径向钻井技术应用与效果
古老钻井技术的奇葩——径向钻井
古老钻井技术的奇葩——径向钻井作者：激扬来源：《石油知识》 2015年第3期激扬什么是径向钻井技术径向水平井是指曲率半径远比常规的短曲率半径水平井更短的一种水平井，也称之为超短半径径向水平井。
新型径向钻井技术可在7英寸套管中完成从垂直转向水平，避免用常规的大曲率半径、中曲率半径和短曲率半径方法钻水平井所需要的频繁造斜、定向和复杂的井眼轨迹控制等工艺过程，保证水平井准确地进入目的层；同时该技术在钻水平井眼时采用高速射流侵蚀储层的破岩方式取代传统的旋转机械破岩方法，避免了传统方式的施加钻压和旋转钻杆带来的一系列问题，提高了钻井效率。
径向钻井技术可在一个储层平面钻出多个径向水平井眼，这些水平井段长度可达100米，井眼直径超过50毫米，大幅增加了油井泄油面积，使油气井产量、开采速度和单井控制储量大幅提高，从而达到了“少井高产”、降低吨油成本的目的，是提高低渗透油气藏经济开采的重要手段。
与传统增产技术相比，径向钻井技术具有作业费用低、时间短和效率高等优势。
此外该技术还可用于老油井、边际油藏、薄油层和煤层气的开采。
开展提高低渗透油田单井产量径向钻井技术的研究，对提高我国低渗透油气井单井产量、提高开采经济效益、降低吨油成本具有重要的意义。
美国Petrolphysics公司于20世纪70-80年代研制的径向水平钻井系统是早期径向钻井技术的代表。
该技术完成径向钻井作业所需的主要设备包括地面钻机、钢缆卡车、压裂车、高压油管、套管段铣钻头、扩眼钻头、井下锚定系统和斜向器、高压射流喷头等。
该技术完成径向钻井作业可分为以下四步：(1)套管段铣。
通过钻杆将套管段铣钻头下入待钻深度，启动地面设备将套管铣出一段满足下入斜向器要求的长度，起出套管段铣钻头。
(2)扩眼。
将扩眼钻头与钻杆相连，将扩眼钻头下入已铣过的井段，启动地面设备，进行扩眼，扩眼井段长度等于或略小于被铣套管长度，完成扩眼工序后，起出钻头；一般扩眼要分多步进行，最终使井眼直径大于600毫米。
某钻探公司径向钻井技术
某钻探公司径向钻井技术引言径向钻井技术是一种现代化的钻探技术，在石油和天然气勘探开发中得到了广泛应用。
某钻探公司作为钻探领域的领导者，致力于研发和应用最先进的钻井技术。
本文将介绍某钻探公司的径向钻井技术，包括其原理、优势和应用范围。
原理某钻探公司的径向钻井技术基于以下原理：通过改变钻头的方向，使其不仅能沿着垂直方向下钻，还能以一定角度进行水平钻进。
这种钻井方式可以有效地增加井底水平段长度，提高油气井的产能。
该技术实现的关键是使用特殊的钻具，如趋向控制钻头和导向器。
趋向控制钻头可以根据需要进行方向调整，而导向器则可确保钻头始终保持在预定的钻进角度。
优势某钻探公司径向钻井技术相对于传统的垂直钻井具有以下优势：1.提高油气井的产能：径向钻井技术能够增加井底水平段长度，从而增加油气井的开敞面积，提高产能。
2.减少井的数量：通过增加井底水平段长度，径向钻井技术可以实现更多的储层开采，从而减少需要打井的数量。
3.减少环境影响：相较于传统的垂直钻井方式，径向钻井技术能够减少井井相连区的占地面积，降低对环境的影响。
应用范围某钻探公司的径向钻井技术在以下领域应用广泛：1.石油勘探开发：径向钻井技术可用于增加油井的产能，提高开采效率，降低勘探开发成本。
2.天然气开采：径向钻井技术可以应用于天然气井的开采，提高天然气井的产能和经济效益。
3.水井建设：径向钻井技术可以用于建设水井，提高水资源的获取和利用效率。
结论某钻探公司的径向钻井技术通过改变钻头的方向，实现了垂直和水平钻进的组合方式。
该技术具有提高油气井产能、减少井的数量、降低环境影响等优势。
广泛应用于石油勘探开发、天然气开采和水井建设等领域。
某钻探公司将持续优化技术，提供更高效、可持续的钻井解决方案。
径向水平井技术发展及工具特点
径向水平井技术发展及工具特点刘平全【摘要】径向水平井技术可以向储集层沿径向钻出长达50～100 m的生产流道,有效穿透泥浆污染带,成倍增加泄油面积,以提高油气单井产量.该技术通过转向器实现钻井轨迹由垂直到水平的位置转换,采用螺杆马达带动万向节及铣刀旋转,对油层套管实施开窗,然后下入喷射软管和喷射钻头,利用水力破岩机理,对油层实施喷射钻进.应用结果显示,该水力喷射钻进技术适用于松软地层,对硬地层钻进效果差.国外Max PERF径向钻孔技术,采用半刚性钻杆+金刚石钻头切削破岩钻进方式,对硬地层钻进具有明显优势,是径向水平井技术领域的发展趋势.%Ultra Short Radius Drilling System (USRDS) can drill up to 50 m to 100 m perforation into the reservoir along the radial direction from wellbore,in order to penetrating the mud belt and increasing the drainage area for improving the production of well.The USRDS Transited the drilling trajectory from vertical to horizontal by diverter and the screw motor and Cardan shaft driving the milling cutter to drill a hole of the oil casing,then the injection hose and the jet bit is putted into the well and drilled into the oil layer by hydraulic jetting.According to the results of application,the hydraulic drilling was effectively in soft formation but hard formation.The maxperf drilling system was introduced which was consisted of semi-rigid drillpipe,diamond bit and so on it has a more significant effect on hard formation.It will be the future trend of USRDS.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2018(047)001【总页数】5页(P23-27)【关键词】径向水平井;技术;工具【作者】刘平全【作者单位】长城钻探工程有限公司工程技术研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE921在钻完井及修井等过程中，地层不可避免地都将受到钻井液及固井水泥浆的伤害，造成近井地带渗透率下降，形成污染带。
径向钻孔介绍201604
胜利工程公司钻井院
二、径向钻孔技术研究进展
套管钻孔试验
钻孔试验
胜利工程公司钻井院
二、径向钻孔技术研究进展
水力喷射钻进技术及工具
作用：地层喷射钻进 组成：高压软管、喷头
胜利工程公司钻井院
二、径向钻孔技术研究进展
水力喷射钻进技术及工具
喷头
要求：破岩能力、自进能力。 设计：喷孔数量、喷距、等速核覆 盖面积、角度等； 类型：单孔喷头、多孔喷头、旋流 喷头、旋转喷头等多种类型的喷头。
技术指标
适用井斜0°-30°； 地层喷射进尺最深达100m，套管孔直径 27mm，喷射直径50-100mm的井眼； 适用环境温度小于125℃； 适用地层：中硬以下地层。
胜利工程公司钻井院
一、径向钻孔技术现状
加拿大Penetrators公司
1990年，径向钻孔技术开始在现场应用； 1993年，推出了喷嘴固定喷射的升级产品；
二、径向钻孔技术研究进展
喷射破岩与钻进试验
喷头自进试验
目的：为了试验喷头的自进能力。 结果：在压力30MPa，30L/min排量条件下，在喷射钻头的牵引下， 高压软管能够前进60m以上。
胜利工程公司钻井院
二、径向钻孔技术研究进展
喷射破岩与钻进试验
破岩试验
喷头类型：喷头有前单孔后多孔，前后多孔、带旋流等多种类型。 结果：综合考虑排量、压力、喷射效率等因素，多孔喷头较适合
胜利工程公司钻井院
汇报内容
一、径向钻孔技术现状 二、径向钻孔技术研究进展
三、径向钻孔技术应用情况
四、径向钻孔施工工艺
胜利工程公司钻井院
二、径向钻孔技术研究进展
关键技术：套管开窗+水力喷射
径向水力喷射钻井技术
汇报内容
工作原理简介
设备及工具
工艺动画演示
主要特点及性能
适用范围
现场应用及效果
适
用
范
围
煤层
砂岩
平面发育 均质性好
厚度2m 以上 上下隔层 发育良好
适用
泥页岩
地层
泥质粉 砂岩
碳酸岩 油水气 分布清楚
产层 要求
出砂 不严重 断层 清晰
适 用 范 围
适用井况
油层井深 3000m内
油层套管 是单层
套管尺寸 41/2″以上
华侧 182-19 庆侧 108 华20111 南9-15 华77-5
1528.31529.3 1653.82 13231324 1313 12821284
3
2 6 3 4
71.07 93.02 72.73 63.34
0.98 1.00 0.39 1.61
56 75 87 74.8
1.87 3.38 2.21 2.87
径向水力喷射钻井技术
技
术
简
介
*工作原理简介
*设备及工具
*工艺动画演示
*主要特点及性能 *应用范围 *现场应用及效果
技
术
简
介
原理概述
用小钻头在 油层部位的套管上开 27mm的窗口；
喷射水平钻井井身结构示意图
使用带喷嘴的12.7mm软管， 借助高压射流的水力破岩 作用在油层中的不同方向 上钻出多个（直径达 38~50mm、长度100m左 右)的小井眼。
水射流钻进与射孔炮眼对比示意图
技
术
简
介
地面模拟试验效果
套管开窗孔眼
岩心喷射孔状
技术简介
工作原理简介
径向井技术在西15—5.4井中的应用
径向井技术在西15—5.4井中的应用摘要：西15-5.4井是长城钻探工程院自主研发的径向井技术在吉林油田施工的一口井，该井在井深459m-463.2m处钻出5个50m长的径向井眼。
介绍了该技术的工艺原理、技术特点、主要设备组成，及其在西15-5.4井新井完井中的应用情况。
该技术具有周期短、成本低优势，可以替代部分常规射孔、酸化、压裂、侧钻和小井眼钻井等增产措施，在老区挖潜、低渗油藏开发等方面具有广泛的应用前景。
关键词：径向井水力射孔新井完井随着油田开发，地层压力越来越低，产能逐渐降低，目前尚没有有效的根本解决方法。
采用径向井技术能在地层里钻出长度50～100米且直径更大的泄油孔道，在生产层中创造一个更大的供油面积，可穿透井眼的污染区域，从而改善地层渗透性，提高孔渗参数，见图1。
径向井具有周期短、成本低的优势，主要用于新井完井及老井改造，是提高油气单井产量的增产措施。
目前常规增产措施包括酸化和压裂等强化方法，不能控制措施处理的方向，如酸化液可能流入不需要处理的高产层，并且如果破坏套管壁周围的水泥环，还可能引起井的层间串槽。
径向井技术可以替代部分常规射孔、酸化、压裂、侧钻和小井眼钻井等增产措施，具有可定向和可定深的特性，可以挖掘难开采及无法开采的死油区的潜力，对受效差层或差井进行改造。
既可用于新井完井，又可用于老井改造及打通井底附近的各类地层伤害。
图1 径向井采油示意图一、径向井技术1.工艺原理径向井技术的原理就是在油层部位利用专用工具在套管上钻出一个28mm 左右的孔，然后下入喷射工具，利用50～70MPa压力的高压水力射流，通过喷头的破岩作用，在油层中的不同方向上钻出多个直径30～40mm、长度50～l00m 的径向水平小井眼[1]，从而增加原井眼的泄流半径，进而达到增加原油产量的目的，见图2。
套管开孔地层高压喷射图2 径向井工艺原理2.技术特点2.1具有定深度、定方位、穿透深度长、无污染等优点，可以准确对目的油层部位进行有目标的增产挖潜；2.2施工仅需小修作业机配合下入套管开孔工具，工艺快捷，成本低；2.3可应用于新井完井、老井二次完井、近井油层处理、调剖注水、深层酸化等。
径向水力喷射钻井油气田增产技术
2、国外情况：
1995年，美国人Carl申请了一 项专利，揭示了自驱动径向水力 喷射钻孔技术结构原理与方法， 1999年，该技术首次进入油田试 验，2006年开始向世界推广。
径向水力喷射油藏改造技术
二、国内外技术现状
技术成本情况 地面设备与井下工具
Recompletion公司产品
阿根廷
18
216
0
0 390 0
0
81%
优化
碳酸盐 俄罗斯 50 1277 0
0 3321 0
0
160% 长期合同
碳酸盐 俄罗斯 1 11
0
0
132 0
0 1200%
酸化
砂岩
智利
1
0
0
144
0
0 611 324%
注水
径向水力喷射油藏改造技术
七、目前技术状况
1、井下工具系统与通用作业工艺
已经完成自驱动径向水力喷射钻孔油藏改造技术井下 工具全部准备和通用作业指导书（通用工艺设计），具备 随时下井条件。
工艺复杂，成本高。
径向水力喷射改造油藏技术
二、技术目的
旨在克服上述技术 各种缺点，在油气层 实施高压水力喷孔技 术，增大射孔深度和 油气井采油半径，改 善油藏生产条件，从 而增加油气井采收率
和单井产量。
3-90米
径向水力喷射油藏改造技术
三、国内外技术现状
1、国内情况 空白状态
径向水力喷射油藏改造技术
径向水力喷射油藏改造技术
四、结构原理与技术特点
1、结构原理 2、技术特点
结构组成
第2支喷孔
三分支导向器
第3支喷孔
1000型压裂车 锚定器
高压水力喷射径向钻井技术分析
高压水力喷射径向钻井技术分析作者：许艳东来源：《中国新通信》 2017年第18期随着社会的高速发展，我国的石油能源供应日渐紧张，我国的老油气田开采工程逐渐进入了后期，无法保障稳定的产量，根据最新探明的油气田储量，许多油气田都为低孔、低流度比以及低渗透率，开采石油非常困难。
根据相关调查研究发现，我国的煤层气资源非常充沛，在全世界居于前三的位置，但这些煤层气资源大多分配在特低渗和低压环境下，采用传统的开采技术无法达到良好的开采效果，开采起来也比较困难。
在中共中央“十三五”规划中明确指出把地热资源作为我国的重要清洁能源，然而在水力压裂中仍然面临造缝等问题。
基于此，必须加强对油田挖掘、增产增注技术的研究，采用先进的油田开采技术，才能创造更大的经济效益。
一、高压水力喷射径向钻井技术的相关概述目前，在油田钻井工程中，使用比较普遍的钻井技术就是高压水力喷射径向钻井技术，其主要运用各种工具设备来进行钻井施工，在目的层部位来进行套管开窗，然后利用带喷嘴的柔性软管来进行喷射工作，柔性软管喷射出高压水流，对岩层产生破坏，进而达到钻井施工的目的。
钻出的小井眼水平井的直径大多为30 至50 毫米之间，长度最远可以达到100 米左右，从而让井眼和油藏之间的接触面积显著扩大，大大提升了单个油井的产量以及控制储量。
高压水力喷射径向钻井技术相对于传统的增产技术而言，具有显著的优势。
1、技术的工艺流程。
在高压水力喷射径向钻井技术出现的早期，需要在完成磁定位之后，在开窗的位置完成锻铣扩孔，所以导致近井带的储集层受到损害。
近几年以来，我国的科学技术高速发展，逐渐产生了非扩孔式径向喷射钻井技术，这种钻井技术不会对井壁附近的储集层产生破坏，而且采用这种径向钻井技术，能够合理运用高压水力喷射钻头，通过导向器来进行引导，使高压射流充分发挥破坏岩层的功能，从而在油层的各个深度和方位下钻出多种不同的辐射形状径向井眼，满足钻井施工的技术要求。
2、主要设备工具。
超短半径径向水平井技术介绍
径向水平井技术简介长城钻探工程技术研究院一、技术概要径向水平井技术是近年发展起来的一项新技术；技术原理在油层部位钻孔，利用高压水力破岩作用在油层中的不同方向上钻出多个径向水平井眼，从而增大泄油面积，有效提高储层动用程度及最终采收率。
长城钻探工程技术研究院经过三年研究攻关，突破了套管钻孔和喷射钻进等核心技术，采用全部自主研发的工具，成功进行了三口井试验。
形成了自主知识产权超短半径径向水平井工具系统。
试验井产液量平均增加2倍以上，显示了该套技术良好的应用前景。
超短半径径向水平井示意图二、技术需求大部分老油田已进入开发的中后期，面临以下问题：1）单井产量逐年下降；2）大量的剩余储量不能被有效开采；3）低品位油气藏达50%以上。
三、技术优势径向水平井是低成本提高单井产量有效的一种技术手段，具有以下几方面优势：1）直井改造，节省建井成本；2）小修作业机配合施工，成本低；3）直井管理，生产、配套、维护成本低。
四、技术特点1、增大采油半径，提高采收率各分支径向喷射长度达50～100m。
单井的采油半径大大增加，油井的采油速度及最终采收率都将得到提高。
国外应用效果表明，该技术增油效果明显，增加产量一般在50%～500%。
主要应用于以下几方面：1）可增大生产层供油面积2）可穿透井眼污染区域3）可改善地层渗透性4）可改善注水效果5）可降低底水锥进速度2、施工成本低，周期短1）地面设备体积小，运行成本低需小修作业机即可满足施工作业2）对套管无破坏套管不需要段铣、不需完井五、适用范围1、主要适用井况1）新井完井2）老井二次完井3）油井解堵4）注水井解堵2、适应油层1）适应的地层主要是中高压中低渗油层，如砂岩、泥质粉砂岩、泥页岩等具有一定孔隙及层理的沉积地层，同时也适用于灰岩油层、煤层。
2）油层应具有一定的厚度，一般有效厚度应大于2米，且油层平面较为发育，均质性较好3）油层油水分布情况清楚4）油层上下隔层发育良好5）井筒状况良好6）油层不存在严重的出砂现象六、施工需要的主要地面设备及井下专用工具1、作业机1台（21米）2、400型水泥车1台3、Φ73mm油管(建议使用外加厚油管)4、供水罐车1台5、高压泵等6、井下专用工具：钻孔工具系统、喷射工具系统等七、主要技术指标1、套管钻孔孔径：φ25mm2、地层水平井眼孔径：φ30mm～φ50mm3、水平距离：30～50m八、目前能够施工井型1、油层套管尺寸：5 1/2″2、井深3000米3、套管内通径≥118mm4、井斜不大于30度。
超短半径径向水平井技术介绍
技术特点1、增大采油半径，提高采收率各分支径向喷射长度达50～100m。
单井的采油半径大大增加，油井的采油速度及最终采收率都将得到提高。
国外应用效果表明，该技术增油效果明显，增加产量一般在50%～500%。
主要应用于以下几方面：1）可增大生产层供油面积2）可穿透井眼污染区域3）可改善地层渗透性4）可改善注水效果5）可降低底水锥进速度2、施工成本低，周期短1）地面设备体积小，运行成本低需小修作业机即可满足施工作业2）对套管无破坏套管不需要段铣、不需完井五、适用范围1、主要适用井况1）新井完井2）老井二次完井3）油井解堵4）注水井解堵2、适应油层1）适应的地层主要是中高压中低渗油层，如砂岩、泥质粉砂岩、泥页岩等具有一定孔隙及层理的沉积地层，同时也适用于灰岩油层、煤层。
2）油层应具有一定的厚度，一般有效厚度应大于2米，且油层平面较为发育，均质性较好3）油层油水分布情况清楚4）油层上下隔层发育良好5）井筒状况良好6）油层不存在严重的出砂现象六、施工需要的主要地面设备及井下专用工具1、作业机1台（21米）2、400型水泥车1台3、Φ73mm油管(建议使用外加厚油管)4、供水罐车1台5、高压泵等6、井下专用工具：钻孔工具系统、喷射工具系统等七、主要技术指标1、套管钻孔孔径：φ25mm2、地层水平井眼孔径：φ30mm～φ50mm3、水平距离：30～50m八、目前能够施工井型1、油层套管尺寸：5 1/2″2、井深3000米3、套管内通径≥118mm4、井斜不大于30度。
钻井技术的综合运用及效果分析
钻井技术的综合运用及效果分析综合运用钻井新工艺、新技术，不断提高钻井质量和效率，优质高效地完成了钻井，赢得了甲方的高度认可，同时为钻井公司开拓外部市场，提高经济效益做出了积极的贡献。
标签：钻井技术；综合运用；效果分析充分利用现有设备的基础上，通过认真分析钻井地下情况，全面加强技术管理，使钻井新工艺、新技术得到推广应用，实现了降低成本，提高效益、提升质量的多重效果，在实践中获得了较好的成绩。
1 提高综合钻进效率的措施1.1 高压喷射钻井在钻井速度的提速中，应用高压喷射技术进行钻井是重要措施之一，也是钻井工艺科学化的重要标志。
我们通过合理配备钻头水眼，减少钻头对钻屑的重复切削，同时优选钻进参数，适当强化转速和钻压。
对于上部泥砂岩地层，以转速提高作为主要手段，通过深层以加大钻压为主，达到最优的水力破岩与清除岩屑效果，钻头的钻进机械钻速得到提高。
1.2 PDC+螺杆高效复合快速钻进技术PDC钻头+螺杆钻具组合在多口油井中的上部砂岩、含砂泥岩的使用和定向稳斜、降斜中的使用，明显地提高机械钻速，极大的节约了柴油，降低了成本。
PDC钻头+螺杆高效复合钻进技术的应用根据井身结构选择螺杆的型号利于定向纠斜，减少了变换井底钻具组合的次数，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，带来了可观的经济效益。
通过现场应用，对于五道翼PDC钻头使用效果更好，在部分井段使用机械钻速高达35m/h。
对部分直井段普遍使用PDC+螺杆，加欠尺寸的稳定器的定向导向系统钻进，效果明显。
同等条件下，使用PDC+螺杆要比牙轮和转盘钻的综合效益和速度要高30%左右。
1.3 配制合理的钻井液，采取预防措施，保证电测顺利针对辽河油区地层岩性特点，二开、三开使用钾铵基聚合物体系，KCL-两性金属离子聚合物防塌钻井液有着良好的抑制粘土分散和井壁稳定的作用、独特的流变性能、较强的携岩能力和较好的静止悬浮能力。
稳斜段钻进中不断补充润滑剂和聚合物胶液加入腐钾改善泥饼质量和增加泥浆抑制性，确保井眼稳定，确保施工过程的万无一失。
某钻探公司径向钻井技术
安全性
确保钻井过程中的安全 ，减少事故风险和保障
人员安全。
环保性
采用环保材料和技术， 减少对环境的污染和破
坏。
可扩展性
方案设计应具备可扩展 性，以满足未来钻井技
术的需求和发展。
技术实施流程
地质勘查
进行地质勘查，了解地下岩层结构、 地质构造和地下水情况。
02
钻井设计
根据地质勘查结果，进行钻井设计， 包括井位选择、井身结构和钻井液选 择等。
技术创新与合作机会
自主创新
01
公司将继续加大自主创新力度，积极探索新的径向钻井技术和
工艺，提高核心竞争力。
合作共赢
02
公司将积极寻求与国内外企业和研究机构的合作机会，共同推
进径向钻井技术的发展和应用。
产业联盟
03
参与或发起成立相关产业联盟，加强行业交流与合作，推动径
向钻井技术的普及和应用。
PART 05
径向钻井技术起源于20世 纪80年代，最初是为了解 决石油和天然气开采中的 一些问题。
发展
随着技术的不断进步和应 用领域的扩大，径向钻井 技术得到了不断的发展和 完善。
现状
目前，径向钻井技术已经 成为一种成熟的钻井技术 ，广泛应用于石油和天然 气的开采。
应用领域与优势
应用领域
径向钻井技术主要应用于石油 和天然气的开采领域，特别是 对于一些难以开采的油藏和低
某钻探公司径向钻井技术 成功案例分享
案例一：某油田的径向钻井项目
概述
某油田采用某钻探公司的径向钻井技术，成功实现了油田的高效 开发。
技术应用
通过径向钻井技术，实现了在油田内部进行定向钻井，提高了油 气的开采效率。
成果
超短半径径向水平井新技术及其在煤层气开采中的应用_张义
超短半径径向水平井新技术及其在煤层气开采中的应用张 义 鲜保安 赵庆波 鲍清英 张继东 高 颖(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)摘 要:超短半径径向水平井钻井技术是近几十年来发展起来的一项新型油田增产技术。
利用该技术在早期或老期油气井、压裂效果不好的探井以及近井地带污染/堵塞严重的已开发井中开展试验,取得了较好的增产效果,但由于转向系统、水力破岩钻头等几项关键技术问题,一直没有得到大面积的推广应用。
本文在分析常规径向水平井转向系统、破岩钻头等关键技术优缺点的同时,介绍了这几项关键技术近几年来国内外取得的新进展及其在煤层气钻井中的优势。
关键词:径向水平井 转向系统 水力破岩钻头 煤层气 旋转Study on New Technologies of Ultra -short Radius Radial HorizontalWells and Application in Coal -bed Methane DevelopmentZhang Yi ,Xian Bao 'an ,Zhao Qingbo ,Bao Qingying ,Zhang Jidong and Gao Ying(Langfang B ranc h ,R esearc h Institute of Petroleum E xploration and Development ,Petrochina ,H ebei 065007)A bstract :Ultra -short radius radial horizontal wells technology is a ne w stimulation for oil development in re -cent years .It has got a good stimulation effect in old oil or gas wells ,bad fractured wells ,and near borehole dama ge wells .However ,this technology has not been used widely due to some critical technologies 'pr oblems such as turning system ,hydraulic r ock -breaking bit ,etc .In this paper ,both pr os and cons of the critical technologies of common radial horizontal wells technology are analyzed .Meanwhile ,new progresses and advan -tages in CB M drilling of these critical technologies both home and abroad are also introduced in detail .Keywords :Radial horizontal well ;turning system ;hydraulic rock -breaking bit ;CBM ;revolving 美国的Bechtel 和Petrophsics 两家公司在20世纪80年代联合研制出利用高压水射流钻头通过特制井下转向器进行径向水平钻进的钻井系统。
径向钻井工艺
径向钻井工艺我记得有一次去油田参观，看到那些巨大的钻井设备高耸入云，仿佛是一个个钢铁巨人。
其中有一套设备正在进行一种独特的作业，旁边的技术员介绍说这就是径向钻井工艺。
当时我就被吸引住了，心里直琢磨，这径向钻井到底有啥奇妙之处呢？径向钻井工艺啊，就像是在地球这个大蛋糕里挖宝藏的新奇玩法。
一开始得先有一口主井，这主井就像是通往宝藏世界的大门，是一切的起点。
然后呢，要把专门的径向钻井装置放入主井里，这个装置就像是一个神通广大的地下小精灵。
这个小精灵带着超厉害的钻头，钻头就像是它的魔法棒。
当它启动的时候，钻头就会朝着井壁的方向开始施展魔法，也就是钻孔啦。
它可不是毫无方向地乱钻哦，而是按照事先设定好的角度和路径，这就好比小精灵有一张神秘的地图指引着它，这样才能精准地在地下开辟出合适的通道。
在钻孔的过程中，还得有高压液体来帮忙。
这高压液体就像是小精灵的得力助手，一路跟着钻头。
它有两个重要任务，一是把钻头钻下来的那些碎石头、泥土之类的残渣冲出来，就像是在打扫战场，保证钻头的前进道路畅通无阻；二是给钻头降温，因为钻头在高速旋转和摩擦的时候会变得滚烫，就像一个运动过度的小太阳，如果没有这冷却液的安抚，钻头可能很快就会罢工，那这地下宝藏可就挖不成啦。
而且呀，径向钻井的厉害之处还在于它能在同一深度向不同方向钻出好多条分支井。
这就像是在宝藏洞穴里开辟出了好多条岔路，能探索到更多的地方。
这样一来，就能大大增加石油的开采范围和产量，就像是把宝藏的搜索网撒得更开更广了。
不过呢，径向钻井也不是一帆风顺的。
地下的地层情况复杂得很，有时候会碰到像钢铁般坚硬的岩石，这时候钻头就得使出浑身解数，就像勇士在攻打坚固的堡垒。
还有的时候会遇到不稳定的地层，容易坍塌，那就得赶紧想办法加固井壁，就像给地下通道装上坚固的护盾，不然整个工程都可能前功尽弃。
径向钻井工艺真的是充满了挑战与惊喜，每次看到那些钻井设备，我就会想起这个超有趣的径向钻井工艺，感叹人类挖掘地球宝藏的智慧与勇气。
径向钻井技术简介
八、作业施工现场
深井设备安装现场（带注入头） 深井设备安装现场（带注入头）
浅井设备安装现场
八、作业施工现场
连续油管连接到鹅颈管 利用修井机作业现场
九、增产效果
背景： 背景：乌兹别克斯坦
1972年开采，119口井； 平均井深2500米； 全区覆盖超过400米厚的盐层； 西北部上覆一个活动盐层； 96井是该油田第一口水平井（2006
Hale Waihona Puke 径向钻井作业概况二、径向钻井技术原理
径向钻井技术是常规水平井技术深入发展 的产物，是水平井技术的延伸与拓宽。 原理是先用钻头在油层部位的套管上磨铣 开孔，然后使用带喷射钻头的软管，借助高 压射流的水力破岩作用，在油层中的不同方 向上钻出多个井眼的一种工艺技术。
二、径向钻井技术原理
1.磨铣开孔 .
过滤器
供液泵
配件
七、径向钻井设备实图
（三）喷射钻头
0.5”, 12mm外径喷头测试
前4后3
前3后3
七、径向钻井设备实图
(四) 地面测试结果
人造岩心测试 坚固型 水泥砂浆固结 五孔喷头 松散型 松散的水泥砂浆固结 五孔喷头 中等硬度 水泥砂浆固结 三孔喷头 白云岩 灰岩 哈萨克斯坦 海绿石 砂岩 奥地利 粗砂岩 奥地利 实际岩心测试
连续油管携带工具在套管上磨铣开孔（0.75in)
磨铣开孔工具
1 接头 2 3
扶正器
导向鞋 4 扶正器 接头 1. 2. 3. 4. 井下工具组合 磨孔钻头 注入头(>3000m) 注入头 高压软管
2.水力喷射钻进 水力喷射钻进
高压泵对无固相钻井液 加压，通过连续油管 泵送到井下，钻井液 经喷射钻头，高压势 能转换成动能，产生 高速射流，射流以冲
低渗透油藏径向钻孔技术极限井距及应用
渗流理论、油气田开发技术等。
６８
特种油气藏
第 ２５卷
有的井网中，油水井井距大于技术极限井距。径向 钻孔技术能 有 效 增 加 技 术 极 限 井 距［１４－１６］，实 现 油 水井的有效驱替。以低渗透油藏为例，在调研径向 钻孔［１４－１９］与技术极限井距 研 ［２０－２４］ 究的基础上，发 现关于径向钻孔工艺技术、现场应用及数值模拟研 究较多，而径向钻孔技术极限井距研究较少。基于 渗流理论与油藏工程方法，推导了低渗透油藏技术 极限井距 计 算 公 式，分 析 了 技 术 极 限 井 距 影 响 因 素，并将其运用于指导胜利油田某低渗透油藏的径 向钻孔设计中。该成果对低渗透油藏的径向钻孔 设计具有一定的指导意义。
０ 引 言
低渗透油 藏、致 密 油 藏 长 期 利 用 弹 性 能 量 开 发，导致油藏能量亏损，需要补充油藏能量维持开
发，地层注 水 是 目 前 发 展 较 为 成 熟 的 能 量 补 充 手 段［１－７］。由于前期数据资料的不完全性，在油水井
井网部署完成后，易出现油水井连通性差，不能进 行有效驱替［８－１３］，能量补充效果差，其原因为：在已
２．ＳｉｎｏｐｅｃＳｈｅｎｇｌｉＯｉｌｆｉｅｌｄＢｒａｎｃｈＣｏｍｐａｎｙ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２５７０１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａ ｏｆｆｒｅｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎａｌｏｗ－ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｓｄｅｄｕｃｅｄｆｏｒｓｉｎｇｌｅｓｏｕｒｃｅ－ｓｉｎｋｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ａｎｉｍｐｌｉｃｉｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｓｐａｃｉｎｇｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｔａｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｗｉｔｈｆｌｕｉｄｉｔｙ ｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒａｄｉａｌｂｒａｎｃｈｌｅｎｇｔｈｏｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｗｅｌｌｓｐａｃｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｒａｄｉａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｗｅｌｌｓｐａｃｉｎｇａｎｄｉｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎ ｃｒｅａｓｅｏｆｒａｄｉａｌｂｒａｎｃｈｌｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｗｅｌｌｓｐａｃｉｎｇｏｆｒａｄｉａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｏｉｌ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｗｅｌｌｓｐａｃｉｎｇｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏ ｔｈｅｒａｄｉａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｏｆａｌｏｗ－ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎＳｈｅｎｇｌｉＯｉｌｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｏｉｌｗｅｌｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｈａｓｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙ２．５ｔｉｍｅｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｈａｓｂｅｅｎｅｎｈａｎｃｅｄｂｙ１．７５ｔｏ３０．００ｔｉｍｅｓ，ｗｈｉｃｈｆｕｒｔｈｅｒ ｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｗｅｌｌｓｐａｃｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅ ｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎ－ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ－ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔｓｐａｃｉｎｇ；ｒａｄｉａｌｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｅｌｌ
水力径向钻孔技术在临南油田夏52块的运用
82 448
6 093
43 482 16 599
10041 939
15 500
4 695
1 376
803
目前累注 :103 313
备注
水窜 注水井/水窜
目的层附近都存在高含水层。通过对该块岩心酸 溶蚀评价，筛选主要酸液体系为土酸或复合酸。施工中 采用控压变量酸化技术，该技术就是为防止酸化过度酸 窜水层而采取的定层位、定排量、定压力的一种酸化方 式，当施工压力降低一定幅度后及时停止施工洗出多余 酸量。
下步建议：①开展油水井径向钻孔技术的研究与应 用：井斜、地层倾角等参数对措施效果的影响研究，孔 眼路径控制技术研究。②直接用酸液做钻孔液，钻孔和 酸化作业合二为一，一次完成，达到简化作业工序，③ 降低作业成本的目的，使用分度器等钻孔改进工艺，减 少钻孔时间。④油井实施水力钻孔后采取物理法解堵， 一是深抽，建议加深泵挂至2 600 m ；二是采取氮气泡 沫返排工艺。⑤采用薄隔层防窜完井工艺，用机械密封 方式替代了固井的胶结密封，更有效的实现层间隔离。 该工具2013年在XI52-X232和XI52-X238使用，在酸 量上设计可大一些。
2959.1-3017.3
11.4
10.8
5
2932.0-2991.0
22.8
0.1
99.6
2970.4-3017.7
10.1
7.5
26
2994.0-2998.8 2959.1-3017.3
3.5
2.3
32.9
配注 :30日注: 28
累增产情况
累增液
累增油
14 500 7 989
1 903 4411
作者简介：睢青霞（1979-）,女，毕业于西安欧亚学院，现从事于采油技术工作。 收稿日期：2019-08-28。
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径向钻井技术应用与效果
摘要：径向钻井技术是一种油气田增产及完井技术，在低渗透油田采取径向钻井技术，可准确控制扩孔的延伸方向、有效控制缝高、改变液流方向和改善水井的吸水剖面，是低渗透油藏有效开发的重要措施。
关键词：径向钻井缝高裂缝延伸方向
中图分类号：te24 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0084-01
径向钻井技术是一种油气田增产及完井技术，主要为低渗透、稠油和老油田提供一种经济高效的开采途径，尤其适用于低压、低渗、低产层的开发。
低渗透油藏受自身储层地质条件和工艺技术的制约，表现出单井产量低，操作成本高，经济效益低等特征，使得大量低渗透油藏无法得到经济开采。
因此寻求既能降低开发成本，又能提高单井产量的配套技术，实现少井高产，意义重大。
通过径向钻井，可建立地下储层流体新的渗流通道，突破近井储层污染带、连通远井地带剩余油与井筒，扩大油井泄油面积，提高注入水波及面积和驱油效率，改善油气田开发效果、提高采收率。
1 径向钻井技术方法介绍
1.1 径向钻井原理
该技术是先用小钻头在油层部位的套管上开28 mm的窗口，然后使用19 mm连续油管连接带喷嘴的12.7 mm软管，借助高压射流的水力破岩作用在油层中的不同方向上钻出多个（直径38～50
mm、长达100 m左右）小井眼。
1.2 适用范围
适用地层：砂岩、灰岩、白云岩、页岩等油气层。
各类生产开发过程中储层污染油水井，通过越过污染带和提供高渗通道实现增产。
各类低渗低产油藏，通过增加渗流面积和消除近井压降漏斗改善储层与井筒连通性实施增产，提高产量，增加开发效益。
无法压裂的油水井（储层关系复杂，易压窜水层）、无法酸化增产（酸敏、水敏严重）等油井。
灰岩缝洞性油藏沟通缝洞实施增产，裂隙性火成岩沟通裂隙实施单井增产。
适用井况：油层井深在3000 m以内，油层套管是单层，套管尺寸4.5寸以上，井斜小于15°。
1.3 径向钻井优势
径向钻井可控制钻孔方向，可钻多个孔。
径向孔可以在同一口井的不同层位钻进，且根据实际生产需要可在同一层位开多个径向孔。
径向孔可以在同一层位的层面任意方向上选择钻进方位，可根据储层发育展布及实际生产动态情况灵活选择最有利的方位实施
径向孔钻进。
不仅可以对同一层位形成多层次多向多分支径向孔，而且可以对纵向相邻的多个层位形成多层多向多分支径向孔。
施工周期短，平均3～5d作业时间，3min左右钻成直径50 mm 径向100 m的孔。
主要配套设备简单，为简易修井机及定向设备（陀螺），施工介质为清水，施工4个孔总量不到8方，大大节约成本。
可以形成多层多向多分支径向孔。
与其他工艺联作，如酸化、
压裂、蒸气驱、co2、注聚合物等，效果更加突出。
而复合射孔穿透地层只能在1 m左右。
水平井钻井投资大，工期长。
压裂酸化虽然可以有效穿透地层，但是只能形成单缝，不能控制裂缝走向，对靠水油层不利，需要的施工液量很大。
1.4 径向钻井的用途
挖潜剩余油：在未完全衰竭产层、新的加密油层、因绕流而形成的死油区及现有井网未打开的油层，利用径向钻井技术将为这些油气的开采提供一种更经济的方法。
大幅增加油井泄油面积，提高控制储量。
改善油水井生产条件：通过径向钻孔可增加单井控制储量，穿透井眼的污染区域，改善地层渗透性，提高单井注入能力。
建立适配井网：纵向上根据油层的物性，控制层内的钻孔密度，改善吸水、产液剖面。
平面上根据地应力、井网、剩余油、物性控制径向孔的方位、长度，实现均衡趋替。
改善压裂效果：可控制裂缝延伸方向、裂缝高度和提高裂缝导流能力。
2 低渗透油田开发中存在的主要问题
储层物性差，自然产能低，常规压裂效果差。
沙四段储层由于层薄且特低渗透，油井自然产能低。
通过压裂改造后，有一定初产，但产量递减快，压裂有效期短。
纯化油田通81块含油面积4.4 km2，地质储量320万吨，渗透率为10×10-3 um2，投产压裂16口井，初期日油水平13.7 t/d，3年末日油水平4.7 t/d，3年产能达
标率只有47%。
存在启动压力梯度，油水井间存在难动用带。
低渗透油田的渗流不符合达西定律，存在着启动压力梯度，距离注水井70～130 m 处存在难动用带，储量动用程度较差。
且当存在启动压裂梯度时，渗透率越低、井距越大，原油产量降低幅度越大，不利于采收率的提高。
启动压力高，注水压力不断上升。
由于注采井距偏大，油层连通性差，注水井的能量难以传递、扩散出去，致使注水井井底附近压力憋得很高，有效注水压差减小，且由于压敏、水敏效应的不断增强，启动压力逐步升高，注水越来越困难。
地应力方向大小不同，布井方式复杂。
经多极子阵列声波测井测得，地应力方向呈现多向性，在断层附近的井，压裂裂缝易垂直于断层，给注水开发造成很大困难。
隔层薄，压裂缝高难以控制。
低渗透油田层多，存在隔层薄的特点，常规压裂裂缝高度大，铺砂浓度小，开发效果差。
3 合理选择试验区块，改善开发效果
梁家楼油田为狭长型断块油气藏，断块小，含油面积只有0.3 km2，为一高温、高压、低渗透构造-岩性油藏，为提高区块开发效果，最大限度的提高储量动用程度和采收率。
区块采取径向钻孔与压裂复合技术，井距450 m、排距150 m的菱形面积井网。
部署总井4口，油井3口，水井1口，新钻油井3口，利用老井1口。
4 结论及认识
径向钻井工艺简单，成本较低，是油气增产的主要措施。
径向钻井具有定深定向的特性，在一个储层平面钻出多个径向水平眼，油水井对应射孔可缩短驱替距离，大幅增加泄油面积，建立有效驱替。
径向钻井在储层薄、物性差的小狭长区块能够控制裂缝的延伸方向和控制缝高，是提高单井控制储量、建立适配井网的重要手段。
径向钻井是实现低渗难动用储量有效开发的先进技术。
参考文献
[1] 杨华，金贵孝.低渗透油气田研究与实践[m].石油工业出版社，2002.。