1.不同类型的径向水平钻孔技术
目前,径向水平钻孔技术所采用的工具大致分两种,一种是“喷管式”工具,它采用的是高压喷射工艺,使用高压管柱和高压泵组,在喷管顶端焊一高压喷嘴,喷枪向周边地层边钻进边喷射出高压射流,在地层中钻出一长水平通道。这种“喷管”式液力穿孔工具主要由三部分组成:控制段、喷管液缸段和冲孔段以及锚定器、过滤器和循环阀等附件。另一种是旋转钻进钻孔工具,采用液压控制方式,为组合式遥控作业工具,在同一个工具壳体中有两套钻具组合。第一套钻具是可伸长的磨铣钻头,用于在套管上开出一个小孔。第二套钻具是安装在可伸长的柔性钻杆上的金钢石钻头,用于伸出套管窗孔,向周边地层径向水平钻进。该工具一趟钻可完成多条水平通道。它主要分为控制部分、马达部分、钻进部分和磨铣部分,附件同样为锚定器、过滤器和循环阀。
2.径向水平钻孔的优点
1)提供油气流道,增大泄油面积,提高原油采收率。
2)增加有效井眼半径,降低压差,防止锥进。
3)消除由于传统射孔引起套管和水泥环被破坏的危险。
4)在修井挤水泥后,能重新打开产层。
5)可改善注入井和污水处理井的注入量。
6)适于薄油层的完井和修井,同时也适于煤层气的完井。
7)可利用低密度完井液以欠平衡方式打开产层。
3.国外径向水平钻孔技术的最新动态
目前,国外多家公司正在不断地研发径向水平钻孔工具,加拿大的PE公司在这一领域占有领先位置。该公司在1984年首先开发的第一代产品“喷管”式径向钻孔工具,采用液体喷射岩石钻进机理,由地面泵提供能量,从喷枪上的喷嘴中喷出高压射流来切割岩石来完成水平钻进。该公司在美国和加拿大几百口井的现场应用中,不断对工具加以改进和完善,于1999年开发了第三代产品—旋转式径向钻孔工具(PeneDrill工具)。它利用旋转钻井总成代替喷嘴和喷枪,通过磨铣、旋转破岩和喷射相结合来完成径向水平钻孔。该工具弥补了喷射钻孔工具的不足,已在120口井中成功地进行了径向水平钻孔,经济效益显著, 2002年被评为石油领域具有代表性的新产品和新技术。该工具有两种规格,分别适于4-1/2in和5-1/2in套管,一般一趟钻可钻出4~8个径向孔眼,钻深可达2m,钻出的孔径达到17mm,这些洁净完整的小孔形成井眼和产层间良好的流体通道,不损坏套管及水泥环。