一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统及侧钻工艺技术方案

本发明专利技术提供一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统，包括：钻杆，所述钻杆与设置与井口的井口转盘连接；连接在所述钻杆的下端的钻进装置，钻进装置的钻进端连接有下部钻具；柔性钻具模块，所述柔性钻具模块连接在所述钻进装置与所述下部钻具之间；其中，所述柔性钻具模块具有初始偏转角度，所述柔性钻具模块构造成能够使所述柔性钻具系统在预定垂距范围内将井眼轨迹由垂直转水平，通过所述井口转盘带动所述钻杆旋转，所述柔性钻具模块能够通过所述钻杆随所述井口转盘旋转，从而驱动所述下部钻具进行作业。本发明专利技术还提供一种用于超深井径向钻孔的侧钻工艺。钻孔的侧钻工艺。钻孔的侧钻工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统及侧钻工艺


[0001]本专利技术属于石油开采
，具体涉及一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统。本专利技术还涉及一种一种用于超深井径向钻孔的侧钻工艺。

技术介绍

[0002]塔河碳酸盐岩储层近井筒周围存在大量缝洞，需要通过径向水力喷射钻孔完井技术实现全方位沟通，大幅提高储量动用程度。
[0003]目前，常规侧钻工艺存在费用高，周期长和垂距大的难题。裸眼侧钻单井费用预计900万元，套管侧钻单井费用预计1800万元。施工周期1
‑
2个月。由于目前的技术，最大造斜率是30米/30
°
，侧钻井的垂距一般大于90米，无法实现超短半径径向侧钻。主要问题是由于现有的短半径侧钻工具针对的塔河油田井眼尺寸小，机械钻速低，油田曲率大，管柱通过能力受限，轨迹控制难度大，并且套管开窗中磁干扰的问题突出。由此，导致可沟通的储集体规模较小，径向钻孔钻遇缝洞的概率较小，从而使得生产效率低下。
[0004]现有的柔性钻具，主要由有管式弹性弯外壳导向筒和带有滚动轴承的柔性钻杆两部分组成。这种柔性钻具虽然能够实现在压力较高的状态下对产层造斜和打水平井眼，最大程度增加产层裸露面，但常规的柔性钻具在井下高压状态下，过高的压力容易发生泄漏，使柔性钻杆过早发生破坏，其使用寿命低。此外，现有的柔性钻具能够实现的垂距较大，如果要实现更短半径水平井眼的钻进，现有的柔性钻杆单元的长度就更短，数量更多，则导致柔性钻具的失效率更高。

技术实现思路

[0005]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统，该柔性钻具系统能够在垂距处于3m的范围内将井眼轨迹由垂直转水平，并能够保证其具有可靠的密封性能。
[0006]本专利技术还提供一种用于超深井径向钻孔的侧钻工艺。
[0007]为此，根据本专利技术的第一面，提供一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统，包括：钻杆，所述钻杆与设置与井口的井口转盘连接；连接在所述钻杆的下端的钻进装置，钻进装置的钻进端连接有下部钻具；柔性钻具模块，所述柔性钻具模块连接在所述钻进装置与所述下部钻具之间；其中，所述柔性钻具模块具有初始偏转角度，所述柔性钻具模块构造成能够使所述柔性钻具系统在预定垂距范围内将井眼轨迹由垂直转水平，通过所述井口转盘带动所述钻杆旋转，所述柔性钻具模块能够通过所述钻杆随所述井口转盘旋转，从而驱动所述下部钻具进行作业。
[0008]在一个实施例中，所述柔性钻具模块的预定垂距不大于3m。
[0009]在一个实施例中，所述柔性钻具模块的初始偏转角度处于1
‑5°
的范围内。
[0010]在一个实施例中，所述柔性钻具模块包括：所述柔性钻具模块包括：外壳；连接在所述外壳的下端的转动元件，所述转动元件能够转动以提供钻进造斜的角度；安装在所述
外壳内且与所述转动元件通过键槽形成连接的限位元件，所述限位元件用于限制所述转动元件的转动范围，以传递所述井口转盘转动时的扭矩，其中，所述转动元件的第一端构造成球形，第二端构造成连接扣，所述外壳内形成有球面，所述转动元件通过所述球形与所述球面适配，从而使所述转动元件与所述外壳形成铰接结构。
[0011]在一个实施例中，在所述外壳的上端固定连接有连接接头，所述连接接头的下端延伸至所述外壳的内部，所述限位元件与所述连接接头的下端固定连接，且在所述限位元件与所述外壳之间设有密封件。
[0012]在一个实施例中，在所述转动元件与所述外壳之间还设有用于防止转动元件脱落的安全加固元件。
[0013]在一个实施例中，所述钻进装置包括安全接头，所述柔性钻具模块通过所述连接接头与所述安全接头固定连接，所述连接接头采用丝扣连接方式与所述安全接头形成连接，所述转动元件的连接扣采用丝扣连接方式与所述下部钻具形成连接。
[0014]在一个实施例中，所述下部钻具为钻头或铣锥或打捞公锥。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供一种用于超深井径向钻孔的侧钻工艺，包括以下步骤：
[0016]提供如上所述的柔性钻具系统；
[0017]采用通径规通井；
[0018]下入斜向器至井筒中预定位置并坐挂；
[0019]所述柔性钻具系统的下部钻具采用开窗铣锥，通过所述柔性钻具系统对套管进行开窗而形成窗口；
[0020]将所述柔性钻具系统的下部钻具更换为采用造斜钻头，下放所述柔性钻具系统至所述窗口位置进行造斜作业；
[0021]将所述柔性钻具系统的下部钻具更换为采用钻进钻头，下放所述柔性钻具系统并通过所述窗口进行水平钻进作业，直至完成径向钻孔作业；
[0022]回收所述斜向器。
[0023]在一个实施例中，在下入斜向器之前，通过刮管器对套管的对应于斜向器坐挂位置进行刮管清理，并在清理后保持井筒内充满钻井液。
[0024]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0025]柔性钻具系统能够在实现在垂距3m范围内将井眼轨迹由垂直转水平，这相比较于现有的柔性钻具的90m的垂距，大大降低了侧钻垂距的大小，从而能够大大增加可沟通的储集体规模，显著提高了径向钻孔钻遇缝洞的概率，非常有利于提高生产效率，降低作业成本。同时，钻井施工过程中，柔性钻具系统具备一定的密封性。此外，在钻具内外存在一定压差的作用时，柔性钻具系统仍然具有可靠的密封性能和工作性能。柔性钻具系统对作业参数及配套设备无特殊要求，具有良好的适配性。
附图说明
[0026]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0027]图1显示了根据本专利技术的用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统的结构。
[0028]图2显示了根据本专利技术的柔性钻具系统中的柔性钻具模块的结构。
[0029]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0030]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0031]在本申请中，需要说明的是，将根据本专利技术的用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统下入井筒时靠近井口的一端定义为上端或相似用语，而将远离井口的一端定义为下端或相似用语。
[0032]图1显示了根据本专利技术的用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统100的结构。如图1所示，柔性钻具系统100包括设置在井筒中的套管1、钻杆2、设置在井口的井口转盘(未示出)、钻进装置3、设置在钻进装置3的下端的下部钻具6，以及连接在钻进装置3与下部钻具6之间的柔性钻具模块5。钻杆2的上端与井口转盘连接，钻杆2的下端与钻进装置3的上端连接。柔性钻具模块5具有初始偏转角度，并且柔性钻具模块5构造成能够使柔性钻具系统100在预定垂距范围内将井眼轨迹由垂直转水平。在实际施工过程中，通过井口转盘带动钻杆2旋转，柔性钻具模块5能够通过钻杆2随井口转盘旋转，从而驱动下部钻具6进行相应的施工作业。
[0033]图2显示了根据本专利技术的柔性钻具模块5的结构。如图2所示，柔性钻具模块5包括外壳9、固定连接在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超深井径向钻孔的柔性钻具系统，包括：钻杆(2)，所述钻杆与设置与井口的井口转盘连接；连接在所述钻杆的下端的钻进装置(3)，钻进装置的钻进端连接有下部钻具(6)；柔性钻具模块(5)，所述柔性钻具模块连接在所述钻进装置与所述下部钻具之间；其中，所述柔性钻具模块具有初始偏转角度，所述柔性钻具模块构造成能够使所述柔性钻具系统在预定垂距范围内将井眼轨迹由垂直转水平，通过所述井口转盘带动所述钻杆旋转，所述柔性钻具模块能够通过所述钻杆随所述井口转盘旋转，从而驱动所述下部钻具进行作业。2.根据权利要求1所述的柔性钻具系统，其特征在于，所述柔性钻具模块的预定垂距不大于3m。3.根据权利要求1或2所述的柔性钻具系统，其特征在于，所述柔性钻具模块的初始偏转角度处于1
‑5°
的范围内。4.根据权利要求1或2所述的柔性钻具系统，其特征在于，所述柔性钻具模块包括：外壳(9)；连接在所述外壳的下端的转动元件(13)，所述转动元件能够转动以提供钻进造斜的角度；安装在所述外壳内且与所述转动元件通过键槽形成连接的限位元件(11)，所述限位元件用于限制所述转动元件的转动范围，以传递所述井口转盘转动时的扭矩，其中，所述转动元件的第一端构造成球形，第二端构造成连接扣，所述外壳内形成有球面，所述转动元件通过所述球形与所述球面适配，从而使所述转动元件与所述外壳形成铰接结构。5.根据权利要求1或2所述的柔性钻具系统，其特征在于，在所述外壳的上端固定连接有连接接头(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，翟科军，万小勇，龙武，吴春洪，马国锐，宋海，李渭亮，陶杉，许克亮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：