侧钻三分支鱼骨水平井钻完井技术

佟德水

(中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010)

侧钻三分支鱼骨水平井钻完井技术

佟德水

(中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010)

分支水平井技术已成为块状、多层系油藏开发的重要手段，辽河边台潜山区块应用该技术进行开发，取得了良好效果。为进一步扩大该技术的应用范围,将分支井技术与侧钻技术有机结合，完成了国内第一口侧钻三分支鱼骨水平井。重点介绍了AN3CH井的井身结构优化设计、开窗侧钻工艺和完井技术等方面的关键内容。该试验井的成功，积累了宝贵的实践经验，为今后类似油藏开发提供了一种高效的开发手段，具有一定推广应用价值，可供国内外相关技术人员借鉴。

古潜山 分支水平井 鱼骨 侧钻 完井

辽河油田经过50年勘探开发，已进入开发的后期，存在大量的关停井和低效井。经过不断探索和技术完善，侧钻水平井已成为油田老井复产、剩余油挖潜的重要生产利器。为进一步探索“少井高产”的高效开发方式，走效益发展之路，在边台潜山部署了一口侧钻三分支鱼骨水平井，其目的是利用侧钻多分支水平井技术，提高低效井产能，改善区块开发效果。

1 老井及地质概况

AN3井位于大民屯凹陷—法哈牛构造带北部边台潜山构造带，油藏类型为受潜山控制的具有复杂岩性的非均质裂缝型块状高凝油藏[1]。该井于1984年投产，至2010年因低效关井，关井前累计产油2 681 t，产气335.2×104Nm3。后期油藏精细刻画显示，该区油层较为发育，一般含油底界2 520 m，老井井深1 850 m，揭开潜山厚度小，尚有670 m潜力空间可供挖掘。

老井揭露的地层自下而上发育有太古界、下第三系房身泡组、沙河街组沙四段、沙三段、沙一段、东营组、上第三系和第四系地层，其中太古界是主要目的层段。太古界地层主要由鞍山群变质岩组成，储集岩以混合花岗岩、浅粒岩为主，其次为黑云母斜长片麻岩、变粒岩。

2 钻井工程设计

2.1井身结构优化设计

在老井φ177.8 mm套管内，全部采用φ152.4 mm钻头加深和侧钻，为了充分挖掘老井周边的剩余油，每个分支在水平段设计两个鱼骨井眼，增大油井泄油面积，减小油气进入井筒的阻力。

按照成熟的设计经验，为便于采用“前进式”[2]钻进方式施工时，钻完鱼骨井眼后，能够充分利用钻柱自重避免重入鱼骨井眼，顺利进行分支主井眼钻进，各鱼骨均采用“上翘”井斜设计，鱼骨端点和入口点垂深差值控制在2～5 m左右。

Z1(分支1)对老井眼直井加深，从2 391.13 m和2 534.27 m悬空侧钻鱼骨；Z2(分支2)从1 786 m开窗，定向钻进，从2 174.01 m和2 224.38 m悬空侧钻鱼骨；Z3(分支3)从1 736 m开窗，定向钻进，从2 137.44 m和2 326.88 m悬空侧钻鱼骨，井身结构示意图见图1。

图1 AN3CH井设计井身结构

2.2完井方式优化设计

综合考虑施工难度、油井寿命和生产经济性等因素[3]，对完井方式进行优选：(1)由于地层岩性物理力学强度高，井壁稳定性好，鱼骨井眼进尺短，故全部采用裸眼完井；(2)分支主井眼要兼顾井筒连通性和防砂要求，均采用φ114.3 mm管柱完井，各分支第一个鱼骨侧钻点前下入光管固井，下部下入高强度打孔筛管，其中Z1采用半程固井技术对鱼骨侧钻点以上进行封固，Z2和Z3光管和筛管间通过套管外封隔器进行分隔(见图1)。

3 钻完井难点分析

(1)地层可钻性差。钻井主要层位是太古界，地层多为混合花岗岩兼有晚期侵入的煌斑岩，可钻性级别在8以上，可钻性差，钻头选型困难。

(2)钻完井过程中易发生井漏。由于所属区块为裂缝性潜山油藏，老井资料显示，该区AN110等多口井钻完井过程中均发生钻井液、完井液漏失。

(3)工艺复杂，施工难度大。硬地层开窗侧钻困难，分支完井工艺多样，老井技术套管腐蚀严重，井筒完整性变差，安全高效钻完井难点突出。

4 钻完井关键技术

4.1开窗侧钻技术

首先使用φ155 mm通径规通井，采用超细水泥封堵炮眼，在Z1施工过程中，因老井生产周期长，考虑到φ177.8 mm套管鞋下近10 m水泥塞容易发生掉块卡钻的风险，对加深侧钻的设计进行变更，下入一体式导斜器，在1 821 m开窗侧钻；在Z2和Z3施工过程中，统筹考虑避开套管接箍和射孔井段，分别于调整开窗点Z2下移至1 791 m，Z3上提至1 732.2 m，采用威德福LW23-26PPF斜向器和φ155 mm铣锥开窗。

开窗初始段采用5 kN左右小钻压开窗，开窗中段钻压加至120 kN提高开窗效率，钻进4～5 m后，在井口观察到返出铁屑减少、砂砾增多时，上提钻具采用20～30 kN钻压修窗，直到上提下放畅通无阻。

4.2钻头选型

为了保障试验井快速高效钻进，考虑地区研磨性强、可钻性差的特点，充分发挥螺杆钻具滑动钻进与转盘复合钻进的技术优势，优选采用了斯密斯XR系列牙轮钻头，平均机械钻速达3.32 m/h，机械钻速达到了同区φ215.9 mm钻头的水平[4]。

表1 该区实钻钻头使用情况统计

4.3钻进配套技术

为了保障井眼清洁对钻井液排量的要求，在施工过程中选用中空螺杆钻具，增加钻头水马力和钻井液上返速度。因AN3井φ177.8 mm技术套管部分井段套管腐蚀严重，钻进过程中每2柱钻杆使用一只NRP350型非旋转式防磨套，加强对套管的保护，有效减少了钻杆对套管磨损。

4.4钻井液

为了防止井漏导致复杂情况，选用无固相钻井液，维护的关键是在开窗时钻井液要保持足够高的粘度和切力，具有良好的触变性及合适的屈服值，以便更好地悬浮铁屑和携带铁屑；随着井深、井斜、位移的增加，钻具与井壁的接触面积增大，摩阻力和扭矩随之增大，随时补充润滑剂和石墨粉降低泥饼摩阻系数，提高钻井液的润滑防卡性能；为了防止井漏和有效保护储层，保证超低渗透剂含量在2%～3%，充分利用超低渗透剂的屏蔽暂堵特性，增强钻井液的防漏和油层保护能力。

4.5完井技术

4.5.1 Z1完井

Z1半程固井，下入φ114.3 mm尾管串：引鞋+筛管33根+盲板短节+光管1根+管外封隔器+光管1根+分级箍+光管43根+尾管悬挂器。下钻至2 653 m下压5 t钻压，确认下入Z1主眼，上提尾管串，憋压8 MPa，坐挂尾管悬挂器；憋压13 MPa，座封管外封隔器后，继续憋压到19 MPa,打开分级箍；正转脱手，固井座封顶部封隔器后，上提送入工具。

4.5.2 Z2完井

为了保证密封质量，在光管两端各下入两组遇油膨胀封隔器，下入φ114.3 mm尾管串：引鞋+筛管47根+光管1根+遇油膨胀封隔器+光管1根+遇油膨胀封隔器+光管6根+遇油膨胀封隔器+光管1根+遇油膨胀封隔器+光管3根+短套1根+套管串至井口。使用贝克修斯化学切割工具，从1 794.8 m处切断管串，起出送入套管。

4.5.3 Z3完井

为了防止化学切割引发套管开窗窗口处裸眼垮塌，造成井眼被堵，Z3使用壁挂式悬挂器进行完井作业，下入φ114.3 mm尾管串：盲堵引鞋+弯套管+筛管串+1.5 m短套管+套管1根+遇油膨胀封隔器1只+套管1根+遇油膨胀封隔器1只+套管串+遇油膨胀封隔器1只+套管1根+旋转接头+变扣+壁钩式悬挂器+送入工具+提升短节+定向接头+送入钻具。

送尾管至2 644.14 m，使用陀螺摆工具面为255°(与开窗工具面成反方向)。放壁钩，悬挂于1 735 m，下压10 t以确认悬挂到位，上提管串2 m，再次下放壁钩悬挂于1 735 m，下压10 t，两次下放方入相同，最终确认壁钩悬挂到位。打压17.5 MPa丢手，上提钻具验证成功丢手后继续打压24.5 MPa憋通球座。起钻，悬挂成功(见图2)。

5 应用效果

完井投产后，初期日产22 t，为同区块普通直井平均产量10倍，展现了三分支鱼骨水平的技术优势。

图2 AN3CH井实际井身结构

6 认识与体会

(1)该试验井的成功，拓宽了分支鱼骨井应用范围，为今后巨厚潜山油藏立体开发、多层油层分层开发等提供了一种高效的开发手段。

(2)三分支鱼骨水平井具有较大的适应性，生产后期可转为下分支注水、上分支采油的复合功能单井。

(3)多种完井方式的综合应用，实现了三分支井的有效贯通，充分发挥了分支合采的优势，是取得良好应用效果的关键。

[1] 陈元春，王桂珍，陈和平.辽河边台潜山裂缝性储集层特征[J].新疆石油地质，1998，19(3)：228-230.

[2] 王伟，管志川，刘永旺，等.鱼骨状水平分支井分支初始段的优化设计[J].石油钻采工艺，2012,34(5)：37-40.

[3] 万仁溥.现代完井工程[M].3版.北京：石油工业出版社，2008.

[4] 佟德水.辽河边台潜山双分支鱼骨水平井钻完井技术[J].钻采工艺，2015,38(6)：18-20.

(编辑 韩 枫)

Drilling and completion technique for sidetracking fish-bonehorizontal well with three lateral branches

Tong Deshui

(DrillingandDevelopingResearchInstituteofLiaoheOilfieldCompany,PetroChina,Panjin124010,China)

The technique of branch horizontal well has become one of the most important methods for developing the block and multilayer reservoir.This technique has gained good effects in the development of the Biantai buried hill in Liaohe Oilfield.In order to enlarge the application range of the technique,integrating the branch well and side tracking techniques,the first sidetracking fish bone well with three lateral branches has been completed in the nationwide.The key contents such as the optimal design of the casing program,the technique of side tracking and completion have been introduced in this paper.The valuable practical experience was accumulated from the success of the test well,which can provide an efficient method for the development of similar reservoir.It has certain value for popularization application,and can be referred for the related technicians all over the world.

buried hill;multi-lateral well;fish bone;side tracking;well completion

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.02.014

2017-03-05；改回日期：2017-05-18。

佟德水(1982—)，工程师，现从事钻完井技术研究及钻井工程管理工作。E-mail：tds_929@126.com。

中国石油天然气股份公司重大科技专项《辽河油田原油千万吨持续稳产关键技术研究》(2012E-3010)。

TE25

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