[实用新型]一种套管层次拓展的井身结构

说明书

本实用新型为一种套管层次拓展的井身结构，包括N开井层段，在第一开井层段至第N开井层段中分别下入有第一开套管至第N开套管，第M开井层段中具有复杂层段，其中，N为大于等于二的正整数，M为大于等于二小于等于N的正整数，在复杂层段的位置套设一膨胀管，膨胀管能够径向膨胀在复杂层段的井壁上，膨胀管膨胀后的内径大于第M开套管的外径，且小于第M‑1开套管的内径。膨胀管的上端位于复杂层段的上方，膨胀管的下端位于复杂层段的下方。本实用新型的井身结构，以膨胀管作为应急套管来拓展套管层次，在上部井身结构已定的情况下，既能封固易漏、易塌等复杂层段，以使井眼稳定，且钻井过程可控，又能保证下部留有足够井眼尺寸。

技术领域

本实用新型是关于石油钻探开发领域，尤其涉及一种套管层次拓展的井身结构，特别适用于水平井钻井过程中钻遇易漏、易塌等复杂多发地层的处理。

背景技术

在油气勘探开发领域水平井钻井过程中，一般会根据地层情况预先设计好钻井时的套管层次以及各钻头和各套管的尺寸，若该井的邻井存在复杂层段，在预先设计时还会参考邻井的复杂层段所在的位置，使得第某开套管能够封隔该复杂层段。例如，以图1和图2中示出的常规三开水平井的井身结构，预先设计时根据邻井的复杂层段位置预估该水平井的复杂层段07在井深位置2830m～2890m为例，预先设计的钻井方案为：

一开：使用Φ444.5mm的钻头钻至500m的井深位置，形成第一开井眼01，然后下Φ339.7mm的第一开套管04至500m的井深位置，第一开套管04水泥浆返至地面，封固易漏表层并安装井口装置；

二开：使用Φ311.2mm的钻头钻至2890m的井深位置(也即钻至预估的复杂层段07的位置底部)，形成第二开井眼02，然后下Φ244.5mm的第二开套管05至2890m的井深位置，第二开套管05水泥浆返至1673m井深位置，利用该第二开套管05预先希望能够封固复杂层段07；

三开：在二开时封固复杂层段07顺利的情况下，使用Φ216.0mm的钻头钻至最终井深，形成第三开井眼03，然后下Φ139.7mm的第三开套管06固井后完成。其中，上述的Φ339.7mm、Φ244.5mm和Φ139.7mm分别指对应套管的外径。

然而，由于油层埋藏深、岩体环境复杂等原因，在实际钻井过程中不可避免的会突然钻遇易塌、易漏等复杂层段07，或者实际的复杂层段07与邻井的复杂层段并不在同一个位置，使得预先设计的钻井方案并无法有效封隔复杂层段07，导致实钻时出现压力体系难以平衡，导致划眼困难、憋顶驱、憋泵，井壁连续垮塌等复杂事故，无法采用常规技术钻达目的层。例如，图1中示出的井身结构，在实钻过程中，在钻至三开位置时就遇阻，井壁垮塌，划眼困难。经分析三开2890～2950m的层段为低压易漏易垮的复杂层段07，上述预先设计的钻井方案将无法顺利钻至目的层。

针对上述情况，现有的技术是用不同直径的钻头钻进，并以不同尺寸的套管层层封固地层或利用注水泥塞的方法永久性封固复杂层段07，以确保向更深的地层钻进。但是，现有中的方法存在如下缺点，具体如下：

首先、对于以不同尺寸的套管层层封固的方法来说：

由于实际施工现场中实际配备的套管有限，一般主要配备预先设计的钻井方案中所涉及到的各套管，若想临时增加其他尺寸的套管基本都需要向其他场地调用，而且涉及更改套管层次的情况实际申报流程也较为复杂，整个调借和申报流程会耽误较多的时间。因此，为了尽量不影响工作进度，现有技术中会直接先利用Φ139.7mm的第三开套管06来封隔复杂层段07，且下入第三开套管06对复杂层段07封隔后进行固井的阶段需要一定的凝固周期，一般需要3天左右。由于原来的第三开套管06被占用，因此，还需要对原第三开井层段所需下入的套管进行重新设计并更改套管层次，利用凝固周期的此时间段可以向其他场地调用新设计的套管以及流程申报工作。

此种方式由于将预先设计方案中的第三开套管06作为封隔复杂层段07来用，这就把套管层次由原来的三开临时更改为了四开，还需要临时增加设计尺寸比第三开套管06尺寸小的第四开套管。