定收縮，不干涉軟軸正常工作，解決了萬(wàn)向節(jié)組件在大斜度井段下井遇阻折斷落魚(yú)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)快速下井。安全短節(jié)設(shè)置了過(guò)載保護(hù)，限定萬(wàn)向節(jié)軟軸最大工作扭矩，解決卡鉆時(shí)因沖擊過(guò)載扭矩扭斷萬(wàn)向節(jié)造成落魚(yú)的問(wèn)題。

2.4.3 適應(yīng)不同地層的噴射鉆進(jìn)技術(shù)

針對(duì)地層的射流可鉆性差異，對(duì)地層的噴射鉆進(jìn)可分為以下3種方式：

（1）全流量破巖噴射鉆進(jìn)技術(shù)。

針對(duì)堅(jiān)硬地層，將系統(tǒng)全部流量都用于破巖。為克服噴射反力和噴管送進(jìn)的摩擦阻力，需在噴射軟管后端加力推動(dòng)。高壓軟管在承受軸向壓力的條件下容易失穩(wěn)壓曲，臨界長(zhǎng)度取決于噴射反力、軟管剛度以及軟管在孔道內(nèi)的支撐扶正狀態(tài)等多種因素，目前這種鉆進(jìn)方式的有效鉆進(jìn)深度為1.5～2.5m。

（2）前后流量平衡的步進(jìn)式噴射鉆進(jìn)技術(shù)。

針對(duì)中等硬度地層，可在滿足前向射流破巖鉆孔能力的前提下將剩余流量用于向后噴射，平衡前向射流的反作用力，最大限度減少高壓軟管的軸向壓縮力，增加鉆進(jìn)深度。目前這種鉆進(jìn)方式達(dá)到的深度為5～10m。

對(duì)于堅(jiān)硬地層和中等硬度地層，對(duì)應(yīng)地層的噴射鉆進(jìn)速度為2～5mm/s（0.1～0.3m/min），不適合由連續(xù)管地面送進(jìn)來(lái)控制井下噴射軟管和噴嘴的鉆進(jìn)速度，需要使用專門(mén)研制的井下送進(jìn)控制工具，以確保低速穩(wěn)定送進(jìn)。連續(xù)管作業(yè)機(jī)正常起下作業(yè)的速度為5m/min以上，盡管為了適應(yīng)鉆磨等作業(yè)要求連續(xù)管起下速度可穩(wěn)定在0.5m/min甚至更低，但這種低速運(yùn)行不能長(zhǎng)時(shí)間維持；受井筒因素影響，力傳遞情況復(fù)雜，在數(shù)千米井下鉆進(jìn)速度波動(dòng)大，地面送進(jìn)不能滿足低速平穩(wěn)噴射鉆進(jìn)（0.1～0.3m/min）的要求。

采用自主研發(fā)的步進(jìn)式噴射鉆進(jìn)井下控制系統(tǒng)作為井下送進(jìn)控制工具[10]，可實(shí)現(xiàn)鉆速低速平穩(wěn)控制，有效增加鉆進(jìn)深度。其中的鉆速控制器設(shè)計(jì)了封閉的液壓油腔，通過(guò)節(jié)流來(lái)控制送進(jìn)速度，通過(guò)壓差來(lái)控制推力，實(shí)現(xiàn)噴射軟管的低速（小于5mm/s，可調(diào)）平穩(wěn)送進(jìn)。工具上還設(shè)計(jì)了步進(jìn)控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)地面逐段下放連續(xù)管實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式多次循環(huán)，解決長(zhǎng)距離鉆進(jìn)問(wèn)題。

井下送進(jìn)控制工具的另一個(gè)作用是可采取測(cè)量噴射軟管伸出長(zhǎng)度的方式直觀判斷實(shí)際鉆孔深度，很大程度上解決了徑向井鉆進(jìn)深度無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題。

（3）自牽引噴射鉆進(jìn)技術(shù)。

針對(duì)疏松儲(chǔ)層，前向噴嘴僅需較小的流量即可實(shí)現(xiàn)高效破巖，可將大部分流量用于后向噴嘴提供牽引力，噴射軟管在牽引力驅(qū)動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離鉆進(jìn)。受噴射軟管流動(dòng)摩阻的限制，這種鉆進(jìn)方式目前達(dá)到的徑向鉆進(jìn)深度為30m左右。

3 應(yīng)用效果

連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)在青海油田的先導(dǎo)試驗(yàn)歷時(shí)2年時(shí)間，共完成7口井40個(gè)徑向井分支的作業(yè)，施工工藝設(shè)計(jì)完成率達(dá)100%。通過(guò)施工工藝改進(jìn)和工作參數(shù)優(yōu)化，徑向鉆孔能力明顯提高，徑向鉆孔單孔施工趟數(shù)和時(shí)間進(jìn)一步縮短?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得重大突破，最大穿透深度超過(guò)30m，增產(chǎn)、增注效果明顯。

3.1 作業(yè)效果跟蹤統(tǒng)計(jì)

綜合兩個(gè)階段的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，5口油井作業(yè)后增產(chǎn)效果明顯，作業(yè)后10日最高日均產(chǎn)量與作業(yè)前10日日均產(chǎn)量對(duì)比，平均增液276.2%，增油204.7%（表4）。2口水井總體達(dá)到平均增注50%以上的指標(biāo)（表5）。

表4 油井增產(chǎn)效果一覽表

表5 水井增注效果一覽表

3.2 技術(shù)與工藝的適應(yīng)性分析

（1）對(duì)于有自然產(chǎn)能、地層滲透率較高的井，如Y924井，建議以充分穿透近井5～10m區(qū)域的地層傷害帶、增大井筒有效半徑為目標(biāo)，以相對(duì)簡(jiǎn)化的工藝和較低的成本實(shí)施增產(chǎn)作業(yè)。從實(shí)施效果（圖4）看，首先是增產(chǎn)效果明顯，初產(chǎn)2.7t/d，10日最高日均產(chǎn)量6.36t/d，目前產(chǎn)量仍保持在2t/d左右；其次是作業(yè)有效期長(zhǎng)，已穩(wěn)產(chǎn)2年多，與常規(guī)補(bǔ)孔、酸化有效期僅2～6mon相比，大大延長(zhǎng)；其三是有效控制了含水率上升，與該區(qū)塊壓裂井一年內(nèi)含水率上升超過(guò)70%相比，該井目前的含水率不超過(guò)20%。該井的成功實(shí)施，一定程度上為薄互層、差油層提供了經(jīng)濟(jì)有效的增產(chǎn)手段。

（2）對(duì)于較厚的儲(chǔ)層，如Q12-22-9井（有自然產(chǎn)能的油井）、Y3330井（由油井轉(zhuǎn)注的水井），在地層條件適合的前提下，盡量增加徑向井分支的鉆進(jìn)深度，并配合酸化措施消除結(jié)蠟等因素的影響。

（3）對(duì)于臨近底水、油水同層的薄儲(chǔ)層，如Y924井和Y969井，鉆孔位置應(yīng)盡量選在儲(chǔ)層中上部，推薦設(shè)計(jì)的徑向井鉆進(jìn)深度不超過(guò)儲(chǔ)層厚度的5倍，且作業(yè)后不宜再酸化，以降低竄水的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 Y924井作業(yè)效果跟蹤

表6 基于射流可鉆性試驗(yàn)對(duì)地層的分類

4 認(rèn)識(shí)和建議

（1）射流可鉆性物模試驗(yàn)是一種基于巖心試件噴射鉆孔地面試驗(yàn)的評(píng)估手段，可用于評(píng)價(jià)地層是否適合使用水射流鉆徑向井技術(shù)進(jìn)行施工，并優(yōu)化適用的工作參數(shù)和預(yù)期達(dá)到的鉆進(jìn)深度。

基于前期研究和本次先導(dǎo)試驗(yàn)，根據(jù)射流可鉆性將地層分為5類，并針對(duì)適合水射流鉆徑向井技術(shù)施工的3類地層，給出了推薦的噴射鉆進(jìn)方式及鉆進(jìn)深度（表6）。對(duì)于相對(duì)疏松的地層，為確保穿透水泥環(huán)和近井地層傷害帶，盡量增加最終能達(dá)到的最大穿透深度，建議使用多趟連續(xù)管作業(yè)，利用井下控制工具和（或）步進(jìn)式工具鉆成導(dǎo)眼后，再實(shí)施自牽引鉆進(jìn)。

（2）充分穿透近井區(qū)域增大井筒有效半徑，以較低的成本提高單井產(chǎn)量，這一增產(chǎn)思路對(duì)于具有自然產(chǎn)能的油井普遍適用，可由此構(gòu)建“直井+多個(gè)徑向井分支”新的井型結(jié)構(gòu)。利用連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)充分穿透近井地層傷害帶，在Y924井先導(dǎo)試驗(yàn)中取得了增產(chǎn)效果好、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、能有效抑制含水率上升的結(jié)果。對(duì)于難采儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和老油區(qū)穩(wěn)產(chǎn)意義重大，建議在新井完井和老井增產(chǎn)改造時(shí)優(yōu)先選用。

（3）與國(guó)外同類技術(shù)不同，鉆井院的水射流鉆徑向井技術(shù)與常規(guī)連續(xù)管配合作業(yè)，不僅能降低配套與作業(yè)成本，也有利于提高水功率以增加有效穿透深度、增強(qiáng)對(duì)地層的適應(yīng)能力。建議將連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)作為一種連續(xù)管儲(chǔ)層改造與增產(chǎn)作業(yè)新技術(shù)，納入推廣應(yīng)用的范疇。

（4）自主研發(fā)的連續(xù)管水射流鉆徑向井技術(shù)在青海高原油田的先導(dǎo)試驗(yàn)取得了突破性進(jìn)展，工藝成功率高，最大穿透深度超過(guò)30m，增產(chǎn)、增注效果明顯，建議在國(guó)內(nèi)油田類似儲(chǔ)層進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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Pilot Experiment of Coiled Tubing Spraying Flow Radial Drilling Technology and Suggestions on Its Wide Application

Hu Qiangfa1,Zhang Youjun1,Lu Yansen2,Chen Zhi1,Wan Youyu3,Chen Kehua2,Zhang Yan1
(1.Jianghan Machinery Research Institute of CNPC Drilling Research Institute,Jingzhou 434000,China;2. Downhole Service Company,PetroChina Qinghai Oil fi eld Company,Mangya 816499,China;3. Research Institute of Drilling & Production,PetroChina Qinghai Oil fi eld Company,Dunhuang 736202,China)

To better understand the special reservoirs like thin inter-layers and keep the production stable in the old oil areas,Qinghai Oil fi eld led the country in making pilot experiment of coiled tubing spraying fl ow radial drilling technology in an attempt to expand application area of coiled tubing technology and seek new methods for cost-effective increase of production. In the physical simulation of spraying jet drill ability on the surface,three typical drilling nozzles and spraying jet parameters of tested cores were brought under experiment for comparison. Three typical blocks were evaluated for their formation adaptability with the process parameters optimized. The fi eld application was divided into two stages using a series of key technologies and relative equipment,such as depth correction while drilling and relative azimuth orientation technology,drilling pressure stabilizing and stuck prevention technology as well as jet drilling technique. A total of seven wells with 40 radial branches were completed for drilling,a breakthrough in this area and a high success rate of process.With a maximum drilled depth of 35.8 meters for a single hole,incremental production and injection were remarkable.Coiled tubing spraying flow radial drilling technology can be put into wide application in domestic oilfields as a new technology for reservoir transformation and increase of production.

radials,spraying fl ow,coiled tubing service,raise single-well yield,fi eld test

10.3969/j.issn.1002-302x.2017.05.012

TE358

A

國(guó)家重大科技專項(xiàng)課題“煤層氣水平井、多分支水平井鉆井技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2011ZX05036-002）。

胡強(qiáng)法，1966年生，1988年畢業(yè)于華中科技大學(xué)流體傳動(dòng)及控制專業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)從事石油工程與高壓水射流技術(shù)研究工作。E-mail：huqf@cnpc.com.cn

2017-09-25）