一种多分支井钻完井管柱及施工方法技术

本发明专利技术公开一种分支井眼完井管柱，包括自下而上依次设置的引鞋、筛管、密封总成、锚定总成和导向总成；密封总成包括通过螺纹依次连接的第一接箍、中心管、阀头和密封管，第一接箍用于连接锚定总成，密封总成通过第二接箍与筛管连接；密封管内设有可溶性密封结构；中心管外套设有胶筒密封结构；锚定总成包括依次连接的下接头、支撑管和导斜体，下接头与第一接箍密封连接，导斜体的下部连接有可外展撑开锚定的锚爪，支撑管外设有液缸套，液缸套与支撑管间布置作用于锚爪的活塞，且支撑管的管壁上布置有传压孔；导向总成包括插装在导斜体内并与支撑管连通的倒扣杆，倒扣杆的上部螺纹连接有上接头。本发明专利技术还公开了上述分支井眼完井管柱的施工方法。施工方法。施工方法。

【技术实现步骤摘要】
一种多分支井钻完井管柱及施工方法


[0001]本专利技术涉及石油开采领域，特别涉及一种多分支井钻完井管柱及施工方法。

技术介绍

[0002]多分支井是指在一个主井眼中钻出多个进入油气藏的分支井眼，主井眼可以是直井、定向井或是水平井，分支井眼可以是定向井或水平井。多分支井技术对于油藏开发而言，有助于制定合理的开发方案，以较低的成本有效开发多目的层的油藏，同时，各分支井眼享有共同的井口及上部井段，可以大大降低钻井成本、减少土地占用并有利于环境保护，是油田开发实现少井高产的有效措施技术。
[0003]多分支井主要有两种：一种是以分支井为完井目的的新钻井，另一种是从现有老井筒中侧钻多分支井，目前约大多数分支井主要采用老井侧钻方式形成分支井眼，该工艺一般有三种方法实现侧钻，一种方法是段铣一段套管打水泥塞，然后在段铣段定向造斜钻进形成分支井眼；一种方法是在套管内下入导斜器，利用铣锥磨铣套管开窗，之后造斜钻进形成分支井眼；另一种方法是下入专用导斜开孔器，利用小型钻头在套管壁上冲孔或钻孔形成孔眼，之后下入带有水力喷射钻头的柔性软管，利用高压水射流冲蚀地层，引导软管向前延伸形成分支井眼。以上分支井技术特别适用于老油田挖潜剩余油或完善注采井网，但是在新钻的裸眼井无法实施。
[0004]在裸眼井中侧钻分支井眼一般采用悬空侧钻法和打水泥塞侧钻法，悬空侧钻法对老井眼井斜要求高(45
°
以下井斜侧钻难度大)，且井壁易失稳；打水泥塞侧钻法需要在裸眼打80～100m长的水泥塞，占用原井眼长度大，水泥浆污染地层，并且水泥塞候凝时间长，增加钻井周期和成本。
[0005]申请号CN96195731.X的中国专利公布了一种钻井及完成多分支井的装置及方法，主要涉及一种通过分离的套管进行钻井及完成多分支井的装置和方法，其基本原理是在同一个大尺寸的表层套管或技术套管底部直接钻出两个小井眼，后期完井时下入类似“裤叉”状的井眼回接密封装置，将两个小井眼的完井套管合并回接至上层套管中，形成一个井口；或者直接将两个小井眼的完井套管均回接至井口，形成两个井口分别开采。但该技术存在以下问题：
①
受表层套管或技术套管尺寸的限制，最多在主井眼中能钻出2～3个小井眼；
②
该技术完井装置复杂，技术难度高，后期投产或作业措施也较为复杂；
③
该技术长期被国外公司垄断，施工成本高，不适合在国内油田开发中推广应用。
[0006]申请号2005101079384的中国专利公布了一种新型的多分支井钻完井方法，该专利技术和《石油勘探与开发》第36卷第6期发表的技术论文“基于膨胀管定位系统的多分支井钻完井技术”为同一种技术，其工艺原理是：先打主井眼，之后在主井眼中下套管固井，下入膨胀管定位装置和导斜器，在套管中开窗侧钻分支井眼，在分支井眼中下套管固井，之后下入套铣工具将主井眼内的固井丢手工具、尾管重叠段及导斜器套铣回收，将膨胀管定位装置留在主井眼内，依此原理可以侧钻多个分支井眼。该技术存在以下问题：
①
需要在主井眼中下套管固井，一方面增加套管成本和水泥成本，增加钻井周期，一方面注水泥固井污染
油气藏，影响储层渗透率，不利于后期投产，另一方面如果是疏松砂岩油藏采用套管固井完井，后期投产需要射孔进行管内防砂，增加作业成本和作业周期；
②
该技术工艺复杂，侧钻分支井眼前要进行膨胀管定位作业，再下入导斜器，分支井眼完井后还需要下入套铣钻具回收导斜器，施工工序多，钻完井周期长。
[0007]申请号2018108174419的中国专利公布了一种多分支井裸眼完井方法，其技术原理与上述专利技术类似，与之不同的是主井眼实施三开裸眼完井，每个分支井眼实施二开裸眼完井，每完成一个分支井眼都要下入可钻桥塞实施暂堵，打完所有分支井眼后钻除各个可钻桥塞。该技术实施裸眼完井可以避免水泥浆对油气藏的污染，但仍具有以下问题：主井眼及每个分支井眼增加一个开次的钻井工序，大幅增加了钻井成本，延长了钻井周期；下可钻桥塞封堵和钻除桥塞的工序复杂，同样也延长了钻井周期；各个井眼采用裸眼完井只能适用于不出砂的油藏类型，对于出砂油藏无法实施防砂措施，并且井眼易坍塌。
[0008]申请号为2014101750077的中国专利公布了同步多分支径向水平井完井方法及工具，其基本原理为：完井时使用预留孔眼套管进行固井，预留的孔眼由内滑套关闭，在径向钻孔前下入工具依次打开全部预留孔眼，之后下入高压软管夹持器加持的多股高压软管，分别对准预留孔眼，由高压软管前端的水力喷嘴利用高压水射流喷射出多个分支井眼。申请号为2018104056894的中国专利公布一种喷射自进式多分支小井眼完井工具及操作方法和申请号为2019108565826的中国专利公布了多分支水力喷射径向钻井管柱及钻井方法均采用软管配合水力喷头通过水射流形成分支井眼，与申请号为2014101750077的专利原理相似，该类技术存在以下问题：利用这种射流喷射破岩形成的水平井井眼直径较小、孔道不规则并且由于软管的原因，水力喷射钻头前进轨迹不可控，形成的井眼轨迹也不规则，不能测量井眼轨迹，缺少适用的完井技术，出砂油藏不能防砂，井眼因为没有支撑也容易坍塌闭合，产量递减较快。
[0009]申请号为2019105335273的中国专利公开一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法，虽然采用涡轮带动挠性轴和钻头旋转破岩钻进的方式，但同样存在井眼直径较小、孔道不规则、前进轨迹不可控、不能测量井眼轨迹、缺少适用的完井技术、井眼易坍塌闭合等问题。

技术实现思路

[0010]为克服现有技术存在的问题，本专利技术提供一种多分支井钻完井管柱及施工方法，在新钻井眼中以低成本的钻井方式钻出多个分支井眼，并配套完井工艺，扩大分支井技术的应用领域，达到少井高产的开发效果。
[0011]一种分支井眼完井管柱，包括自下而上依次设置的引鞋、筛管、密封总成、锚定总成和导向总成；
[0012]所述密封总成包括通过螺纹依次连接的第一接箍、中心管、阀头和密封管，所述第一接箍用于连接锚定总成，所述密封总成通过第二接箍与筛管连接；所述密封管内设有可溶性密封结构；所述中心管外套设有可形变的胶筒密封结构；
[0013]所述锚定总成包括依次连接的下接头、支撑管和导斜体，所述下接头与第一接箍密封连接，所述导斜体的下部连接有可外展撑开锚定的锚爪，所述支撑管外设有液缸套，所述液缸套与支撑管间布置作用于锚爪的活塞，且支撑管的管壁上布置有传压孔；
[0014]所述导向总成包括插装在导斜体内并与所述支撑管连通的倒扣杆，倒扣杆的上部螺纹连接有上接头。
[0015]本专利技术中，分支井眼完井管柱(自下而上)：引鞋+筛管+密封总成+锚定总成+导向总成+送入钻具。末支分支井眼完井管柱(自下而上)：引鞋+筛管+盲板+密封总成+注水泥总成+套管(至井口)。
[0016]本专利技术中，筛管可以是一根或多根，根据防砂需要，优选的，所述筛管为打孔筛管、割缝筛管或复合精密滤砂管；所述密封总成为一组或串联的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分支井眼完井管柱，其特征在于，包括自下而上依次设置的引鞋、筛管、密封总成、锚定总成和导向总成；所述密封总成包括通过螺纹依次连接的第一接箍、中心管、阀头和密封管，所述第一接箍用于连接锚定总成，所述密封总成通过第二接箍与筛管连接；所述密封管内设有可溶性密封结构；所述中心管外套设有可形变的胶筒密封结构；所述锚定总成包括依次连接的下接头、支撑管和导斜体，所述下接头与第一接箍密封连接，所述导斜体的下部连接有可外展撑开锚定的锚爪，所述支撑管外设有液缸套，所述液缸套与支撑管间布置作用于锚爪的活塞，且支撑管的管壁上布置有传压孔；所述导向总成包括插装在导斜体内并与所述支撑管连通的倒扣杆，倒扣杆的上部螺纹连接有上接头。2.根据权利要求1所述的分支井眼完井管柱，其特征在于，所述筛管为打孔筛管、割缝筛管或复合精密滤砂管；所述密封总成为一组或串联的多组；所述可形变的胶筒密封结构为扩张式胶筒密封结构、压缩式胶筒密封结构或遇油/遇水膨胀胶筒密封结构。3.根据权利要求1所述的分支井眼完井管柱，其特征在于，所述可溶性密封结构包括布置在密封管内的球座，并与密封管通过剪钉固定；所述球座内具有一锥形密封面，与球配合形成密封。4.根据权利要求2所述的分支井眼完井管柱，其特征在于，所述胶筒密封结构包括套设在中心管上的内胶筒，内胶筒外表面均匀排列的支撑片，和套装在支撑片外的外胶筒；所述内胶筒的上端与中心管外的调节环和硫化头硫化并形成密封，内胶筒的下端与阀头和硫化头硫化形成密封；所述支撑片的上下两端分别固定在与调节环和阀头螺纹连接的端环上；所述外胶筒的上下两端也分别与调节环和阀头螺纹连接的端环硫化密封。5.根据权利要求4所述的分支井眼完井管柱，其特征在于，所述调节环、内胶筒的内表面、阀头和中心管的外表面之间形成密封空间，通过液压向外膨胀胶筒总成，该密封空间通过阀头内部的进液通道与管柱内部空间连通；所述进液通道由阀头上的进液阀、止回阀和关闭阀控制进液动作。...

【专利技术属性】
技术研发人员：田启忠，黄豪彩，文庆斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：