分支井水平井鉆井技術在沈陽采油廠邊臺-HZ2井中的應用

杜惠紅

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分支井水平井鉆井技術在沈陽采油廠邊臺-HZ2井中的應用

杜惠紅

（中國石油遼河油田鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010）

利用分支水平井鉆井手段提高采收率是國內外廣泛采用的方法。近年來，沈陽采油廠邊臺區塊采用多底分支井鉆井技術來提高油氣儲量動用程度，改善低滲油田開采效果。

分支井；鉆井技術；水平井；鉆機

1 施工情況概述

邊臺-HZ2井是一口潛山水平井，設計在潛山太古界花崗巖內鉆3個支，11個魚刺井眼，施工難度較高。由于第一個主井眼在造斜段發現了良好的油氣顯示，經鉆桿測試后甲方決定提前完鉆。因此，本井未鉆至水平段的入口點。本井由鉆井二公司四分公司40127隊承鉆，本隊使用40D鉆機，電驅動并配備頂驅裝置，設備先進，二開后使用合理的鉆具結構和參數，控制直井段的井斜，獲得了較好的效果，造斜段使用MWD，1.5°單彎螺桿控制軌變化，達到了設計要求，完鉆時井斜49.20°，方位264.10°，在設計穩斜段的范圍內。由于邊臺地區上部有淺氣層存在，這口井施工中重視淺氣層的防噴演習工作，井控設備按設計要求安裝調試，試壓達到設計要求，各種工況下都進行了防噴演習。

2 分支水平井的主要優勢

分支水平井的主要優勢集中在能夠擴大泄油面積、提高油井產能、在非均質地層中降低經濟風險、降低單位技術成本、提高致密砂巖的采收率、作為加密井可大幅度提高產量。多分支井和原井再鉆能提高油氣井的效益，降低噸油開采成本，實現少井高產，也有利于提高采收率。比如，在美國得克薩斯州的ANETH油田，雙分支井產量提高2倍以上，四分支井產量近于單井產量的5倍。

3 分支井優點

分支井在油田的開發上具有很多獨特的優點，具體如下：①具有接觸更大油藏面積的能力，能由單一井眼控制更大的采油面積；②具有1個以上水平段采油能力或有效開發多層油藏的能力；③可以防止錐進效應出現；④使用較少的直井開發不規則形狀油田，占地面積較??；⑤降低鉆井成本；⑥可通過多個分支井長度的總和達到指定的水平段長度；⑦可減少井下或地面設備的投資或日常管理費用；⑧減少地面油池的數量，可以減小對環境的污染；⑨具有多方向找到油藏邊界極限的能力。

4 分支井水平井鉆井窗口的選擇

分支井開窗的窗口位置是十分重要的，在分支井窗口位置的選擇上主要應考慮以下幾個方面。

4.1 窗口位置地層可鉆性好，地層穩定

分支井開窗要求窗口位置地層可鉆性好，要避免在可鉆性差的地層開窗，以保證窗口能順利開出，窗口位置地層相對穩定，一般選擇比較穩定的泥巖地層。

4.2 窗口位置與目的層位垂直高度差

窗口的高度是保證所鉆出的分支井眼能以較低的成本和安全地鉆達目的層關鍵技術之一，在選擇分支井窗口高度時要充分考慮鉆井過程中鉆具的造斜能力、地層的造斜能力、完井的井深全角變化率，要保證完井管柱的順利入井需求，特別是今后采油作業和增產措施對井深全角變化率的要求。

4.3 窗口位置沒有水層

由于分支井窗口的存在，完井套管就不可能像普通側鉆井一樣增加套管的重合段解決窗口的出水問題，在窗口地層水豐富的情況下水泥的固結強度也會受到影響。因此，窗口處容易發生出水等情況，給油井的正常生產帶來不利影響。遼河油田在第一口分支井施工時由于沒有認識到這個問題，造成了采油時窗口出水，后經多次施工進行堵水才試壓合格。

5 多底分支井井眼軌跡控制

分支井水平井井眼軌跡的控制是分支井鉆完井中的另一個重要問題。因此，在鉆井中要注意以下幾個問題：①為了確保達到預定的造斜率，鉆具組合的選擇必須合理；②測量儀器能必須保證測量數據的準確，特別是要正確預測鉆頭處的實際參數；③測量數據的處理必須科學合理；④逐點的計算與預測方面，從總體上分析實鉆剖面的發展與變化趨勢；⑤提前預測井眼進入油層的空間狀態，便于為下一步的鉆井創造良好條件；⑥在鉆進過程中盡量采用復合鉆進以提高鉆速，適當地進行短起下鉆，降低井眼磨阻。

根據井底預測、待鉆設計和施工經驗，對分支井的鉆井施工進行及時、全面的規劃，確定所采取措施及意外情況的對策的正確性。通過實時監測工具面來保證井眼軌跡平滑連續，避免井眼軌跡突變。 ?

6 分支井工具的主要特點

分支井工具的主要特點如下：①采用預開孔套管與導斜器配合技術，確保證主井眼和支井眼連接處的力學完整性與機械穩定性；②采用局部封固或全封固注水泥固井技術，保證主井眼和支井眼連接處有比較可靠的液壓密封性；③采用預置式定位定向裝置，確證各分支井眼的再進入性；④采用定向裝置，確證各分支井定向的準確性、連續性和簡潔性；⑤該系統有多種完井管柱組合，能保證內管柱注水泥、空心膠塞注水泥、定位局部注水泥等各種固井方式的順利實施；⑥該系統有功能齊全的完井管柱丟手裝置，能夠確保完井管柱的順利下井，并按先定向懸掛，后丟手脫離，再擠水泥固井、循環洗出多余水泥的順序安全施工；⑦該系統結構精練、機械強度高，主井眼和支井眼通徑大、功能齊全、操作方便、施工安全，適用于各種不同類型的油氣井中使用；⑧該系統各工具、裝置加工簡單、組裝可靠，能極大地降低工程成本，具有極大的推廣應用價值；⑨該套系統總體上達到了國際標準分級4級水平。

7 DF-1型分支井水平井完井系統的特點

DF-1完井系統的特點有以下幾個：①采用相貫技術，能保證主井眼和支井眼連接處的力學完整性、機械穩定性；②采用注水泥固井技術，可確保主井眼和支井眼連接處有比較可靠的液壓密封性；③采用預置式定位裝置，能確保各分支井眼的再進入性；④采用定向裝置，能確保各分支井定準確性、連續性和簡潔性；⑤該系統有功能齊全的完井管柱丟手裝置，能夠確保完井管柱的順利下井，并按先定向懸掛，后丟手脫離，再擠水泥固井、循環洗出多余水泥的順序安全 施工；⑥該系統結構精煉、機械強度高，主井眼和支井眼通徑大、功能齊全、操作方便、施工安全，適用在各種不同類型的油氣井中使用。DF-1型多底井完井系統主要由主井眼管柱組合、分支井管柱組合和主支井眼管柱相貫總成3部分組成。與國外同級分支井完井系統相比，該系統具有通徑大、結構簡潔、施工方便、價格合理等優點。該系統通過在邊臺-HZ2分支水平井成功應用，現已在遼河油區各區塊廣泛應用。分支井水平井鉆井技術是一套復雜的系統工程，它需要對油藏地質、鉆井、完井和采油工藝進行系統設計和綜合考慮。遼河油田分支井技術經多年的研究與應用，到目前為止已取得了成功，并得以廣泛應用。

2095－6835（2018）20－0033－01

TE242

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.033

〔編輯：張思楠〕