魚骨型分支水平井技術(shù)應(yīng)用

1、魚骨型分支水平井技術(shù)應(yīng)用摘要 為J增加水平井做井產(chǎn)雖，提廊采收率， 2006年在克拉嗎依油D百重7井區(qū)首次布宜一口魚骨型分 支水 平井。通過對(duì)已鉆魚骨型水平井的鉆井技術(shù)的難點(diǎn)和對(duì)策及魚骨型分支水平井的設(shè)計(jì)和應(yīng)用效果分析，闡述了魚骨型分支水平井在克拉瑪依油田有具有較好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞魚骨型水平井分支井眼鉆井參數(shù)窗口進(jìn)出一魚骨型分支水平井概述魚件型分支水平井，也稱為多翼水平井，指在單一井眼的水平段中，鉆出多個(gè)分支井眼,弁且這些分支井眼均在同一油層中穿行。完井方式為主眼下套管或篩管完井，分支井眼裸眼 完井。魚件型分支水平井對(duì)地層的要求， 要求油層有較為穩(wěn)左的結(jié)構(gòu)， 可開發(fā)油層連續(xù)厚度達(dá) 5? 7m

2、 以上。地質(zhì)資料要求詳實(shí)，提高分支井眼的油層鉆遇率。魚件型分支水平井井眼基本結(jié)構(gòu)，以設(shè)計(jì)主眼方位為主軸線，按一泄間隔距離（一般在50m左右）在主眼上分支出分支井眼，分支井眼呈對(duì)稱魚竹狀，左右均等，如 4分支則左枝2個(gè)右枝2 個(gè)，分支井眼長度在150m左右。整個(gè)魚竹井覆蓋面積（水平投影）為以主眼A點(diǎn)為起點(diǎn)、主眼為中軸線、半寬為設(shè)汁分支井眼終點(diǎn)至主眼的距離的矩形面（圖1所示虛線 框）o魚骨型4分支水平井水平投影示意圖見下圖 1。在縱向上（垂直方向）根據(jù)分支靶點(diǎn) 設(shè)計(jì)的垂深以及分支井眼的爬 高距離鎖定了一立厚度的矩形面積，該矩形以主眼為軸線上部距離為2? 2.5m,下部為設(shè)計(jì)分支靶點(diǎn)的最大垂深和主眼

3、的垂深差值。整個(gè)魚井控制了由以上兩個(gè)矩形（水平和垂直）所包含的長方體區(qū)域，較單一水平井以水平段軸線為中心的井筒有了縱深的發(fā)展，控制面積和體積都有較大的變化。特別對(duì)目前開發(fā)的百重 7井區(qū)的稠油 開發(fā)提供了新的方法。Z2 分Z4 分圖1魚骨型分支水平井井眼水平投影示意圖魚竹型分支水平井的靶窗和靶點(diǎn)設(shè)宜，主眼靶窗設(shè)il?和普通水平井相同，有 A、B點(diǎn)和長方體靶高和靶寬要求；分支井眼有分支點(diǎn)如圖一的 Al、A2、A3、A4點(diǎn)和分支井眼靶 點(diǎn)Bl、B2、 B3、B4.對(duì)分支井眼沒有靶窗要求但對(duì)垂深和橫向距離有限制，即分支井眼的爬高距離(分支眼軌跡距離設(shè)計(jì)主眼的最大垂深差值)和分支井眼終點(diǎn)Bl、B2、B3

4、、B4距離設(shè)計(jì)主眼水平投影長度如圖一所示距離do魚件型水平井可以更多地暴露儲(chǔ)層和增加產(chǎn)量，在單一的儲(chǔ)層采用多分支井能提高儲(chǔ)層的泄汕效率。擴(kuò)大與儲(chǔ)層的接觸而積，增加油井的產(chǎn)能，減少開發(fā)汕出所需井?dāng)?shù)。 魚骨型水 平井產(chǎn) 量是普通水平井的2倍，是直井的4? 5倍，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。近年來水平井技術(shù)發(fā)展迅速，工藝技術(shù)不斷提高，魚計(jì)型水平井已在國內(nèi)遼河、大港等 油 陽廣泛使用?？死斠烙统鲇性S多汕出和區(qū)塊具備鉆該類型的水平井的地質(zhì)條件，同時(shí)本地區(qū)具有相應(yīng)資質(zhì)和技術(shù)的 N向井施工隊(duì)伍，應(yīng)用和推廣魚檸型分支水平井技術(shù)具有很重要 的意義。二 百重7井區(qū)bHW01Z工程概況1百量7井區(qū)BHWO1Z質(zhì)情況開發(fā)層位

5、：三疊系克上組 (T2k2)克上組(T2k2):鉆厚22.8m,上部巖性以泥巖或泥質(zhì)砂巖為主，中下部巖性主要為中細(xì)砂巖、含礫砂巖和砂礫巖，與下伏地層呈不整合接觸。部署井區(qū)T2k2為純油藏，油層發(fā) 育穩(wěn)左。油層頂部埋深589m? 600.5m。魚骨水平井部署區(qū)主力油層段最大厚度為 6.7 m,最小為6.0m2百重7井區(qū)bHW01 Z井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及靶窗設(shè)計(jì)有關(guān)數(shù)據(jù)表1 bHW01Z井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表開鉆次數(shù)鉆頭尺寸(mm井深(m)套管尺寸(mm)套管下深(m)兀井方式備注444.5100339.7100套管固井二開311.2683.07244.5683.07套管固井三開水平段主井眼215.9983

6、.60177.8983.60篩管不固井Z1分支215.9882.74裸眼733.07m 側(cè)鉆Z2分支215.9932.57探眼783.07m 側(cè)鉆Z3分支215.9983.04裸眼833.07m 側(cè)鉆Z4分支215.9984.29裸眼883.07m 側(cè)鉆三魚骨分支水平井鉆井施工難點(diǎn)和對(duì)策1施工難點(diǎn)（1）分支井眼的軌跡控制。（2）如何減小水平段施工中的摩阻，加強(qiáng)油層的保護(hù)，選擇合 適的泥漿體系及泥漿的維護(hù)處理方法非常帝要。（3）分支井眼（主眼）側(cè)鉆施工。（4）主眼 軌跡的控制。（5魚骨井的摩阻較常規(guī)水平井大，有效的降低摩阻是分支井實(shí)鉆過程中的最大難點(diǎn)。（6）側(cè)鉆井眼窗口的形成與修理。（7）夾壁墻

7、的形成與保護(hù)問題2施工對(duì)策分支井眼軌跡控制首先是爬坡點(diǎn)的選擇，一般選擇在設(shè)計(jì)分支點(diǎn)前5? 10m,特殊情況下可以推后5? 10m:在爬坡井段的施工中，井段長控制在 20? 30m （爬高井段不得低于15m,以滿足后續(xù)側(cè)鉆需 要），工 具而以增斜為主，兼顧方位，正常在20? 30仕）度，井斜增加4度左右。后續(xù)井段根 據(jù)預(yù)測(cè)軌跡的的幾何參數(shù)和軌跡情況，及時(shí)進(jìn)行降井斜和調(diào)整方位工作，達(dá)到預(yù)期的爬高距離和支眼終點(diǎn)軌跡距離主井眼的距離：在此井段軌跡控制中視井斜和方位哪個(gè)為重點(diǎn)，則工具能力分配側(cè)重哪個(gè)。隨鉆做好待鉆設(shè)訃，盡量降低狗腿度，避免“需軌跡，減小摩阻，保證通井暢通，以分支靶點(diǎn)為支眼目標(biāo)控制終點(diǎn)。分

8、支井眼（主眼）側(cè)鉆施工側(cè)鉆井眼在原來分支井眼下方、方位偏離分支井眼為原則，確保新井眼形成后鉆具在以后的施工過程中順利進(jìn)入，避免重新進(jìn)入老井眼。其原理是由于鉆具自身的重力作用，在下放中貼近井眼底而，井眼有一泄的擴(kuò)大，即使在不同的螺桿工具而時(shí)也能順利進(jìn)入新井眼。側(cè)鉆位亶點(diǎn)選擇非常關(guān)鍵，在上一支眼爬坡井段的0? 15m井段選擇合適的側(cè)鉆點(diǎn)，進(jìn)行戈I眼側(cè)鉆施工；劃眼井段 6? 8m,劃眼按160? 150度（正負(fù)取偏離支眼方向）工具而，戈I眼3遍以上（視地層可鉆性情況，好則少否則多劃），第一遍控制鉆時(shí)在1小時(shí)/單根左右， 往后每次速度加倍，劃眼時(shí)控制工具而穩(wěn)左。劃眼注意事項(xiàng)：最好劃眼控制在完整的一個(gè)單

9、根，避免接單根再劃；劃眼底部在方鉆桿上劃線，方入留 1? 2m,每次劃至同一位置：劃眼 時(shí)可使用稍大排量，便于 新井眼的形成和老井眼的擴(kuò)大； 劃眼時(shí)避免在某一位置停頓洗井，防止形成大肚子或洗出新井眼。劃眼完成后，上提鉆具 2m停泵，下壓至劃眼井底，施加 0? 20t鉆壓，記錄下縮量，如果承壓正 常，可進(jìn)行下一步鉆進(jìn)，否則繼續(xù)劃眼。側(cè)鉆完成后即時(shí)進(jìn)行側(cè)鉆窗口的修整，通過提拉方式使分支點(diǎn)附近的井眼平滑過渡至新井眼，為后續(xù)施工打好基礎(chǔ)。為了保證側(cè)鉆的成功，劃眼和側(cè)鉆左向時(shí)要保持工具而的穩(wěn)泄，并且工具而最好 控制在和老分支井眼爬坡時(shí)的相反方向（差值180。）。（3）泥漿體系的選擇及維護(hù)處理井壁由于魚計(jì)

10、分支水平井特殊的施工工藝，要求鉆井液性能滿足潤滑防卡、攜巖洗井、穩(wěn)左井壁及保護(hù)油層的要求，最重要的是降低施工中的摩阻。此類型水平井摩阻明顯大于常規(guī)水平井，并且隨著分支的增加摩阻增加較快，鉆第一分支時(shí)，摩阻在 4? &,鉆至第四分支時(shí) 摩阻增加到15? 201。實(shí)鉆中采用無固相鹽水乳化鉆井完井液體系，混入一左量的柴油，通過控制含鹽量的多少來調(diào)整鉆井液的密度。施工中嚴(yán)格控制鉆井液API濾失量不大于5ml;加強(qiáng)固控設(shè)備的使用，振動(dòng)篩 和除砂器使用率100%,離心機(jī)使用率90%以上，及時(shí)清除鉆 井液中固相：要求嚴(yán)格控制好鉆井液 流變性，特別是施工井段的中后期，使鉆井液攜巖和懸浮能力進(jìn)一步增強(qiáng)。該鉆井液

11、體系較適合這兩個(gè)井區(qū)，井眼穩(wěn)泄，對(duì)儲(chǔ)層能起到較好的保護(hù)作用。但該鉆井液體系對(duì)于密度高于 1.23g/cm3的地區(qū)不好滿足，需要使用其它體系的鉆井液來替代。分支井眼完鉆后，立即替入柴油封閉井眼。注柴油施工，鉆完支眼后，為了后續(xù)采油工程需要，需在分支井眼內(nèi)注入柴油：注入柴油量的原則是柴油液面在爬坡井段以下，保證下次側(cè)鉆主眼時(shí)井眼的穩(wěn)圮，正常情況下井段長度為支眼長減去30m o注入柴油量按注入井段容積計(jì)算，替漿量按鉆具內(nèi)容枳計(jì)算，高度為井深減去注入井段長度。注油施工注意事項(xiàng)：注汕前需對(duì)泥漿密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使密度接近設(shè)汁上限，密度不足時(shí)及時(shí)加重后進(jìn)行注油；注油過程中，堅(jiān)持活動(dòng)鉆具，活動(dòng)距離2? 3m：注

12、油及替漿使用水泥車施工， 保證計(jì)疑的準(zhǔn)確 性：替漿結(jié)束后及時(shí)起鉆（防 止復(fù)雜發(fā)生），進(jìn)行后續(xù)施工。（4）主眼側(cè)鉆的軌跡控制受到分支井眼和側(cè)鉆的影響，實(shí)鉆軌跡為多拐點(diǎn)的曲線，每個(gè)分支點(diǎn)附件有一個(gè)拐點(diǎn)，這個(gè)拐點(diǎn)在靶窗的不同位置及拐點(diǎn)處的軌跡幾何參數(shù)宜接影響到后續(xù)軌跡的運(yùn)行。主井眼軌跡主要受到由以下幾個(gè)方而的影響：1） A點(diǎn)入靶的位置控制，入靶幾何參數(shù)達(dá)到設(shè)汁要求，最好走上半靶窗，避免由于下 套管, 使井底井斜和垂深降低，剛進(jìn)入水平段就需要對(duì)軌跡進(jìn)行調(diào)整。技套懸空控制在2m內(nèi)，減少下部施工風(fēng)險(xiǎn)。鉆技套下部結(jié)構(gòu)時(shí)，進(jìn)行多遍劃眼，保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行。2）鉆主眼井段時(shí)軌跡盡可能控制在靶窗中線附近， 便

13、于分支井眼完成后，側(cè)鉆主眼軌 跡不至 于出靶。主眼靠近支眼附近井段軌跡控制，垂深靠近上靶窗，水平投影軌跡靠近支眼方向的靶窗一側(cè)。側(cè)鉆結(jié)束后按劃眼工具而鉆進(jìn) 5-10米，視軌跡情況及時(shí)進(jìn)行井斜調(diào)整和方位調(diào)整，注 意控制 井斜使主眼軌跡不至于穿出下靶窗，方位控制便于進(jìn)行分支井眼操作（偏向分支井 眼）：預(yù)測(cè)爬坡點(diǎn)的前2根井段必須復(fù)合鉆進(jìn)，給爬坡提供平滑的井眼，便于進(jìn)行支眼和下一次主眼的施工。魚計(jì)井主井眼的曲率變化段多，對(duì)摩阻的影響非常大，隨著井眼的延伸不斷出現(xiàn)“S ”形井段，要求我們?cè)谲壽E控制過程中除正常的爬坡和降斜側(cè)鉆外避免軌跡出現(xiàn)“S形，保持軌跡平滑降低摩阻。百重7井區(qū)油層以砂礫巖為主，成巖差，

14、膠結(jié)疏松，減少長時(shí)間洗井，鉆進(jìn)中可以用調(diào) 整排 量做為輔助手段對(duì)工具能力進(jìn)行微調(diào)：軌跡控制中注意預(yù)測(cè)工具造斜能力，在調(diào)整軌跡 初始井段 10m左右，造斜率偏低，在同時(shí)進(jìn)行井斜和方位調(diào)整時(shí)狗腿度一般小于全力增降 井斜或方位時(shí)的 能力：由于巖性結(jié)構(gòu)的原因，降斜比增斜時(shí)造斜率大。(5)魚骨井的摩阻問題表2主眼實(shí)鉆軌跡鉆具摩阻扭矩分析表井段(m)分析工況鉆壓(KN)(r/min)扭矩應(yīng)力鉤線最大(Nm)井深最大(MPa)井深最大(KN)井深0-910121.44829360.7872089.86528289.83700端隈進(jìn)50150091069.79570263.38630SCI6072369101

15、28.69757291.50710分析條件：套管內(nèi)摩擦系數(shù)Cof=0.2裸眼Cof=0.3游動(dòng)系統(tǒng)重量100KN泥漿密度=1.20kg/cm3提下鉆速度V=30m/min摩阻分析通過以上摩阻圖表可以反映出， 鉆具摩阻產(chǎn)生最大的井段和應(yīng)力集中點(diǎn)在水平段，較 大的起伏發(fā)生在分支點(diǎn)附近，隨著水平段的延伸摩阻增加的速度加大：在軌跡方面降低摩阻的因素有：一分支點(diǎn)附近井眼的曲率的控制，二是水平段軌跡控制平滑，三水平段長度的設(shè)汁限度。另一方面水平段鉆具的剛度和起下鉆的速度對(duì)摩阻有影響，盡量減化鉆具結(jié)構(gòu)和鉆具的剛性、控制水平段起下鉆速度，使鉆具容易通過曲率變化較大的井段。(6)魚骨井分支井鉆具結(jié)構(gòu)和效能導(dǎo)向螺

16、桿使用帶螺旋扶正器，軌跡控制穩(wěn)左，便于進(jìn)行方位的調(diào)整。在螺桿上部加205球形扶正器，便于對(duì)窗口的修理和軌跡控制的平滑：使用雙非磁承壓鉆桿，保證方位測(cè)量的精確度：加重鉆桿必須為斜坡鉆具，降低摩阻；通井下部鉆具使用165引子+6127斜坡鉆桿1根+0210? 212扶正器+0165鉆鋌1根，降低常規(guī)鉆具通井的風(fēng)險(xiǎn)。側(cè)鉆井眼窗口的形成與修理側(cè)鉆后新井眼和老井眼呈“褲衩”狀，側(cè)鉆窗口的質(zhì)量對(duì)后續(xù)施工起到重要作用，由于側(cè)鉆前老井眼已有自身的軌跡趨勢(shì)，怎樣改變這種趨勢(shì)，窗口是新井眼和老井眼過渡的關(guān)鍵；窗口的形成，首先劃眼使井眼有一立的擴(kuò)大，然后定向側(cè)鉆逐漸形成新井眼。窗口的形狀和泄向影響到通井等施工鉆具能

17、否順利下入新井眼。窗口的截而形狀為橢圓狀，主要由固定工 具面劃眼形成，泄向是劃眼和左向共同作用的結(jié)果；橢圓的長軸的方向即為新老井眼的走勢(shì)。井眼的擴(kuò)大使鉆具的眼軌跡，避免鉆具進(jìn)入老支點(diǎn)下移，逐漸偏離老井眼，走向使新井眼加速脫離老井眼，形成新井眼軌跡，避免鉆具進(jìn)入老時(shí)修正井眼，平滑過渡至新井井眼。窗口的修理，主要通過提拉方式，使扶正器和鉆頭通過窗口 眼。時(shí)修正井眼，平滑過渡至新井夾壁墻的形成與保護(hù)問題在逐漸形成新井眼的過程中， 老井眼和新井眼之間隨著井眼的延伸， 夾壁墻也逐漸增厚：保護(hù) 好夾壁墻和保持一左的厚度是保證施工安全的需要。通過控制起下鉆速度、使用剛性小的鉆具結(jié)構(gòu)和提高鉆井液防塌性能的措施，減少對(duì)夾壁墻的損壞：保持夾壁墻一泄的厚度主要控制新井眼和老井眼達(dá)到一定的方位夾角和距離后，再考慮使用復(fù)合鉆控制軌跡，確保夾壁墻的穩(wěn)泄。四存在的問題1目前完成的魚廿型水平井為熱采稠油井，適合魚竹井的熱采配套技術(shù)需要進(jìn)行研究。2在鉆完分支井眼注入柴油后，循環(huán)井內(nèi)鉆井液時(shí)返出的鉆井液含有較稠的原油，鉆井液不均質(zhì)，嚴(yán)重影響MWD儀器信號(hào)，需要循環(huán)較長時(shí)間后，儀器信號(hào)才逐漸穩(wěn)左正常。五結(jié)論1魚竹型分支井適用于油層資料較為明確的區(qū)塊，油層連續(xù)厚度達(dá)到7米左右較好，太薄 不利于軌跡控制。2地質(zhì)