本發(fā)明涉及到鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二開水平井施工方法。

背景技術(shù)：

油氣開采中的鉆井主要包括鉆進(jìn)工程和完井工程。鉆進(jìn)工程就是從開鉆到鉆至勘探開發(fā)目的層，鉆完全井進(jìn)尺的鉆鑿過程。開鉆，是指下入導(dǎo)管或各層套管后第一只鉆頭的開始鉆進(jìn)。鉆進(jìn)可分為第一次開鉆、第二次開鉆、第三次開鉆等。一口井從井深為零開始鉆進(jìn)，稱第一次開鉆，簡稱一開；表層套管固井以后再開鉆，稱第二次開鉆，簡稱二開；技術(shù)套管固井完后再開鉆，稱第三次開鉆，簡稱三開；如技術(shù)套管有兩層、三層，則還會有四開、五開。鉆進(jìn)工程主要內(nèi)容是：鉆進(jìn)起下鉆、鉆井取心，以及在鉆井中與固井、錄井、測井、與井壁取心、中途測試的配合工作。鉆井液、管具、特殊鉆井的技術(shù)服務(wù)貫穿于鉆進(jìn)的全過程。鉆進(jìn)工程是鉆井的主體工程，其工程技術(shù)水準(zhǔn)和質(zhì)量，以及各相關(guān)工種、技術(shù)服務(wù)、鉆井各環(huán)節(jié)工作的協(xié)調(diào)銜接配合，是安全鉆進(jìn)，縮短鉆井周期，降低材料消耗，決定工程成本高低及勘探投資效益高低的關(guān)鍵。

一開主要包括：鉆表層，下表層套管，固井；裝井口；試壓；防噴設(shè)備的安裝。二開主要包括：鉆進(jìn)；中途測試；下入技術(shù)套管并固井。三開主要包括：安裝井口，試壓；鉆進(jìn)，鉆開油氣層；完井電測；下生產(chǎn)套管并固井。完井工程是從鉆開油層開始，到下套管注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)的一項系統(tǒng)工程。主要工程內(nèi)容是：完井電測，井壁取心、下套管、注水泥等油層套管固井，測聲幅、試壓，裝井口裝置等。完井階段測井、測試等作業(yè)項目多，材料消耗量大，費用發(fā)生多，特別是多層的下套管井，會使鉆井成本成倍或幾倍的升高。完井也是井下復(fù)雜與事故多發(fā)階段，特別是固井質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到一口井的成功與失敗。

目前，水平井多采用三開鉆進(jìn)方式。目前實施的水平井開發(fā)，水平段長度從600米到3056米不等，其中多數(shù)井水平段在1000-1500米，隨著開發(fā)進(jìn)程的深入，能布置較長水平段的有利區(qū)帶變少，為了有效動用Ⅱ、Ⅲ類儲層，實現(xiàn)降本增效的目的，主要布置400-600米的短水平段井儲層，因為水平段越長，遇到的技術(shù)難題就會越多。

采用三開鉆進(jìn)方式的水平井，其中二開采用7英寸套管下入水平段的起始端處固井，三開采用6英寸鉆頭完成水平段鉆進(jìn)，完井采用下入5英寸套管固井或下入3.5英寸裸眼封隔器組合，再對儲層實施改造后投產(chǎn)。三開鉆進(jìn)方式:存在中完時間長，鉆完井周期長、儲層改造周期長、因完井管柱尺寸小的因素限制，無法對儲層實施大規(guī)?？臻g立方體深度改造，儲層改造效果受限，開發(fā)費用高，同時，因完井管柱尺寸小，在后期生產(chǎn)中無法對水平段實施修井、堵水、重復(fù)壓裂改造等工藝措施，不利于水平井的經(jīng)濟、高效開發(fā)。

公開號為CN 105587309A，公開日為2016年05月18日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種水平井的鉆井方法，其特征在于，所述鉆井方法包括以下步驟：S1，檢測磁偏角值和井眼軌跡偏移值；S2，利用MWD系統(tǒng)消除所述磁偏角值對所述井眼軌跡偏移值的影響，得到鉆頭回歸軌跡；S3，根據(jù)所述鉆頭回歸軌跡校正鉆頭鉆井方向；S4，利用所述鉆頭繼續(xù)鉆井。該專利文獻(xiàn)公開的水平井的鉆井方法，通過消除磁偏角引起的誤差和多次矯正鉆頭鉆進(jìn)方向，實現(xiàn)了鉆井軌跡與預(yù)定軌跡較好的重合率。但是，存在如下缺陷：1、水平段鉆井施工是在前一次固井后開始，鉆頭尺寸比斜井段小一個級差，不能實現(xiàn)斜井段和水平段用相同尺寸大小鉆頭進(jìn)行鉆井作業(yè)；2、當(dāng)儲層傾角、儲層物性發(fā)生較大變化時，只能在小范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，無法靈活進(jìn)行幅度較大的軌跡調(diào)整；3、只是片面滿足或達(dá)到按原鉆井設(shè)計施工的目的，而當(dāng)儲層變化較大時，要想在富含油氣的儲層內(nèi)鉆出一條油氣通道，想變更鉆井設(shè)計時，卻無法實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種二開水平井施工方法，本發(fā)明同一鉆頭能夠完成二開斜井段和二開水平段的鉆進(jìn)，有效提高了鉆進(jìn)速度，當(dāng)儲層傾角、儲層物性發(fā)生較大變化時，能進(jìn)行幅度較大的軌跡調(diào)整，靈活性強，固井施工難度低，固井效果好。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種二開水平井施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深700-800米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；

S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2800—2900米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；

S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；

S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿1.5周以上；

S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.4-1.5kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；

S6、經(jīng)過1分鐘后，注入17-25m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.85-1.92kg/m³；

S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；

S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入25-30m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為3-5％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器；

S9、繼續(xù)注入50-60m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器全部一次啟動，實現(xiàn)密封；

S10、候凝48小時，打開壓差滑套，電測固井質(zhì)量；

S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。

所述二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括套管、位于套管內(nèi)的管柱、管柱從上到下由豎直段、傾斜段和水平段構(gòu)成、設(shè)置在水平段上的投球滑套、壓差滑套、裸眼封隔器和浮鞋，還包括浮箍和自封球座，裸眼封隔器至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器之間設(shè)置有一個投球滑套，管柱從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋、浮箍、自封球座、壓差滑套、裸眼封隔器和投球滑套。

沿管柱從下到上依次設(shè)置的投球滑套的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大。

所述自封球座包括連接在一起的單流閥和接球座，接球座位于單流閥的上方。

所述裸眼封隔器的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述壓差滑套的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述步驟S4中，通井正常是指鉆具上提不卡，下放無阻力。

所述步驟S4中，循環(huán)泥漿1.5周以上是指鉆井液從井口套管內(nèi)用泥漿泵注入，鉆井液經(jīng)過套管、裸眼封隔器到達(dá)井底，再從井底套管外上返到達(dá)井口，這一過程為一個循環(huán)周。

所述步驟S8中，t為1分鐘。

所述步驟S9中，注入壓力為38-42MPa。

本發(fā)明自封球座的工作原理為：接球座的內(nèi)徑小于座封球的外徑，當(dāng)座封球從井口投入下落到達(dá)接球座后，管內(nèi)實現(xiàn)密封。從管內(nèi)注入液體，管內(nèi)壓力升高，當(dāng)升高到裸眼封隔器啟封壓力時，裸眼封隔器啟動密封，繼續(xù)注入液體，壓力也繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到壓差滑套開啟壓力時，壓差滑套打開。

本發(fā)明壓差滑套的工作原理為：當(dāng)投入座封球后，座封球到達(dá)接球座，從管內(nèi)注入液體，壓力升高，當(dāng)達(dá)到一定壓力值時，剪切銷釘剪斷，壓差滑套打開，管柱管內(nèi)和壓差滑套管外環(huán)型空間連通，即與井底最下部一段儲層連通。

本發(fā)明投球滑套的工作原理為：當(dāng)座封球從井口投入管柱內(nèi)，下落到接球座時，因座封球的外徑大于接球座內(nèi)徑，實現(xiàn)密封，當(dāng)壓力升到一定值時，也就是管內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)計值時，剪切銷釘剪斷，座封球和接球座下行，窗口打開，實現(xiàn)管內(nèi)外連通。

本發(fā)明裸眼封隔器的工作原理為：當(dāng)內(nèi)外壓差達(dá)到設(shè)計值時，剪切銷釘剪斷，液缸推動促使膠筒受縱向擠壓，外徑增大10％-30％，實現(xiàn)密封；所有裸眼封隔器尺寸均一樣，工作時當(dāng)壓力達(dá)到啟封壓力，一口井下入的所有裸眼封隔器均同時啟封。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在以下方面：

一、本發(fā)明，S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深700-800米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2800—2900米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿1.5周以上；S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.4-1.5kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；S6、經(jīng)過1分鐘后，注入17-25m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.85-1.92kg/m³；S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入25-30m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為3-5％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器；S9、繼續(xù)注入50-60m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器全部一次啟動，實現(xiàn)密封；S10、候凝48小時，打開壓差滑套，電測固井質(zhì)量；S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。通過上述S1-S11步驟形成的二開水平井水平段最長可達(dá)1083米；二開水平井鉆井周期為37.6天，比現(xiàn)有三開水平井平均53天減少15天，鉆井施工費用減少100萬元以上；二開水平井單井開發(fā)成本下降25％。對比三開結(jié)構(gòu)，單井可節(jié)約套管30噸，節(jié)約套管費用20萬元以上；全井平均機械鉆速9.15米/小時，有效提高了鉆進(jìn)速度，當(dāng)儲層傾角、儲層物性發(fā)生較大變化時，能進(jìn)行幅度較大的軌跡調(diào)整，靈活性強，固井施工難度低，固井效果好。

二、本發(fā)明，采用二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括浮箍和自封球座，裸眼封隔器至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器之間設(shè)置有一個投球滑套，管柱從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋、浮箍、自封球座、壓差滑套、裸眼封隔器和投球滑套，其中，浮鞋起引導(dǎo)作用；浮箍在下管柱過程中，管外的鉆井液不能進(jìn)入套管內(nèi)，處于常密封狀態(tài)，但管內(nèi)灌注的鉆井液液柱壓力高于環(huán)型空間液柱壓力時，管內(nèi)鉆井液則可通過浮箍進(jìn)入環(huán)型空間；自封球座，既具有單流閥作用，同時承接座封球，協(xié)助實現(xiàn)裸眼封隔器密封和協(xié)助實現(xiàn)壓差滑套開啟；壓差滑套，當(dāng)管柱內(nèi)壓力高于管外壓力設(shè)定值時，壓差滑套打開，儲層改造時，壓裂液就能夠通過此通道進(jìn)入地層；投球滑套，用于對儲層分段打開管柱形成窗口，儲層改造時，壓裂液通過此窗口進(jìn)入地層；裸眼封隔器，用于封隔套管外部上下環(huán)型空間，將水平分段隔開，實現(xiàn)儲層壓裂改造本段時，壓力不能傳遞到其它段內(nèi)，上下其它水平段不受影響；套管，用于將鉆出的裸眼井眼封隔，形成油氣流動通道；當(dāng)管柱下入到預(yù)定井深后直接注水泥固井，待水泥漿凝固后，直接進(jìn)行儲層改造，極大的提高了安全性；管柱裝置總費用下降了40％，壓裂施工排量可達(dá)10立方米/分鐘，實現(xiàn)了對儲層的深度改造，大幅縮短了儲層改造施工時間；改造效果提升20％以上；大幅減少了改造儲層施工壓裂液量，節(jié)約儲層改造施工費用10％以上；有效的提高了鉆井速度，縮短了鉆完井周期，降低了開發(fā)成本，提高了采收率。

三、本發(fā)明，沿管柱從下到上依次設(shè)置的投球滑套的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大，當(dāng)座封球從井口投入管柱內(nèi)，下落到接球座時，因座封球的外徑大于接球座內(nèi)徑，實現(xiàn)密封，當(dāng)壓力升到一定值時，也就是管內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)計值時，剪切銷釘剪斷，座封球和接球座下行，窗口打開，實現(xiàn)管內(nèi)外連通；通過沿管柱從下到上依次增大投球滑套的內(nèi)徑，既能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封，也能夠保障管內(nèi)外連通順暢性。

四、本發(fā)明，自封球座包括連接在一起的單流閥和接球座，接球座位于單流閥的上方，當(dāng)座封球從井口投入下落到達(dá)接球座后，管內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封；從管內(nèi)注入液體，管內(nèi)壓力升高，當(dāng)升高到裸眼封隔器啟封壓力時，裸眼封隔器啟動密封，繼續(xù)注入液體，壓力也繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到壓差滑套開啟壓力時，壓差滑套打開，采用這種特定結(jié)構(gòu)的自封球座，既具有單流閥作用，同時能夠承接座封球，能夠有效協(xié)助實現(xiàn)裸眼封隔器密封和協(xié)助實現(xiàn)壓差滑套開啟。

五、本發(fā)明，裸眼封隔器的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa，當(dāng)內(nèi)外壓差達(dá)到設(shè)計值時，剪切銷釘剪斷，外徑增大10％-30％，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封，密封穩(wěn)定性強；所有裸眼封隔器尺寸均一樣，工作時當(dāng)壓力達(dá)到啟封壓力，一口井下入的所有裸眼封隔器均同時啟封，步調(diào)一致。

六、本發(fā)明，壓差滑套的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa，當(dāng)投入座封球后，座封球到達(dá)接球座，從管內(nèi)注入液體，壓力升高，當(dāng)達(dá)到一定壓力值時，剪切銷釘剪斷，壓差滑套打開，管柱管內(nèi)和壓差滑套管外環(huán)型空間連通，即與井底最下部一段儲層連通，壓差滑套使用穩(wěn)定性強。

七、本發(fā)明，步驟S4中，循環(huán)泥漿1.5周以上是指鉆井液從井口套管內(nèi)用泥漿泵注入，鉆井液經(jīng)過套管、裸眼封隔器到達(dá)井底，再從井底套管外上返到達(dá)井口，這一過程為一個循環(huán)周，能夠?qū)鈱邮軞饨酀{循環(huán)出井，同時將下完井管柱過程中刮脫的井壁泥餅、井底沉砂循環(huán)攜帶出井。

八、本發(fā)明，與二開固井后采用連續(xù)油管帶底封工具壓裂的方式相比，單井節(jié)約試氣周期8.5天，單井節(jié)約試氣成本10萬元以上。

九、本發(fā)明，對比連續(xù)油管帶底封工具壓裂，在加砂量一致情況下，平均單井可減少壓裂液用量340m³，節(jié)約壓裂液費用17萬元。

十、本發(fā)明，對比連續(xù)油管帶底封工具壓裂方式，在分段數(shù)相同條件下，平均單井可節(jié)約工具、酸液、吊車費用100萬元以上；大幅提升了儲層改造效果，壓裂施工排量可達(dá)10立方米/分鐘，較現(xiàn)有技術(shù)4.8立方米/分鐘而言，實現(xiàn)了對儲層的深度改造，改造效果提升20％以上。

附圖說明

下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的具體說明，其中：

圖1為本發(fā)明二開水平井固完井一體化管柱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明自封球座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記：1、套管，2、管柱，3、豎直段，4、傾斜段，5、水平段，6、投球滑套，7、壓差滑套，8、裸眼封隔器，9、浮鞋，10、浮箍，11、自封球座，12、單流閥，13、接球座。

具體實施方式

實施例1

一種二開水平井施工方法，包括以下步驟：

S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深700米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；

S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2800米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；

S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；

S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿1.5周；

S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.4kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；

S6、經(jīng)過1分鐘后，注入17m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.85kg/m³；

S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；

S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入25m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為3％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器8；

S9、繼續(xù)注入50m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器8全部一次啟動，實現(xiàn)密封；

S10、候凝48小時，打開壓差滑套7，電測固井質(zhì)量；

S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套7鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套7窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。

通過上述S1-S11步驟形成的二開水平井水平段最長可達(dá)1083米；二開水平井鉆井周期為37.6天，比現(xiàn)有三開水平井平均53天減少15天，鉆井施工費用減少100萬元以上；二開水平井單井開發(fā)成本下降25％。對比三開結(jié)構(gòu)，單井可節(jié)約套管30噸，節(jié)約套管費用20萬元以上；全井平均機械鉆速9.15米/小時，有效提高了鉆進(jìn)速度，當(dāng)儲層傾角、儲層物性發(fā)生較大變化時，能進(jìn)行幅度較大的軌跡調(diào)整，靈活性強，固井施工難度低，固井效果好。

實施例2

一種二開水平井施工方法，包括以下步驟：

S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深750米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；

S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2850米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；

S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；

S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿2周；

S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.45kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；

S6、經(jīng)過1分鐘后，注入20m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.9kg/m³；

S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；

S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入28m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為4％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器8；

S9、繼續(xù)注入55m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器8全部一次啟動，實現(xiàn)密封；

S10、候凝48小時，打開壓差滑套7，電測固井質(zhì)量；

S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套7鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套7窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。

所述二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括套管1、位于套管1內(nèi)的管柱2、管柱2從上到下由豎直段3、傾斜段4和水平段5構(gòu)成、設(shè)置在水平段5上的投球滑套6、壓差滑套7、裸眼封隔器8和浮鞋9，還包括浮箍10和自封球座11，所述裸眼封隔器8至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器8之間設(shè)置有一個投球滑套6，所述管柱2從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋9、浮箍10、自封球座11、壓差滑套7、裸眼封隔器8和投球滑套6。

沿管柱2從下到上依次設(shè)置的投球滑套6的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大。

所述自封球座11包括連接在一起的單流閥12和接球座13，接球座13位于單流閥12的上方。

所述裸眼封隔器8的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述壓差滑套7的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

采用二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括浮箍和自封球座，裸眼封隔器至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器之間設(shè)置有一個投球滑套，管柱從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋、浮箍、自封球座、壓差滑套、裸眼封隔器和投球滑套，其中，浮鞋起引導(dǎo)作用；浮箍在下管柱過程中，管外的鉆井液不能進(jìn)入套管內(nèi)，處于常密封狀態(tài)，但管內(nèi)灌注的鉆井液液柱壓力高于環(huán)型空間液柱壓力時，管內(nèi)鉆井液則可通過浮箍進(jìn)入環(huán)型空間；自封球座，既具有單流閥作用，同時承接座封球，協(xié)助實現(xiàn)裸眼封隔器密封和協(xié)助實現(xiàn)壓差滑套開啟；壓差滑套，當(dāng)管柱內(nèi)壓力高于管外壓力設(shè)定值時，壓差滑套打開，儲層改造時，壓裂液就能夠通過此通道進(jìn)入地層；投球滑套，用于對儲層分段打開管柱形成窗口，儲層改造時，壓裂液通過此窗口進(jìn)入地層；裸眼封隔器，用于封隔套管外部上下環(huán)型空間，將水平分段隔開，實現(xiàn)儲層壓裂改造本段時，壓力不能傳遞到其它段內(nèi)，上下其它水平段不受影響；套管，用于將鉆出的裸眼井眼封隔，形成油氣流動通道；當(dāng)管柱下入到預(yù)定井深后直接注水泥固井，待水泥漿凝固后，直接進(jìn)行儲層改造，極大的提高了安全性；管柱裝置總費用下降了40％，壓裂施工排量可達(dá)10立方米/分鐘，實現(xiàn)了對儲層的深度改造，大幅縮短了儲層改造施工時間；改造效果提升20％以上；大幅減少了改造儲層施工壓裂液量，節(jié)約儲層改造施工費用10％以上；有效的提高了鉆井速度，縮短了鉆完井周期，降低了開發(fā)成本，提高了采收率。

沿管柱從下到上依次設(shè)置的投球滑套的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大，當(dāng)座封球從井口投入管柱內(nèi)，下落到接球座時，因座封球的外徑大于接球座內(nèi)徑，實現(xiàn)密封，當(dāng)壓力升到一定值時，也就是管內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)計值時，剪切銷釘剪斷，座封球和接球座下行，窗口打開，實現(xiàn)管內(nèi)外連通；通過沿管柱從下到上依次增大投球滑套的內(nèi)徑，既能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封，也能夠保障管內(nèi)外連通順暢性。

自封球座包括連接在一起的單流閥和接球座，接球座位于單流閥的上方，當(dāng)座封球從井口投入下落到達(dá)接球座后，管內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封；從管內(nèi)注入液體，管內(nèi)壓力升高，當(dāng)升高到裸眼封隔器啟封壓力時，裸眼封隔器啟動密封，繼續(xù)注入液體，壓力也繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到壓差滑套開啟壓力時，壓差滑套打開，采用這種特定結(jié)構(gòu)的自封球座，既具有單流閥作用，同時能夠承接座封球，能夠有效協(xié)助實現(xiàn)裸眼封隔器密封和協(xié)助實現(xiàn)壓差滑套開啟。

裸眼封隔器的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa，當(dāng)內(nèi)外壓差達(dá)到設(shè)計值時，剪切銷釘剪斷，外徑增大10％-30％，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封，密封穩(wěn)定性強；所有裸眼封隔器尺寸均一樣，工作時當(dāng)壓力達(dá)到啟封壓力，一口井下入的所有裸眼封隔器均同時啟封，步調(diào)一致。

壓差滑套的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa，當(dāng)投入座封球后，座封球到達(dá)接球座，從管內(nèi)注入液體，壓力升高，當(dāng)達(dá)到一定壓力值時，剪切銷釘剪斷，壓差滑套打開，管柱管內(nèi)和壓差滑套管外環(huán)型空間連通，即與井底最下部一段儲層連通，壓差滑套使用穩(wěn)定性強。

實施例3

一種二開水平井施工方法，包括以下步驟：

S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深800米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；

S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2900米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；

S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；

S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿2.5周；

S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.5kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；

S6、經(jīng)過1分鐘后，注入25m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.92kg/m³；

S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；

S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入30m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為5％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器8；

S9、繼續(xù)注入60m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器8全部一次啟動，實現(xiàn)密封；

S10、候凝48小時，打開壓差滑套7，電測固井質(zhì)量；

S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套7鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套7窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。

所述二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括套管1、位于套管1內(nèi)的管柱2、管柱2從上到下由豎直段3、傾斜段4和水平段5構(gòu)成、設(shè)置在水平段5上的投球滑套6、壓差滑套7、裸眼封隔器8和浮鞋9，還包括浮箍10和自封球座11，所述裸眼封隔器8至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器8之間設(shè)置有一個投球滑套6，所述管柱2從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋9、浮箍10、自封球座11、壓差滑套7、裸眼封隔器8和投球滑套6。

沿管柱2從下到上依次設(shè)置的投球滑套6的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大。

所述自封球座11包括連接在一起的單流閥12和接球座13，接球座13位于單流閥12的上方。

所述裸眼封隔器8的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述壓差滑套7的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述步驟S4中，通井正常是指鉆具上提不卡，下放無阻力。

所述步驟S4中，循環(huán)泥漿2.5周是指鉆井液從井口套管內(nèi)用泥漿泵注入，鉆井液經(jīng)過套管1、裸眼封隔器8到達(dá)井底，再從井底套管外上返到達(dá)井口，這一過程為一個循環(huán)周，循環(huán)泥漿2.5周。

所述步驟S8中，t為1分鐘。

所述步驟S9中，注入壓力為38MPa。

能夠?qū)鈱邮軞饨酀{循環(huán)出井，同時將下完井管柱過程中刮脫的井壁泥餅、井底沉砂循環(huán)攜帶出井。

實施例4

一種二開水平井施工方法，包括以下步驟：

S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深800米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；

S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2900米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；

S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；

S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿2.5周；

S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.5kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；

S6、經(jīng)過1分鐘后，注入25m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.92kg/m³；

S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；

S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入30m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為5％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器8；

S9、繼續(xù)注入60m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器8全部一次啟動，實現(xiàn)密封；

S10、候凝48小時，打開壓差滑套7，電測固井質(zhì)量；

S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套7鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套7窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。

所述二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括套管1、位于套管1內(nèi)的管柱2、管柱2從上到下由豎直段3、傾斜段4和水平段5構(gòu)成、設(shè)置在水平段5上的投球滑套6、壓差滑套7、裸眼封隔器8和浮鞋9，還包括浮箍10和自封球座11，所述裸眼封隔器8至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器8之間設(shè)置有一個投球滑套6，所述管柱2從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋9、浮箍10、自封球座11、壓差滑套7、裸眼封隔器8和投球滑套6。

沿管柱2從下到上依次設(shè)置的投球滑套6的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大。

所述自封球座11包括連接在一起的單流閥12和接球座13，接球座13位于單流閥12的上方。

所述裸眼封隔器8的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述壓差滑套7的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述步驟S4中，通井正常是指鉆具上提不卡，下放無阻力。

所述步驟S4中，循環(huán)泥漿2.5周是指鉆井液從井口套管內(nèi)用泥漿泵注入，鉆井液經(jīng)過套管1、裸眼封隔器8到達(dá)井底，再從井底套管外上返到達(dá)井口，這一過程為一個循環(huán)周，循環(huán)泥漿2.5周。

所述步驟S8中，t為1分鐘。

所述步驟S9中，注入壓力為40MPa。

與二開固井后采用連續(xù)油管帶底封工具壓裂的方式相比，單井節(jié)約試氣周期8.5天，單井節(jié)約試氣成本10萬元以上。

對比連續(xù)油管帶底封工具壓裂，在加砂量一致情況下，平均單井可減少壓裂液用量340m³，節(jié)約壓裂液費用17萬元。

實施例5

一種二開水平井施工方法，包括以下步驟：

S1、一開采用外徑為346mm的鉆頭，鉆至井深800米，然后下入外徑為273mm的長圓扣套管固井；

S2、二開直井段采用外徑為222mm的鉆頭，鉆至井深2900米，二開斜井段和水平段采用外徑為215.9mm的鉆頭打到全井完鉆；

S3、在鉆具上接單銑柱和雙銑柱模擬二開水平井固完井一體化管柱裝置進(jìn)行通井，將鉆出的井眼井壁修整光滑，將井眼直徑小的地方擴大；

S4、通井正常后，起出鉆具，下入二開水平井固完井一體化管柱裝置，循環(huán)泥漿2.5周；

S5、沖洗地面固井管線，試壓45MPa合格；依次注入4m³的清水，注入密度為1.5kg/m³的水泥漿領(lǐng)漿；

S6、經(jīng)過1分鐘后，注入25m³的水泥漿，所述水泥漿的密度為1.92kg/m³；

S7、經(jīng)過1分鐘后，依次注入5m³的清水，注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，再注入3m³的清水；

S8、經(jīng)過1分鐘后，依次注入30m³的氯化鉀溶液頂替泥漿，所述氯化鉀溶液濃度為5％；注入2m³的羧甲基纖維素鈉隔離液，經(jīng)過時間t后，投直徑為41.3mm的座封球一個，座封裸眼封隔器8；

S9、繼續(xù)注入60m³的氯化鉀溶液，觀察泵壓變化，泵壓突然升高，判斷座封球到位，此時水泥漿底部已到達(dá)水平段的起始端以上；繼續(xù)注入氯化鉀溶液，所有裸眼封隔器8全部一次啟動，實現(xiàn)密封；

S10、候凝48小時，打開壓差滑套7，電測固井質(zhì)量；

S11、壓裂施工檢驗，采用壓裂車注入清水，當(dāng)泵壓升高到45MPa左右，壓力突然下降，說明壓差滑套7鎖緊銷釘剪斷，壓差滑套7窗口打開，實現(xiàn)井筒與水平井最后一段地層連通，轉(zhuǎn)入壓裂改造施工，二開水平井固完井完成。

所述二開水平井固完井一體化管柱裝置，包括套管1、位于套管1內(nèi)的管柱2、管柱2從上到下由豎直段3、傾斜段4和水平段5構(gòu)成、設(shè)置在水平段5上的投球滑套6、壓差滑套7、裸眼封隔器8和浮鞋9，還包括浮箍10和自封球座11，所述裸眼封隔器8至少為三個，任意兩個相鄰裸眼封隔器8之間設(shè)置有一個投球滑套6，所述管柱2從下到上依次通過絲扣連接所述浮鞋9、浮箍10、自封球座11、壓差滑套7、裸眼封隔器8和投球滑套6。

沿管柱2從下到上依次設(shè)置的投球滑套6的外徑相同，內(nèi)徑逐漸增大。

所述自封球座11包括連接在一起的單流閥12和接球座13，接球座13位于單流閥12的上方。

所述裸眼封隔器8的尺寸為8.5英寸，長度為1.12米，外徑為203.2毫米，內(nèi)徑為120.65毫米，開啟壓力和座封壓力為19.3MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述壓差滑套7的尺寸為8.5英寸，長度為0.94米，外徑為177.8毫米，開啟壓力和座封壓力為38MPa，耐溫149℃，承受壓差為70MPa。

所述步驟S4中，通井正常是指鉆具上提不卡，下放無阻力。

所述步驟S4中，循環(huán)泥漿2.5周是指鉆井液從井口套管內(nèi)用泥漿泵注入，鉆井液經(jīng)過套管1、裸眼封隔器8到達(dá)井底，再從井底套管外上返到達(dá)井口，這一過程為一個循環(huán)周，循環(huán)泥漿2.5周。

所述步驟S8中，t為1分鐘。

所述步驟S9中，注入壓力為42MPa。

對比連續(xù)油管帶底封工具壓裂方式，在分段數(shù)相同條件下，平均單井可節(jié)約工具、酸液、吊車費用100萬元以上；大幅提升了儲層改造效果，壓裂施工排量可達(dá)10立方米/分鐘，較現(xiàn)有技術(shù)4.8立方米/分鐘而言，實現(xiàn)了對儲層的深度改造，改造效果提升20％以上。

本方法應(yīng)用于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市境內(nèi)的蘇里格氣田，參見表1。

表1為：采用二開水平井鉆井方法對蘇里格氣田進(jìn)行施工；

表1

從表1可以看出：2013年完成3口井，2014年完成5口井，水平段長度均超過600米，最長達(dá)1400米。

蘇里格二開水平井鉆完井周期縮短到39天以內(nèi)，全井機械鉆速提高5％以上；2014年二開水平井鉆完井周期37.6天，全井平均機械鉆速9.15米/小時，比2013年的7.9米/小時提高15.8％，二開水平井單井成本下降15％以上；二開水平井水平段若按600米計算，單井開發(fā)成本下降25％。

采用二開水平鉆井，較三開鉆井而言，完井后水平段為裸眼，壓裂改造前儲層未受水泥漿污染；水平段以上固井可靠；完井管柱內(nèi)徑大，可真正實現(xiàn)大規(guī)模體積壓裂改造；水平段經(jīng)改造后，儲層全部能夠有效動用；噴砂滑套為易鉆滑套，鉆開后為套管全通徑，為后續(xù)修井、堵水等重入工藝施工創(chuàng)造了良好條件；鉆井、固井、完井、試氣、投產(chǎn)全過程銜接緊密，施工周期大幅縮短，開發(fā)成本降幅明顯，儲層改造效果顯著提升。

獲得的直接經(jīng)濟效益：

1、鉆井周期大幅縮短，蘇5-14-26H井鉆井周期：26.92天，創(chuàng)造了蘇里格氣田二開水平井最快記錄。2014年二開水平井鉆井周期平均37.625天，比三開水平井平均53天減少15天，鉆井施工費用減少100萬元以上。

2、與二開固井后采用連續(xù)油管帶底封工具壓裂，單井節(jié)約試氣周期8.5天，試氣單位單井節(jié)約成本10萬元以上。

3、對比連續(xù)油管帶底封工具壓裂，在加砂量一致情況下，平均單井可減少壓裂液用量340方，節(jié)約壓裂液費用17萬元。

4、對比連續(xù)油管帶底封工具壓裂，在分段數(shù)相同條件下，平均單井可節(jié)約工具、酸液、吊車費用100萬元以上。

5、對比三開結(jié)構(gòu)，單井可節(jié)約套管30噸，節(jié)約套管費用20萬元以上。

獲得的間接經(jīng)濟效益：

1、儲層改造效果大幅度提升，單井產(chǎn)量、產(chǎn)出量得以提高；

2、可開展二次重入修井、堵水工作。