超临界二氧化碳径向水平井钻井系统及其钻井方法

摘要

本发明公开了一种超临界二氧化碳径向水平井钻井系统及其钻井方法,所述钻井系统包括：液体二氧化碳供应装置；设置在井筒内的钻井装置，包括油管、安装在油管底部的转向器和套装在油管内的柔性钻杆，该柔性钻杆穿过转向器后实现转向，柔性钻杆具有中空的钻杆通道，柔性钻杆的水平方向部分的端部安装有超临界二氧化碳喷射钻头，该喷射钻头上设有连通钻杆通道的喷嘴；设置在井口处的井内压力控制装置；设置在地上的固液气三相分离装置和二氧化碳回收装置。本发明采用超临界二氧化碳流体作为破岩流体，不会对油储层产生污染，有效地保护了油储层，大大提高了破岩效率，实现了二氧化碳的循环利用，对于老井增产、非常规油气藏的开发具有重要应用价值。

主权项

利用超临界二氧化碳径向水平井钻井系统的钻井方法，其特征在于，所述超临界二氧化碳径向水平井钻井系统包括：设置在地上的液体二氧化碳供应装置，所述液体二氧化碳供应装置包括液体二氧化碳储罐，和经高压管线与所述液体二氧化碳储罐连接的增压泵；设置在井筒内的钻井装置，所述钻井装置包括油管以及安装在所述油管底部的转向器，还包括套装在所述油管内的柔性钻杆，所述柔性钻杆穿过所述转向器在井筒的底部由垂直方向转变为水平方向，所述柔性钻杆具有中空的供超临界二氧化碳流体流过的钻杆通道，所述钻杆通道的顶部与所述增压泵的出口连接，所述柔性钻杆的水平方向部分的端部安装有超临界二氧化碳喷射钻头，所述超临界二氧化碳喷射钻头设有连通所述钻杆通道的喷嘴；设置在井口处的井内压力控制装置；设置在地上的固液气三相分离装置，包括与所述井内压力控制装置连接的固液气三相分离器；还包括设置在地上的二氧化碳回收装置，所述二氧化碳回收装置与所述固液气三相分离器连接；所述二氧化碳回收装置包括经管线依次连接的二氧化碳回收罐、过滤器、压缩机和制冷机，所述二氧化碳回收罐的进口与所述固液气三相分离器连接，所述制冷机的出口经回注管线与所述高压管线连通；利用所述的超临界二氧化碳径向水平井钻井系统的钻井方法如下：液体二氧化碳储罐中的液态二氧化碳经增压泵增压后进入柔性钻杆；液态二氧化碳沿钻杆通道向下运行，通过地层温度升温达到31.1℃以上，达到超临界态；在井筒底部，柔性钻杆通过转向器实现由垂直方向到水平方向的转变；超临界二氧化碳由超临界二氧化碳喷射钻头的喷嘴沿水平方向喷出，形成水平方向的超临界二氧化碳射流，沿井筒的径向破碎井筒底部侧壁的岩石，最终形成径向水平井眼；二氧化碳由超临界二氧化碳喷射钻头的喷嘴喷出破岩后，携带破碎岩石后形成的岩屑及部分地层流体上返至地面，经过固液气三相分离器，洁净的二氧化碳气体进入二氧化碳回收罐，再经过过滤器、压缩机和制冷机后进入增压泵，经增压泵增压后重新注入柔性钻杆的钻杆通道。