分支井水平井钻井技术在沈阳采油厂边台-HZ2井中的应用

杜惠红



分支井水平井钻井技术在沈阳采油厂边台-HZ2井中的应用

杜惠红

（中国石油辽河油田钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010）

利用分支水平井钻井手段提高采收率是国内外广泛采用的方法。近年来，沈阳采油厂边台区块采用多底分支井钻井技术来提高油气储量动用程度，改善低渗油田开采效果。

分支井；钻井技术；水平井；钻机

1 施工情况概述

边台-HZ2井是一口潜山水平井，设计在潜山太古界花岗岩内钻3个支，11个鱼刺井眼，施工难度较高。由于第一个主井眼在造斜段发现了良好的油气显示，经钻杆测试后甲方决定提前完钻。因此，本井未钻至水平段的入口点。本井由钻井二公司四分公司40127队承钻，本队使用40D钻机，电驱动并配备顶驱装置，设备先进，二开后使用合理的钻具结构和参数，控制直井段的井斜，获得了较好的效果，造斜段使用MWD，1.5°单弯螺杆控制轨变化，达到了设计要求，完钻时井斜49.20°，方位264.10°，在设计稳斜段的范围内。由于边台地区上部有浅气层存在，这口井施工中重视浅气层的防喷演习工作，井控设备按设计要求安装调试，试压达到设计要求，各种工况下都进行了防喷演习。

2 分支水平井的主要优势

分支水平井的主要优势集中在能够扩大泄油面积、提高油井产能、在非均质地层中降低经济风险、降低单位技术成本、提高致密砂岩的采收率、作为加密井可大幅度提高产量。多分支井和原井再钻能提高油气井的效益，降低吨油开采成本，实现少井高产，也有利于提高采收率。比如，在美国得克萨斯州的ANETH油田，双分支井产量提高2倍以上，四分支井产量近于单井产量的5倍。

3 分支井优点

分支井在油田的开发上具有很多独特的优点，具体如下：①具有接触更大油藏面积的能力，能由单一井眼控制更大的采油面积；②具有1个以上水平段采油能力或有效开发多层油藏的能力；③可以防止锥进效应出现；④使用较少的直井开发不规则形状油田，占地面积较小；⑤降低钻井成本；⑥可通过多个分支井长度的总和达到指定的水平段长度；⑦可减少井下或地面设备的投资或日常管理费用；⑧减少地面油池的数量，可以减小对环境的污染；⑨具有多方向找到油藏边界极限的能力。

4 分支井水平井钻井窗口的选择

分支井开窗的窗口位置是十分重要的，在分支井窗口位置的选择上主要应考虑以下几个方面。

4.1 窗口位置地层可钻性好，地层稳定

分支井开窗要求窗口位置地层可钻性好，要避免在可钻性差的地层开窗，以保证窗口能顺利开出，窗口位置地层相对稳定，一般选择比较稳定的泥岩地层。

4.2 窗口位置与目的层位垂直高度差

窗口的高度是保证所钻出的分支井眼能以较低的成本和安全地钻达目的层关键技术之一，在选择分支井窗口高度时要充分考虑钻井过程中钻具的造斜能力、地层的造斜能力、完井的井深全角变化率，要保证完井管柱的顺利入井需求，特别是今后采油作业和增产措施对井深全角变化率的要求。

4.3 窗口位置没有水层

由于分支井窗口的存在，完井套管就不可能像普通侧钻井一样增加套管的重合段解决窗口的出水问题，在窗口地层水丰富的情况下水泥的固结强度也会受到影响。因此，窗口处容易发生出水等情况，给油井的正常生产带来不利影响。辽河油田在第一口分支井施工时由于没有认识到这个问题，造成了采油时窗口出水，后经多次施工进行堵水才试压合格。

5 多底分支井井眼轨迹控制

分支井水平井井眼轨迹的控制是分支井钻完井中的另一个重要问题。因此，在钻井中要注意以下几个问题：①为了确保达到预定的造斜率，钻具组合的选择必须合理；②测量仪器能必须保证测量数据的准确，特别是要正确预测钻头处的实际参数；③测量数据的处理必须科学合理；④逐点的计算与预测方面，从总体上分析实钻剖面的发展与变化趋势；⑤提前预测井眼进入油层的空间状态，便于为下一步的钻井创造良好条件；⑥在钻进过程中尽量采用复合钻进以提高钻速，适当地进行短起下钻，降低井眼磨阻。

根据井底预测、待钻设计和施工经验，对分支井的钻井施工进行及时、全面的规划，确定所采取措施及意外情况的对策的正确性。通过实时监测工具面来保证井眼轨迹平滑连续，避免井眼轨迹突变。 

6 分支井工具的主要特点

分支井工具的主要特点如下：①采用预开孔套管与导斜器配合技术，确保证主井眼和支井眼连接处的力学完整性与机械稳定性；②采用局部封固或全封固注水泥固井技术，保证主井眼和支井眼连接处有比较可靠的液压密封性；③采用预置式定位定向装置，确证各分支井眼的再进入性；④采用定向装置，确证各分支井定向的准确性、连续性和简洁性；⑤该系统有多种完井管柱组合，能保证内管柱注水泥、空心胶塞注水泥、定位局部注水泥等各种固井方式的顺利实施；⑥该系统有功能齐全的完井管柱丢手装置，能够确保完井管柱的顺利下井，并按先定向悬挂，后丢手脱离，再挤水泥固井、循环洗出多余水泥的顺序安全施工；⑦该系统结构精练、机械强度高，主井眼和支井眼通径大、功能齐全、操作方便、施工安全，适用于各种不同类型的油气井中使用；⑧该系统各工具、装置加工简单、组装可靠，能极大地降低工程成本，具有极大的推广应用价值；⑨该套系统总体上达到了国际标准分级4级水平。

7 DF-1型分支井水平井完井系统的特点

DF-1完井系统的特点有以下几个：①采用相贯技术，能保证主井眼和支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性；②采用注水泥固井技术，可确保主井眼和支井眼连接处有比较可靠的液压密封性；③采用预置式定位装置，能确保各分支井眼的再进入性；④采用定向装置，能确保各分支井定准确性、连续性和简洁性；⑤该系统有功能齐全的完井管柱丢手装置，能够确保完井管柱的顺利下井，并按先定向悬挂，后丢手脱离，再挤水泥固井、循环洗出多余水泥的顺序安全 施工；⑥该系统结构精炼、机械强度高，主井眼和支井眼通径大、功能齐全、操作方便、施工安全，适用在各种不同类型的油气井中使用。DF-1型多底井完井系统主要由主井眼管柱组合、分支井管柱组合和主支井眼管柱相贯总成3部分组成。与国外同级分支井完井系统相比，该系统具有通径大、结构简洁、施工方便、价格合理等优点。该系统通过在边台-HZ2分支水平井成功应用，现已在辽河油区各区块广泛应用。分支井水平井钻井技术是一套复杂的系统工程，它需要对油藏地质、钻井、完井和采油工艺进行系统设计和综合考虑。辽河油田分支井技术经多年的研究与应用，到目前为止已取得了成功，并得以广泛应用。

2095－6835（2018）20－0033－01

TE242

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.033

〔编辑：张思楠〕