The extending length calculation of hydraulic drive non-metallic completion screen pipe running into ultra-short radius horizontal well

Focusing on the extending length restriction of the completion screen pipe resistance running into ultra-short radius horizontal well,this paper proposed technology of hydraulic drive completion tubular string running into ultra-short radius horizontal well.Innovative hydraulic drive tools and string structure are designed,which are composed of guide tubing,hydraulic drive tubing and non-metallic completion screen pipe from inside to outside.A novel mechanical-hydraulic coupling model is established.Based on the wellbore structure of an ultra-short radius horizontal well for deep coalbed methane,the numerical calculations of force and hydraulic load on tubular strings were accomplished by the mechanical-hydraulic coupling model.The results show that the extending length of completion tubular string with the hydraulic drive is 17 times that of conventional completion technology under the same conditions.The multi-factor orthogonal design is adopted to analyze the numerical calculations,and the results show that the extending length of the completion tubular string is mainly affected by the completion tubular string structure and the friction coefficient between the non-metallic composite continuous screen pipe and the wellbore.Two series of hydraulic drive completion tubular string structures suitable for ultra-short radius horizontal wells under different conditions are optimized,with the extending limits of 381 m and 655 m,respectively.These researches will provide theoretical guidance for design and control of hydraulic drive non-metallic composite continuous completion screen pipe running into ultra-short radius horizontal wells.

超短半径辐射分支水平钻井技术在韦5井的应用

为提高产量、完善扩孔和钻进等工艺措施,决定利用辐射分支水平井技术对韦5井进行改造。为确保该井的安全快速完钻,从减小扩眼扭矩防止钻具憋跳入手,研制了单轴牙轮液压伸缩式扩眼器;对转向器系统的高压密封可靠性和钻管再入可靠性等都进行了改进,实现了转向器一次下井可完成尽量多的水平井段的钻进任务;射流钻头采用固定式导流叶轮,在钻头无旋转部件前提下实现射流旋转,通过控制射流旋转程度来满足射流扩展和钻大直径孔眼的需求。钻井结果表明,大直径扩孔和水平钻进工艺有了突破性进展;转向器工具一次下井连续钻出了3个分支井眼。韦5井是国内单井眼长度最长、水平分支井眼数量最多和钻井周期最短的一口井。韦5辐射钻井的成功再次展示了超短半径辐射分支井钻井技术的应用前景和潜力。

径向水平井钻杆截面的塑性变形及轴向受力分析

径向水平钻井技术是开发油田的一种新技术，钻杆在经过斜向器时曲率半径反复变化，钻杆处于应力—塑性应变状态。钻杆截面变形量大小及斜向器弯道阻力的大小对能否正常钻进至关重要。分析了钻杆截面的应力—应变关系，在假定钻杆为理想刚塑性材料的条件下，推导出了钻杆截面的长、短轴极限变形量及钻杆转弯时的阻力计算公式，分析了滑道摩擦系数、射流反力对阻力的影响，从三种条件下公式的计算结果与实验对比中可证明这些公式的正确性，对斜向器的设计和钻杆的选材以及确定实际钻进的工作参数具有指导意义。

超短半径径向水平井抽采煤层气渗流规律的数值模拟

为得到超短半径径向水平井开采煤层气过程中的气体渗流规律以及进行产量预测,在基本假设条件下,建立了径向水平井开采煤层气的固流耦合渗流数学模型;在一定的边界条件及初始条件下,利用Matlab软件进行编程计算后,得到直井和不同数目分支径向水平井开采煤层气1000天后的压力场、速度场和气产量变化规律。数值模拟结果表明,在一定的生产区域和开采时间,随着径向水平井分支数目的增加,煤储层压力下降范围更广,气体流速场干扰加强,压力漏斗降大面积扩展,煤层气有效供气区及解吸面积大幅增长,煤层气解吸能力及稳产能力加强,煤层气产量大幅度增加;同时,气产量增幅随着井筒分支数目的增加而下降,分支井数目理论上应存在一个最优值。模拟结果显示了超短半径径向水平井技术开采煤层气的有效卸压作用,对煤层气工业增产技术的选择和钻孔方案的布置具有重要的理论指导意义。

中原油田超短半径径向水平井技术研究及应用

超短半径径向水平井技术能使老井复活,大幅度提高油井产量和原油采收率,是油田老井改造、油藏挖潜和稳产增产的有效手段之一,尤其适合于薄油层、垂直裂缝、稠油、低渗透等油藏的开发。卫2-径46井是中原油田第一口实现非锻铣套管开窗的超短半径径向水平井,该井面临无施工经验可借鉴、地层存在不确定性等因素,通过对套管开窗、钻水泥环、水力射流钻进等各环节的工艺控制,使得钻井施工得以顺利完成。该井的顺利实施,为油田开采地层剩余油、挖潜增效、提高采收率提供了一条新的技术途径。

旋流自进式钻孔技术在瓦斯抽放中的应用研究

介绍了超短半径径向水平钻井系统的组成、旋流自进式钻头的结构及工作原理;分析了旋流自进式钻孔技术的破岩机理、钻进过程、钻进力、成孔直径和钻进深度。旋流自进式钻头应用于径向水平钻井技术,可以同一垂直孔中在不同煤层内完成多个水平钻孔,大幅度提高了瓦斯的抽放效率。

短半径径向水力喷射在非均质油藏的应用

短半径径向水力喷射是最近几年在国际上刚刚兴起的一种油层改造从而增产、增注的新技术。对于提高油层的导流能力,改善纵向上和平面上的油层动用状况有着显著的作用。增产增注原理有两个方面:一是穿透污染带沟通井筒与剩余油富集区;二是形成类似与水平井的作用。通过论述此项技术在非均质油藏先导性应用情况,讨论了增产机理、施工过程、先导区油井实施情况及效果分析。