水平井技术学习.pptx

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1、水平井钻井完井技术 1.1.水平井技术的优势水平井技术的优势 定定向向井井、大大斜斜度度井井、水水平平井井就就钻钻井井工工艺艺而而言言应应属属于于同同一一范范畴畴，即即都都是是从从一一定定的的轨轨道道（井井斜斜角角、方方位位角角）定定向向击击中中设设计计目目标标（靶靶区区）。不不同同点点为为水水平平井井是是指指井井斜斜达达到到9090 后后 水水 平平 钻钻 井井 延延 伸伸 一一 段段 水水 平平 距距 离离，一一 般般 将将 井井 斜斜 角角 在在6060 8585 的的定定向向井井定定义义为为大大斜斜度度井井，井井斜斜角角达达到到9090 的的井定义为水平井。井定义为水平井。第1页/共1

2、14页水平井钻井完井技术 1.1.水平井技术的优势水平井技术的优势 水水平平井井钻钻井井、完完井井主主要要以以提提高高油油气气产产量量和和提提高高油油气气采采收收率率为为目目标标，也也是是当当代代国国际际石石油油界界迅迅速速发发展展并并日日臻臻完完善善的的一一项项综综合合性性配配套套技技术术，已已经经投投产产的的水水平平井井绝绝大大多多数数带带来来了了十十分分巨巨大大的的经经济济效效益益，因因此此水水平平井井技技术术被被誉誉为为石石油油工工业业发展过程中的一项重大突破。发展过程中的一项重大突破。水平井技术具有以下优势：水平井技术具有以下优势：在在裂裂缝缝油油气气藏藏中中钻钻水水平平井井可可以以

3、提提高高裂裂缝缝的的钻钻遇遇率，从而获得高于直井数倍的产能；率，从而获得高于直井数倍的产能；第2页/共114页水平井钻井完井技术 1.1.水平井技术的优势水平井技术的优势 在在有有底底水水、气气顶顶的的油油藏藏中中钻钻水水平平井井可可降降低低水水气气的的锥锥进进速速度度，延延长长油油井井的的无无水水采采油油期期，可可以以合合理理地地利利用用油油层层的能量，提高油井产量和油藏采收率；的能量，提高油井产量和油藏采收率；在在天天然然气气气气藏藏中中钻钻水水平平井井，对对低低渗渗透透气气藏藏可可增增加加泄泄气气面面积积，从从而而减减少少生生产产井井数数；对对高高渗渗透透气气藏藏可可以以减减少少紊紊流流

4、影响，进一步提高气藏产能；影响，进一步提高气藏产能；第3页/共114页水平井钻井完井技术 1.1.水平井技术的优势水平井技术的优势 钻钻水水平平井井作作为为注注入入井井，在在注注水水、注注气气、混混相相驱驱和和聚合物驱中可以提高波及体积及驱油效率；聚合物驱中可以提高波及体积及驱油效率；在在薄薄油油藏藏、低低压压低低渗渗透透油油藏藏中中钻钻水水平平井井，可可增增加加井井眼与油层的接触面积，明显提高油产量和采收率。眼与油层的接触面积，明显提高油产量和采收率。第4页/共114页水平井钻井完井技术 2.2.水平井类型水平井类型 水平井按曲率半径可分成三种类型：水平井按曲率半径可分成三种类型：长曲率半径

5、水平井长曲率半径水平井 曲曲 率率 半半 径径 R=300600mR=300600m，曲曲 率率 K=1K=1 22 /10m/10m。见见图图1 1。中曲率半径水平井中曲率半径水平井 曲率半径曲率半径R100mR100m，曲率，曲率 ，见，见图图2 2。小曲率半径水平井小曲率半径水平井 曲率半径曲率半径R=510mR=510m，曲率，曲率 ，见，见图图3 3。第5页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.13.1水平井剖面设计水平井剖面设计 水水平平井井剖剖面面一一般般采采用用圆圆弧弧型型剖剖面面（单单圆圆弧弧、双双圆圆弧弧）和和

6、“增增-稳稳-增增”的的井井身身剖剖面面。对对中中、长长半半径径水水平平井井，目目前前多多采采用用“直直-增增-稳稳-增增-平平”井井身身剖剖面面，并并且且两两个个增增斜斜段段都都是园弧形。见是园弧形。见图图4 4。“增增-稳稳-增增”的井身剖面具有以下优点：的井身剖面具有以下优点：圆弧形造斜率恒定，有利于轨道控制；圆弧形造斜率恒定，有利于轨道控制；第6页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.13.1水平井剖面设计水平井剖面设计 剖面设计和计算都十分方便；剖面设计和计算都十分方便；由由于于工工具具造造斜斜能能力力和和油油层层位位置

7、置的的不不确确定定性性，两两个个增增斜斜段段之之间间的的稳稳斜斜段段，可可以以补补偿偿上上述述两两个个不不确确定定因因素素对对井眼轨道的影响。井眼轨道的影响。第7页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.23.2造斜点的合理选择造斜点的合理选择 选在地层稳定、且适合造斜的层段；选在地层稳定、且适合造斜的层段；减减小小起起下下钻钻摩摩擦擦阻阻力力和和摩摩擦擦扭扭矩矩，造造斜斜点点应应选选择择深些深些 ；造造斜斜点点选选择择有有利利于于安安全全着着陆陆，造造斜斜点点太太深深会会引引起起脱靶脱靶 。第8页/共114页水平井钻井完井技术 3

8、.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 水平井轨道设计包括两部分内容：水平井轨道设计包括两部分内容：靶区设计；靶区设计；轨道设计。轨道设计。(1).(1).靶区设计靶区设计 靶靶区区设设计计的的主主要要任任务务是是确确定定水水平平段段的的井井眼眼方方向向和和水平段控制体的位置、形状和尺寸。水平段控制体的位置、形状和尺寸。靶区设计的依据：靶区设计的依据：油藏类型；油藏类型；第9页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 油藏构造特征；

9、油藏构造特征；如如对对东东加加里里曼曼丹丹所所钻钻的的5050口口水水平平井井评评估估，认认为为对对有有气顶和底水的薄油藏，在靶区设计时应考虑：气顶和底水的薄油藏，在靶区设计时应考虑：1).1).当当着着陆陆点点太太靠靠近近油油气气界界面面时时，由由于于气气顶顶降降压压而而导致采收率降低；导致采收率降低；2).2).但当着陆点太低，会出现底水锥进；但当着陆点太低，会出现底水锥进；3).3).只只有有当当着着陆陆点点接接近近油油层层中中上上部部位位置置时时，获获得得了了好好的的开开采采量量。因因此此，靶靶区区设设计计中中，着着陆陆点点及及控控制制体体位位置置、形状、尺寸对水平井开采效益是非常重要

10、的。形状、尺寸对水平井开采效益是非常重要的。第10页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 (2).(2).轨道设计轨道设计 下下面面简简要要介介绍绍“直直-增增-稳稳-增增-平平”剖剖面面设设计计的的思思路路。如图如图6 6所示。剖面上的几个基本特征点所示。剖面上的几个基本特征点a a、b b、c c、T T。a a、T T的的坐坐标标位位置置是是已已知知的的，而而未未知知的的b b点点位位置置取取决决于于第第一一增增斜斜段段的的最最大大井井斜斜角角 ww，未未知知的的c c点点取取决决于于b

11、 b点点的的位位置及第一增斜段的长度置及第一增斜段的长度bcbc。因因此此这这种种剖剖面面设设计计主主要要解解决决的的问问题题在在于于求求 w w、bcbc。在在图图6 6的的bcfbcf中中：(1)(1)第11页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 由图由图6 6所示的几何关系可得到：所示的几何关系可得到：(2)(2)(3)(3)或或 (4)(4)其中：其中：第12页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水

12、平井轨道设计 算出算出a aww和和 L Lww后，便可进行井身轨迹设计计算了。后，便可进行井身轨迹设计计算了。式中：式中：L Lww稳斜段长度，稳斜段长度，mm；(3).(3).设计举例设计举例 某某储储层层的的油油层层倾倾角角 =3=3 、下下倾倾方方位位角角 =60=60 ，要要求求水水平平段段的的井井眼眼方方向向与与油油层层下下倾倾方方向向的的偏偏离离角角 =15=15 。预预计计 在在 两两 个个 增增 斜斜 井井 段段 上上 所所 用用 工工 具具 的的 最最 小小 造造 斜斜 率率 分分 别别 为为3.53.5 /30m/30m和和9 9 /30m/30m，设设计计造造斜斜率率分

13、分别别为为4 4 /30m/30m和和10/3010/30 mm。若若目目标标点点垂垂深深HHT T=500m=500m，水水平平井井段段的的控控制制体体参参数数 =0=0 ，L LHH=300m=300m，HH1 1=8m=8m，HH2 2=12m=12m。假假设设采采用用斜斜井井钻钻机机，其其初初始始井井斜斜角角a ai i=30=30 ，试试设设计计该该水水平平井井轨道。轨道。第13页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 确定水平井段的井眼方向确定水平井段的井眼方向 确定造斜点位置确定造

14、斜点位置 R R1 1=5400/=5400/（4 4）=429.718 3=429.718 3（mm）R R2 2=5400/=5400/（1010）=171.8873=171.8873（mm）第14页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 第15页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 考考虑虑到到最最优优造造斜斜点点HHvoptvopt附附近近的的地地层层情情况况以以及及油油层层位位置置的的

15、不不确确定定性性，假假设设选选取取造造斜斜点点垂垂深深HHv v=300m=300m。于于是是，有有 第16页/共114页水平井钻井完井技术 3.3.水平井井身剖面类型及轨道设计水平井井身剖面类型及轨道设计 3.33.3水平井轨道设计水平井轨道设计 计算稳斜井段的井斜角和段长计算稳斜井段的井斜角和段长 第17页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.14.1水平井完井应遵循的原则水平井完井应遵循的原则 水水平平井井完完井井的的目目的的是是为为了了获获得得更更高高的的油油井井产产量量和和生生产产寿命寿命。水平井完井应遵循如下的原则：水平井完井应遵循如下的原则：最

16、高的主要流体的产量，即原油、凝析油或天然气；最高的主要流体的产量，即原油、凝析油或天然气；最小的其它流体产量，即气、水或注入液；最小的其它流体产量，即气、水或注入液；尽量减少修井作业；尽量减少修井作业；控制砂侵；控制砂侵；防垢并控制流体的腐蚀作用；防垢并控制流体的腐蚀作用；保持油层套管和油管的完好无损；保持油层套管和油管的完好无损；具具有有放放弃弃初初次次开开采采井井段段而而进进行行二二次次甚甚至至三三次次开开采采及完井能力。及完井能力。第18页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 水平井完井方式可以分为以下六种

17、基本类型。水平井完井方式可以分为以下六种基本类型。(1)(1)裸眼完井（见图裸眼完井（见图7 7）(2)(2)割缝衬管完井（见图割缝衬管完井（见图8 8）(3)(3)射孔完井（见图射孔完井（见图9 9）(4)(4)带带ECPECP的割缝衬管完井（见图的割缝衬管完井（见图1010）(5)(5)裸眼预充填砾石完井（见图裸眼预充填砾石完井（见图1111）(6)(6)套管内预充填砾石完井（见图套管内预充填砾石完井（见图1212）第19页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (1)(1)裸眼完井（裸眼完井（见图见图7 7）

18、技技术术套套管管下下至至预预计计的的水水平平段段顶顶部部，注注水水泥泥固固井井封封隔隔。然后换小一级钻头钻水平段至设计长度完井。然后换小一级钻头钻水平段至设计长度完井。适应的地质条件：适应的地质条件：岩石坚硬致密，井壁稳定不坍塌地层；岩石坚硬致密，井壁稳定不坍塌地层；不要求层段分隔的储层；不要求层段分隔的储层；天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩；天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩；短或极短曲率半径的水平井。短或极短曲率半径的水平井。第20页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (1)(1)裸眼完井（见图裸眼完井（见图7 7）

19、裸眼完井的优点：裸眼完井的优点：成本最低；成本最低；储层不受水泥浆的伤害；储层不受水泥浆的伤害；使使用用可可膨膨胀胀式式双双封封隔隔器器，可可以以实实施施生生产产控控制制和和分分割割层段的增产作业；层段的增产作业；使用转子流量计，可以实施生产检测。使用转子流量计，可以实施生产检测。第21页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (1)(1)裸眼完井（见图裸眼完井（见图7 7）裸眼完井的缺点：裸眼完井的缺点：疏松储层，井眼可能坍塌；疏松储层，井眼可能坍塌；难以避免层段之间的窜通；难以避免层段之间的窜通；可选择的增产作

20、业有限，如不能进行水力压裂；可选择的增产作业有限，如不能进行水力压裂；生产检测资料不可靠。生产检测资料不可靠。第22页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (2)(2)割缝衬管完井（见割缝衬管完井（见图图8 8）完完井井工工序序是是将将割割缝缝衬衬管管悬悬挂挂在在技技术术套套管管上上，依依靠靠悬悬挂封隔器封隔管外的环形空间。挂封隔器封隔管外的环形空间。适应的地质条件：适应的地质条件：井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的地层；井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的地层；不要求层段分隔的储层；不要求层段分隔的储层；天然裂缝性碳

21、酸盐岩或硬质砂岩。天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩。第23页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (2)(2)割缝衬管完井（见图割缝衬管完井（见图8 8）割缝衬管完井的优点：割缝衬管完井的优点：成本相对较低；成本相对较低；储层不受水泥浆的伤害；储层不受水泥浆的伤害；可防止井眼坍塌。可防止井眼坍塌。第24页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (2)(2)割缝衬管完井（见图割缝衬管完井（见图8 8）割缝衬管完井的缺点：割缝衬管完井的缺点：

22、不能实施层段的分隔，不可避免有层段之间的窜通；不能实施层段的分隔，不可避免有层段之间的窜通；无法进行选择性增产增注作业；无法进行选择性增产增注作业；无法进行生产控制，不能获得可靠的生产测试资料。无法进行生产控制，不能获得可靠的生产测试资料。第25页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (3)(3)射孔完井（射孔完井（见图见图9 9）技术套管下过直井段注水泥固井后顶部，在水平段技术套管下过直井段注水泥固井后顶部，在水平段内下入完井尾管、注水泥固井。内下入完井尾管、注水泥固井。适应的地质条件：适应的地质条件：要求实施

23、高度层段分隔的注水开发储层；要求实施高度层段分隔的注水开发储层；要求实施水力压裂作业的储层；要求实施水力压裂作业的储层；裂缝性砂岩储层。裂缝性砂岩储层。第26页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (3)(3)射孔完井（见图射孔完井（见图9 9）射孔完井的优点：射孔完井的优点：最最有有效效的的层层段段分分隔隔，可可以以完完全全避避免免层层段段之之间间的的窜窜通通 ；可可以以进进行行有有效效的的生生产产控控制制、生生产产检检测测和和包包括括水水力力压压裂作业在内的任何选择性增产增注作业。裂作业在内的任何选择性增产增

24、注作业。第27页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (2)(2)射孔完井（见图射孔完井（见图9 9）射孔完井的缺点：射孔完井的缺点：相对较高的完井成本；相对较高的完井成本；储层受水泥浆的伤害；储层受水泥浆的伤害；水平井的固井质量目前尚难保证；水平井的固井质量目前尚难保证；要求较高的射孔操作技术。要求较高的射孔操作技术。第28页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (4)(4)带带ECPECP的割缝衬管完井（的割缝衬管完井（见图见图

25、1010）依靠管外封隔器实施层段的分隔可以按层段进行作业和依靠管外封隔器实施层段的分隔可以按层段进行作业和生产控制。生产控制。适应的地质条件：适应的地质条件：要求不用注水泥实施层段封隔的注水开发储层；要求不用注水泥实施层段封隔的注水开发储层；要求实施层段封隔，但不要求水力压裂的储层；要求实施层段封隔，但不要求水力压裂的储层；井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层；井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层；天然裂缝性或横向非均质性的碳酸盐岩或硬质砂岩储层天然裂缝性或横向非均质性的碳酸盐岩或硬质砂岩储层第29页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方

26、式分类水平井完井方式分类 (4)(4)带带ECPECP的割缝衬管完井（见图的割缝衬管完井（见图1010）带带ECPECP的割缝衬管完井的优点：的割缝衬管完井的优点：相对中等程度的完井成本；相对中等程度的完井成本；储层不受水泥浆的伤害；储层不受水泥浆的伤害；依靠管外封隔器实施层段分隔，可以在一定程度依靠管外封隔器实施层段分隔，可以在一定程度上避免层段之间的窜通；上避免层段之间的窜通；可以进行生产控制、生产检测和选择性的增产可以进行生产控制、生产检测和选择性的增产增注作业。增注作业。第30页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完

27、井方式分类 (4)(4)带带ECPECP的割缝衬管完井（见图的割缝衬管完井（见图1010）带带ECPECP的割缝衬管完井的缺点：的割缝衬管完井的缺点：管外封隔器封隔层段的有效程度，取决于：管外封隔器封隔层段的有效程度，取决于：水平井眼的规则程度；水平井眼的规则程度；封隔器的坐封和密封件的耐压、耐温等因素。封隔器的坐封和密封件的耐压、耐温等因素。第31页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (5)(5)裸眼预充填砾石完井（裸眼预充填砾石完井（见图见图1111）在裸眼井中进行井下砾石充填，在砾石完全充填到位之前，在裸

28、眼井中进行井下砾石充填，在砾石完全充填到位之前，井眼有可能坍塌，扶正器有可能被埋置在疏松地层中。井眼有可能坍塌，扶正器有可能被埋置在疏松地层中。适应的地质条件：适应的地质条件：岩性胶结疏松，出砂严重的中粗、细粒砂岩储层；岩性胶结疏松，出砂严重的中粗、细粒砂岩储层；不要求封隔层段的储层；不要求封隔层段的储层；热采稠油油藏。热采稠油油藏。第32页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (5)(5)裸眼预充填砾石完井（见图裸眼预充填砾石完井（见图1111）裸眼预充填砾石完井的优点：裸眼预充填砾石完井的优点：储层不受水泥浆

29、的伤害；储层不受水泥浆的伤害；可以防止疏松储层出砂及井眼坍塌；可以防止疏松储层出砂及井眼坍塌；特别适宜于热采稠油油藏。特别适宜于热采稠油油藏。第33页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (5)(5)裸眼预充填砾石完井（见图裸眼预充填砾石完井（见图1111）裸眼预充填砾石完井的缺点：裸眼预充填砾石完井的缺点：不能实施层段的分隔，因而不可避免有层段之间不能实施层段的分隔，因而不可避免有层段之间的窜通；的窜通；无法进行选择性增产增注作业；无法进行选择性增产增注作业；无法进行生产控制等。无法进行生产控制等。第34页/共

30、114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (6)(6)套管内预充填砾石完井（套管内预充填砾石完井（见图见图1212）在套管井中进行井下砾石充填。在套管井中进行井下砾石充填。适应的地质条件：适应的地质条件：岩性胶结疏松，出砂严重的中粗、细粒砂岩储层；岩性胶结疏松，出砂严重的中粗、细粒砂岩储层；裂缝性砂岩储层；裂缝性砂岩储层；热采稠油油藏。热采稠油油藏。第35页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (6)(6)套管内预充填砾石完井（见图套管内预

31、充填砾石完井（见图1212）套管内预充填砾石完井的优点：套管内预充填砾石完井的优点：可以防止疏松储层出砂及井眼坍塌；可以防止疏松储层出砂及井眼坍塌；可以实施选择性的射开层段；可以实施选择性的射开层段；特别适宜于热采稠油油藏。特别适宜于热采稠油油藏。第36页/共114页水平井钻井完井技术 4.4.水平井完井方法水平井完井方法 4.24.2水平井完井方式分类水平井完井方式分类 (6)(6)套管内预充填砾石完井（见图套管内预充填砾石完井（见图1212）套管内预充填砾石完井的缺点：套管内预充填砾石完井的缺点：储层不受水泥浆的伤害；储层不受水泥浆的伤害；必须起出井下预充填砾石筛管后，才能实施选择必须起出

32、井下预充填砾石筛管后，才能实施选择性的增产增注作业。性的增产增注作业。第37页/共114页分支井钻井完井技术 1.1.多底分支井的定义多底分支井的定义 国国外外在在2020世世纪纪9090年年代代后后期期大大力力发发展展多多分分支支井井，被被认认为是为是2121世纪石油工业领域的重大技术之一。世纪石油工业领域的重大技术之一。所所谓谓多多（底底）分分支支井井，是是指指在在一一口口主主井井眼眼的的底底部部钻钻出出2 2口口或或多多口口进进入入油油气气藏藏的的分分支支井井眼眼（二二级级井井眼眼），甚甚至至再再从从二二级级井井眼眼中中钻钻出出三三级级子子井井眼眼。主主井井眼眼可可以以是是直直井井，定定

33、向向斜斜井井、水水平平井井。分分支支井井眼眼可可以以是是定定向向斜斜井井，水水平平井井或或波波浪式分支井眼。浪式分支井眼。第38页/共114页分支井钻井完井技术 2.2.多分支井的优越性多分支井的优越性 多多分分支支井井和和原原井井再再钻钻能能够够大大幅幅度度地地提提高高油油气气井井的的效效益益、降降低低吨吨油油开开采采成成本本、提提高高单单井井产产量量、实实现现少少井井高高产产。也有利于提高最终采收率。其主要优越性如下：也有利于提高最终采收率。其主要优越性如下：1 1多多分分支支井井的的一一个个显显著著特特点点是是享享有有共共同同的的井井口口和和上上部部井井段段，因因而而可可以以缩缩短短钻钻

34、井井时时间间，降降低低钻钻井井成成本本。例例如如，在在美美国国得得克克萨萨斯斯州州AnethAneth油油田田，双双分分支支井井产产量量提提高高2 2倍倍以以上上，四四分分支支井井产产量量近近于于单单井井产产量量的的5 5倍倍，该该地地区区多多分分支支井井钻井成本见下表。钻井成本见下表。第39页/共114页分支井钻井完井技术 2.2.多分支井的优越性多分支井的优越性AnethAneth油田多分支井钻井成本表油田多分支井钻井成本表 第40页/共114页分支井钻井完井技术 2.2.多分支井的优越性多分支井的优越性 2 2可以有效的开采多产层油藏，提高油气产量。可以有效的开采多产层油藏，提高油气产量

35、。3 3最最大大限限度度的的减减轻轻井井场场准准备备、修修复复以以及及通通往往井井场场道路修筑的作业量，节省井台，降低成本。道路修筑的作业量，节省井台，降低成本。4 4以以多多翼翼中中等等长长度度的的分分支支井井代代替替单单口口水水平平段段较较长长的的水水平平井井，增增加加泄泄油油面面积积和和裂裂缝缝油油藏藏暴暴露露，另另一一方方面面可可以以降低井底流动压力，减少地层损害，提高产量和采收率。降低井底流动压力，减少地层损害，提高产量和采收率。第41页/共114页分支井钻井完井技术 2.2.多分支井的优越性多分支井的优越性 5 5可可以以在在一一口口主主井井眼眼中中实实施施提提高高采采收收率率的的

36、计计划划（如如蒸蒸气气辅辅助助重重力力驱驱油油），可可以以一一翼翼分分支支井井作作为为注注入入井井，而而将将另另一一翼翼分分支井作为生产井。支井作为生产井。6.6.可以降低单位井眼长度（与产层接触井段）的钻井成本。可以降低单位井眼长度（与产层接触井段）的钻井成本。7.7.减减少少开开发发某某一一油油藏藏的的井井数数，从从而而减减轻轻对对环环境境敏敏感感地地区区的的影响。影响。第42页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.13.1分支井类型分支井类型 俄俄罗罗斯斯石石油油钻钻井井研研究究院院对对多多（底底）支支井井分分成成以以下下三三类：类

37、：1.1.由主井眼钻进的带水平和倾斜井眼的多支井；由主井眼钻进的带水平和倾斜井眼的多支井；2.2.多层井；多层井；3.3.由由一一个个水水平平井井眼眼钻钻进进一一系系列列径径向向井井眼眼的的径径向向井。井。第43页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 1.1.具有水平井和倾斜井眼的分支井类型具有水平井和倾斜井眼的分支井类型 适用油藏类型及条件适用油藏类型及条件 ：开采枯竭油藏开采枯竭油藏 高粘油藏高粘油藏 薄层油藏薄层油藏 油藏厚度几十米油藏厚度几十米几百米。几百米。第44页/共1

38、14页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 由由于于岩岩石石地地质质和和开开采采条条件件的的不不同同，总总的的来来说说，曲曲型型的的多多底底（分分支支）井井剖剖面面的的研研究究是是很很复复杂杂的的。分分支支井井剖剖面面设设计计应应根根据据具具体体的的油油藏藏特特征征具具体体决决定定，这这里里讲讲述述的的是是分分支井设计的总方法。支井设计的总方法。均质地层的水平多底井剖面均质地层的水平多底井剖面 由由于于在在均均质质地地层层中中，油油藏藏压压力力沿沿地地层层厚厚度度系系列列分分布，这种条件宜采用

39、水平井多底剖面，布，这种条件宜采用水平井多底剖面，如图如图1 1。第45页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 重力驱油的均质层多侧向井剖面重力驱油的均质层多侧向井剖面 重重力力驱驱油油的的均均质质地地层层，多多底底井井剖剖面面在在延延伸伸部部分分应应向地层的上部有不大的井眼弯曲，向地层的上部有不大的井眼弯曲，如图如图2 2。稳稳定定岩岩层层（石石灰灰岩岩、白白云云岩岩、密密实实泥泥灰灰岩岩）分分支支井剖面井剖面 稳稳定定岩岩层层分分支支井井剖剖面面一一般般为为造造斜斜点点高高出出

40、储储层层顶顶面，而分为圆锥形多底井剖面，面，而分为圆锥形多底井剖面，如图如图3 3。第46页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 稳定岩层分支井剖面有如下特点：稳定岩层分支井剖面有如下特点：（1 1）这种储层完井方法一般为先期裸完井。）这种储层完井方法一般为先期裸完井。（2 2）各各分分支支井井穿穿越越的的地地层层没没有有要要求求再再下下套套管管和和注注水水泥封固的杂层。泥封固的杂层。（3 3）静静液液面面高高出出最最高高分分支支井井的的顶顶部部，且且高高于于稳稳定定器器层的顶面。

41、层的顶面。（4 4）各分层井在开采过程可下入洗井、修井管柱。）各分层井在开采过程可下入洗井、修井管柱。第47页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 薄层储层分支井剖面薄层储层分支井剖面 在在薄薄油油层层中中，分分支支井井井井斜斜角角不不能能小小于于6060 ，一一般般在在薄薄层层或或局局部部非非均均质质地地层层，分分支支井井井井身身剖剖面面采采用用波波状状形形剖剖面面。见见图图4 4。对对于于储储层层压压力力较较高高的的薄薄层层，或或在在储储层层内内存存在在阻阻碍碍斜斜井井眼眼或或

42、水水平平井井眼眼钻钻井井的的非非稳稳定定层层（疏疏松松复复杂杂岩岩性性、水水层层、气气层层、漏漏失失层层等等）。在在该该储储层层上上又又有有较较稳稳定定的的致致密密岩岩层层，其其分分支支井井井井身身剖面剖面如图如图5 5。第48页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 2.2.多层井剖面（多层井剖面（见图见图6 6）适用油藏类型及条件：适用油藏类型及条件：油层厚度油层厚度 100m100m 高粘油藏高粘油藏 有气顶的油藏有气顶的油藏 有底水的油藏有底水的油藏第49页/共114页分支井

43、钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 对对于于厚厚度度为为100m100m或或更更厚厚的的地地层层，在在某某些些情情况况下下适适合合于于利利用用多多层层井井。在在第第一一层层里里按按需需分分配配3-43-4个个分分支支行行钻钻进进。针针对对不不同同的的开开采采目目的的可可以以钻钻进进2-32-3层层水水平平井井眼眼，例例如如对对于于高高粘粘油油藏藏，可可在在中中层层分分支支井井内内注注入入热热载载体体，而而在在上上层层和和下下层的分支井进行采油。层的分支井进行采油。开采原油油藏开采原油油藏(100m

44、)(100m)。开采稠油油藏。开采稠油油藏。第50页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 带带有有水水平平井井眼眼的的多多层层井井推推荐荐应应用用于于具具有有气气顶顶的的大大厚厚度度油油藏藏。在在此此条条件件下下，上上层层井井眼眼（3-43-4个个分分支支）在在气气顶顶范范围围内内钻钻进进，下下层层井井眼眼在在油油藏藏的的含含油油剖剖面面范范围围内内钻钻进进（图图7 7）。这在油气接触面不变。）。这在油气接触面不变。这这种种多多层层井井剖剖面面也也可可应应用用于于底底水水油油藏藏，

45、用用来来防防止止底水锥进（底水锥进（图图8 a8 a）。）。有有非非渗渗透透泥泥岩岩石石和和泥泥灰灰岩岩层层的的含含油油砂砂岩岩和和交交替替分分布的油砂层（布的油砂层（图图8b8b）。）。第51页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 3.3.径向分支井剖面径向分支井剖面 适用油藏类型及条件适用油藏类型及条件 ：渗渗透透率率和和初初始始含含油油饱饱和和度度低低的的储储层层，且且在在这这类类储储层下有很厚的含油层。层下有很厚的含油层。在在产产层层顶顶部部有有原原油油饱饱和和的的透透镜镜

46、体体、或或被被非非渗渗透透泥泥岩隔断的含油饱和砂层。岩隔断的含油饱和砂层。在大厚度层状地层的中部具有最厚的产层夹层。在大厚度层状地层的中部具有最厚的产层夹层。第52页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 径径向向钻钻井井工工艺艺允允许许在在深深度度3003000m3003000m，长长度度达达到到900m900m水水平平主主井井眼眼中中钻钻相相距距5m5m或或更更长长、曲曲率率半半径径57 57 mm、延延伸伸长长度度150m150m的的径径向向分分支支井井眼眼，其其倾倾斜斜面面相

47、相对对水水平平面面的的倾倾角角可可从从0 0到到360360 。在在直直径径为为178216mm178216mm的的水水平平主主井井眼为眼为100m100m或更长的径向分支井。或更长的径向分支井。对对于于非非常常差差的的储储层层渗渗透透率率，较较低低的的初初始始含含油油饱饱和和度度的的储储层层，因因此此开开采采井井的的产产量量非非常常小小。若若在在这这些些储储层层的的下下部部分分布布有有很很厚厚的的含含油油层层，则则在在这这种种条条件件下下可可以以成成功功地地应应用用如如图图9a9a所示的多底井剖面。所示的多底井剖面。第53页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支

48、井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 这种多底井剖面弥补了水平井和斜井的不足，如果这种多底井剖面弥补了水平井和斜井的不足，如果多底井的水平井眼是在顶剖产层内，在它下部产的所有分多底井的水平井眼是在顶剖产层内，在它下部产的所有分支井，钻开下部产层直到底部。支井，钻开下部产层直到底部。径径向向井井眼眼的的数数量量可可按按地地层层的的非非均均质质性性程程度度来来确确定定。实际上每一个分支井即为其所钻位置上的一口直井。实际上每一个分支井即为其所钻位置上的一口直井。若若在在产产层层顶顶部部有有原原油油饱饱和和的的透透镜镜体体，或或被被非非渗渗透透泥泥岩岩隔隔

49、断断的的含含油油饱饱和和砂砂层层，那那么么无无论论是是作作为为开开采采井井还还是是注注入入井，最好是用图井，最好是用图9b9b所示的径向水平井。所示的径向水平井。第54页/共114页分支井钻井完井技术 3.3.分支井分类及主要剖面类型分支井分类及主要剖面类型 3.23.2不同种类分支井的剖面类型不同种类分支井的剖面类型 在在大大厚厚度度层层状状地地层层的的中中部部具具有有最最厚厚的的产产层层夹夹层层时时，可可应应用用如如图图9c9c所所示示的的多多底底井井部部面面。上上面面所所指指出出的的每每一一个个多多底底井井剖剖面面，对对于于其其它它目目的的确确良良也也可可以以应应用用。如如把把这这种种分

50、分支支井作为注水井和油气田的油带。井作为注水井和油气田的油带。为为了了解解决决油油气气开开采采过过程程中中广广泛泛存存在在的的问问题题，可可以以在在一一个个水水平平面面内内钻钻向向分分支支井井眼眼（如如图图1010）。带带有有这这样样井井眼眼剖剖面面的径向水平井可应用于各种块状或透镜体油藏。的径向水平井可应用于各种块状或透镜体油藏。第55页/共114页分支井钻井完井技术 4.4.分支井完井技术分支井完井技术4.14.1分支井的三个关键特征分支井的三个关键特征 完完井井技技术术是是分分支支井井中中最最复复杂杂、最最关关键键的的工工艺艺步步骤骤，分支井的三个关键特征是：分支井的三个关键特征是：1.