[发明专利]同步多分支径向水平井完井方法及工具

说明书

技术领域

本发明涉及到石油天然气开采领域，为一种新型石油天然气高效开发完井方法及相应工具，尤其是能够实现一次下钻完成多个径向孔眼钻进的工艺技术。

背景技术

随着我国经济快速增长，我国能源需求高速增长，2013年我国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1％和31.6％，中国已成为全球第三大大然气消费国。非常规油气资源，如致密气、页岩气、储层气、致密油等非常规油气，作为常规油气资源的重要补充，以其储量巨大、分布集中、开发技术日趋进步等特点，日益成为世界石油市场竟相追逐的新宠。研究表明，中国非常规油气资源丰富，发展潜力大，其中致密气可采资源量为8.8×10¹²～12.1×10¹²m³，页岩气可采资源量为15×10¹²～25×10¹²m³，储层气可采资源量为10.9×10¹²m³，致密油可采资源量为13×10⁸～14×10⁸t，可回收页岩油资源量为160×10⁸t，油砂也具有一定资源潜力。但非常规油气藏属低渗透油气藏，具有渗透率低、孔隙度低，非均质强等特点，绝大多数此类油气井必须实施特殊的钻完井工艺以及后期储层改造措施之后方能见效。目前诸如煤层气、页岩气等在国外已有成功的开发先例，但是国外的成功经验并不能直接适用于我国的实际情况。

超短半径侧钻水平井技术(又称径向水平井技术)是指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。该技术是近几十年来发展起来的一项新型油田增产技术。该技术能够穿透近井污染带，极大的增加单井控制面积，沟通天然裂缝，改善油气藏压力分布，提高油气井的生产能力与注水井的注水效率，且经济、高效、安全，是油藏挖潜和煤层气开发的有效手段。

传统径向水平井技术主要是指20世纪80年代由美国Bechtel投资公司和Petrophysics公司最早研制的径向水平井钻井系统，简称URRS系统，它能在一口垂直井的同一深度向四周钻24口辐射状水平井，其钻井时间一般不超过64h。其工艺原理为：首先在油气井的预定深度对套管进行锻铣，再利用大直径的扩孔工具对锻铣后的井眼进行扩径，然后下入并锚定转向器，通过液压或者机械的方式使斜向器沿预定的方位支起，柔性钻管在液压作用下，经斜向器90°弯曲后进入地层，高压射流破碎岩石并清洗井眼，最终形成径向水平井眼。由于扩孔工艺复杂，成功率不高，完井周期长，风险较大，成本过高，极大的限制了该技术的应用。

欠扩孔径向水平井技术(也称套管开窗侧钻径向水平井技术)是指不需要套管段铣和大直径扩孔等复杂的前期准备的径向水平井技术。其工艺原理为：首先下入并锚定转向器，再下入带有钻头的挠性轴进行套管开窗作业，然后再下入带有破岩钻头的高压软管进行径向钻孔作业。该技术从根本上克服了传统径向水平井技术成本高、风险大、钻井效率低的难题。但是在现场实验过程中发现，套管开窗过程占了径向钻孔作业一半以上的作业量，且成功率不高，井下工具事故率高；同时，单次作业只能完成一个径向孔眼，完井效率偏低，完井周期长，增加了作业成本，限制了该技术的推广应用。

鉴于此，本发明人根据多年从事径向钻孔技术研究的经验，以高效开采非常规油气藏为目的，提出了一种同步多分支径向水平井完井方法，并设计了相应工具，可实现一次下钻完成多个径向孔眼的工艺技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的高效经济安全的径向水平井完井工艺方法，尤其是一种可以克服现有技术存在的缺陷，实现油气资源的高效开采。

为此，本发明提出了一种新型的高效经济安全的同步多分支径向水平井完井方法及工具。其特征是：