鱼骨型分支水平井技术应用

1、鱼骨型分支水平井技术应用摘要 为J增加水平井做井产虽，提廊采收率， 2006年在克拉吗依油D百重7井区首次布宜一口鱼骨型分 支水 平井。通过对已钻鱼骨型水平井的钻井技术的难点和对策及鱼骨型分支水平井的设计和应用效果分析，阐述了鱼骨型分支水平井在克拉玛依油田有具有较好的应用前景。关键词鱼骨型水平井分支井眼钻井参数窗口进出一鱼骨型分支水平井概述鱼件型分支水平井，也称为多翼水平井，指在单一井眼的水平段中，钻出多个分支井眼,弁且这些分支井眼均在同一油层中穿行。完井方式为主眼下套管或筛管完井，分支井眼裸眼 完井。鱼件型分支水平井对地层的要求， 要求油层有较为稳左的结构， 可开发油层连续厚度达 5? 7m

2、 以上。地质资料要求详实，提高分支井眼的油层钻遇率。鱼件型分支水平井井眼基本结构，以设计主眼方位为主轴线，按一泄间隔距离（一般在50m左右）在主眼上分支出分支井眼，分支井眼呈对称鱼竹状，左右均等，如 4分支则左枝2个右枝2 个，分支井眼长度在150m左右。整个鱼竹井覆盖面积（水平投影）为以主眼A点为起点、主眼为中轴线、半宽为设汁分支井眼终点至主眼的距离的矩形面（图1所示虚线 框）o鱼骨型4分支水平井水平投影示意图见下图 1。在纵向上（垂直方向）根据分支靶点 设计的垂深以及分支井眼的爬 高距离锁定了一立厚度的矩形面积，该矩形以主眼为轴线上部距离为2? 2.5m,下部为设计分支靶点的最大垂深和主眼

3、的垂深差值。整个鱼井控制了由以上两个矩形（水平和垂直）所包含的长方体区域，较单一水平井以水平段轴线为中心的井筒有了纵深的发展，控制面积和体积都有较大的变化。特别对目前开发的百重 7井区的稠油 开发提供了新的方法。Z2 分Z4 分图1鱼骨型分支水平井井眼水平投影示意图鱼竹型分支水平井的靶窗和靶点设宜，主眼靶窗设il?和普通水平井相同，有 A、B点和长方体靶高和靶宽要求；分支井眼有分支点如图一的 Al、A2、A3、A4点和分支井眼靶 点Bl、B2、 B3、B4.对分支井眼没有靶窗要求但对垂深和横向距离有限制，即分支井眼的爬高距离(分支眼轨迹距离设计主眼的最大垂深差值)和分支井眼终点Bl、B2、B3

4、、B4距离设计主眼水平投影长度如图一所示距离do鱼件型水平井可以更多地暴露储层和增加产量，在单一的储层采用多分支井能提高储层的泄汕效率。扩大与储层的接触而积，增加油井的产能，减少开发汕出所需井数。 鱼骨型水 平井产 量是普通水平井的2倍，是直井的4? 5倍，经济效益十分显著。近年来水平井技术发展迅速，工艺技术不断提高，鱼计型水平井已在国内辽河、大港等 油 阳广泛使用。克拉玛依油出有许多汕出和区块具备钻该类型的水平井的地质条件，同时本地区具有相应资质和技术的 N向井施工队伍，应用和推广鱼柠型分支水平井技术具有很重要 的意义。二 百重7井区bHW01Z工程概况1百量7井区BHWO1Z质情况开发层位

5、：三叠系克上组 (T2k2)克上组(T2k2):钻厚22.8m,上部岩性以泥岩或泥质砂岩为主，中下部岩性主要为中细砂岩、含砾砂岩和砂砾岩，与下伏地层呈不整合接触。部署井区T2k2为纯油藏，油层发 育稳左。油层顶部埋深589m? 600.5m。鱼骨水平井部署区主力油层段最大厚度为 6.7 m,最小为6.0m2百重7井区bHW01 Z井身结构设计数据及靶窗设计有关数据表1 bHW01Z井身结构数据表开钻次数钻头尺寸(mm井深(m)套管尺寸(mm)套管下深(m)兀井方式备注444.5100339.7100套管固井二开311.2683.07244.5683.07套管固井三开水平段主井眼215.9983

6、.60177.8983.60筛管不固井Z1分支215.9882.74裸眼733.07m 侧钻Z2分支215.9932.57探眼783.07m 侧钻Z3分支215.9983.04裸眼833.07m 侧钻Z4分支215.9984.29裸眼883.07m 侧钻三鱼骨分支水平井钻井施工难点和对策1施工难点（1）分支井眼的轨迹控制。（2）如何减小水平段施工中的摩阻，加强油层的保护，选择合 适的泥浆体系及泥浆的维护处理方法非常帝要。（3）分支井眼（主眼）侧钻施工。（4）主眼 轨迹的控制。（5鱼骨井的摩阻较常规水平井大，有效的降低摩阻是分支井实钻过程中的最大难点。（6）侧钻井眼窗口的形成与修理。（7）夹壁墙

7、的形成与保护问题2施工对策分支井眼轨迹控制首先是爬坡点的选择，一般选择在设计分支点前5? 10m,特殊情况下可以推后5? 10m:在爬坡井段的施工中，井段长控制在 20? 30m （爬高井段不得低于15m,以满足后续侧钻需 要），工 具而以增斜为主，兼顾方位，正常在20? 30仕）度，井斜增加4度左右。后续井段根 据预测轨迹的的几何参数和轨迹情况，及时进行降井斜和调整方位工作，达到预期的爬高距离和支眼终点轨迹距离主井眼的距离：在此井段轨迹控制中视井斜和方位哪个为重点，则工具能力分配侧重哪个。随钻做好待钻设讣，尽量降低狗腿度，避免“需轨迹，减小摩阻，保证通井畅通，以分支靶点为支眼目标控制终点。分

8、支井眼（主眼）侧钻施工侧钻井眼在原来分支井眼下方、方位偏离分支井眼为原则，确保新井眼形成后钻具在以后的施工过程中顺利进入，避免重新进入老井眼。其原理是由于钻具自身的重力作用，在下放中贴近井眼底而，井眼有一泄的扩大，即使在不同的螺杆工具而时也能顺利进入新井眼。侧钻位亶点选择非常关键，在上一支眼爬坡井段的0? 15m井段选择合适的侧钻点，进行戈I眼侧钻施工；划眼井段 6? 8m,划眼按160? 150度（正负取偏离支眼方向）工具而，戈I眼3遍以上（视地层可钻性情况，好则少否则多划），第一遍控制钻时在1小时/单根左右， 往后每次速度加倍，划眼时控制工具而稳左。划眼注意事项：最好划眼控制在完整的一个单

9、根，避免接单根再划；划眼底部在方钻杆上划线，方入留 1? 2m,每次划至同一位置：划眼 时可使用稍大排量，便于 新井眼的形成和老井眼的扩大； 划眼时避免在某一位置停顿洗井，防止形成大肚子或洗出新井眼。划眼完成后，上提钻具 2m停泵，下压至划眼井底，施加 0? 20t钻压，记录下缩量，如果承压正 常，可进行下一步钻进，否则继续划眼。侧钻完成后即时进行侧钻窗口的修整，通过提拉方式使分支点附近的井眼平滑过渡至新井眼，为后续施工打好基础。为了保证侧钻的成功，划眼和侧钻左向时要保持工具而的稳泄，并且工具而最好 控制在和老分支井眼爬坡时的相反方向（差值180。）。（3）泥浆体系的选择及维护处理井壁由于鱼计

10、分支水平井特殊的施工工艺，要求钻井液性能满足润滑防卡、携岩洗井、稳左井壁及保护油层的要求，最重要的是降低施工中的摩阻。此类型水平井摩阻明显大于常规水平井，并且随着分支的增加摩阻增加较快，钻第一分支时，摩阻在 4? &,钻至第四分支时 摩阻增加到15? 201。实钻中采用无固相盐水乳化钻井完井液体系，混入一左量的柴油，通过控制含盐量的多少来调整钻井液的密度。施工中严格控制钻井液API滤失量不大于5ml;加强固控设备的使用，振动筛 和除砂器使用率100%,离心机使用率90%以上，及时清除钻 井液中固相：要求严格控制好钻井液 流变性，特别是施工井段的中后期，使钻井液携岩和悬浮能力进一步增强。该钻井液

11、体系较适合这两个井区，井眼稳泄，对储层能起到较好的保护作用。但该钻井液体系对于密度高于 1.23g/cm3的地区不好满足，需要使用其它体系的钻井液来替代。分支井眼完钻后，立即替入柴油封闭井眼。注柴油施工，钻完支眼后，为了后续采油工程需要，需在分支井眼内注入柴油：注入柴油量的原则是柴油液面在爬坡井段以下，保证下次侧钻主眼时井眼的稳圮，正常情况下井段长度为支眼长减去30m o注入柴油量按注入井段容积计算，替浆量按钻具内容枳计算，高度为井深减去注入井段长度。注油施工注意事项：注汕前需对泥浆密度进行监测，使密度接近设汁上限，密度不足时及时加重后进行注油；注油过程中，坚持活动钻具，活动距离2? 3m：注

12、油及替浆使用水泥车施工， 保证计疑的准确 性：替浆结束后及时起钻（防 止复杂发生），进行后续施工。（4）主眼侧钻的轨迹控制受到分支井眼和侧钻的影响，实钻轨迹为多拐点的曲线，每个分支点附件有一个拐点，这个拐点在靶窗的不同位置及拐点处的轨迹几何参数宜接影响到后续轨迹的运行。主井眼轨迹主要受到由以下几个方而的影响：1） A点入靶的位置控制，入靶几何参数达到设汁要求，最好走上半靶窗，避免由于下 套管, 使井底井斜和垂深降低，刚进入水平段就需要对轨迹进行调整。技套悬空控制在2m内，减少下部施工风险。钻技套下部结构时，进行多遍划眼，保证后续施工的顺利进行。2）钻主眼井段时轨迹尽可能控制在靶窗中线附近， 便

13、于分支井眼完成后，侧钻主眼轨 迹不至 于出靶。主眼靠近支眼附近井段轨迹控制，垂深靠近上靶窗，水平投影轨迹靠近支眼方向的靶窗一侧。侧钻结束后按划眼工具而钻进 5-10米，视轨迹情况及时进行井斜调整和方位调整，注 意控制 井斜使主眼轨迹不至于穿出下靶窗，方位控制便于进行分支井眼操作（偏向分支井 眼）：预测爬坡点的前2根井段必须复合钻进，给爬坡提供平滑的井眼，便于进行支眼和下一次主眼的施工。鱼计井主井眼的曲率变化段多，对摩阻的影响非常大，随着井眼的延伸不断出现“S ”形井段，要求我们在轨迹控制过程中除正常的爬坡和降斜侧钻外避免轨迹出现“S形，保持轨迹平滑降低摩阻。百重7井区油层以砂砾岩为主，成岩差，

14、胶结疏松，减少长时间洗井，钻进中可以用调 整排 量做为辅助手段对工具能力进行微调：轨迹控制中注意预测工具造斜能力，在调整轨迹 初始井段 10m左右，造斜率偏低，在同时进行井斜和方位调整时狗腿度一般小于全力增降 井斜或方位时的 能力：由于岩性结构的原因，降斜比增斜时造斜率大。(5)鱼骨井的摩阻问题表2主眼实钻轨迹钻具摩阻扭矩分析表井段(m)分析工况钻压(KN)(r/min)扭矩应力钩线最大(Nm)井深最大(MPa)井深最大(KN)井深0-910121.44829360.7872089.86528289.83700端隈进50150091069.79570263.38630SCI6072369101

15、28.69757291.50710分析条件：套管内摩擦系数Cof=0.2裸眼Cof=0.3游动系统重量100KN泥浆密度=1.20kg/cm3提下钻速度V=30m/min摩阻分析通过以上摩阻图表可以反映出， 钻具摩阻产生最大的井段和应力集中点在水平段，较 大的起伏发生在分支点附近，随着水平段的延伸摩阻增加的速度加大：在轨迹方面降低摩阻的因素有：一分支点附近井眼的曲率的控制，二是水平段轨迹控制平滑，三水平段长度的设汁限度。另一方面水平段钻具的刚度和起下钻的速度对摩阻有影响，尽量减化钻具结构和钻具的刚性、控制水平段起下钻速度，使钻具容易通过曲率变化较大的井段。(6)鱼骨井分支井钻具结构和效能导向螺

16、杆使用带螺旋扶正器，轨迹控制稳左，便于进行方位的调整。在螺杆上部加205球形扶正器，便于对窗口的修理和轨迹控制的平滑：使用双非磁承压钻杆，保证方位测量的精确度：加重钻杆必须为斜坡钻具，降低摩阻；通井下部钻具使用165引子+6127斜坡钻杆1根+0210? 212扶正器+0165钻铤1根，降低常规钻具通井的风险。侧钻井眼窗口的形成与修理侧钻后新井眼和老井眼呈“裤衩”状，侧钻窗口的质量对后续施工起到重要作用，由于侧钻前老井眼已有自身的轨迹趋势，怎样改变这种趋势，窗口是新井眼和老井眼过渡的关键；窗口的形成，首先划眼使井眼有一立的扩大，然后定向侧钻逐渐形成新井眼。窗口的形状和泄向影响到通井等施工钻具能

17、否顺利下入新井眼。窗口的截而形状为椭圆状，主要由固定工 具面划眼形成，泄向是划眼和左向共同作用的结果；椭圆的长轴的方向即为新老井眼的走势。井眼的扩大使钻具的眼轨迹，避免钻具进入老支点下移，逐渐偏离老井眼，走向使新井眼加速脱离老井眼，形成新井眼轨迹，避免钻具进入老时修正井眼，平滑过渡至新井井眼。窗口的修理，主要通过提拉方式，使扶正器和钻头通过窗口 眼。时修正井眼，平滑过渡至新井夹壁墙的形成与保护问题在逐渐形成新井眼的过程中， 老井眼和新井眼之间随着井眼的延伸， 夹壁墙也逐渐增厚：保护 好夹壁墙和保持一左的厚度是保证施工安全的需要。通过控制起下钻速度、使用刚性小的钻具结构和提高钻井液防塌性能的措施，减少对夹壁墙的损坏：保持夹壁墙一泄的厚度主要控制新井眼和老井眼达到一定的方位夹角和距离后，再考虑使用复合钻控制轨迹，确保夹壁墙的稳泄。四存在的问题1目前完成的鱼廿型水平井为热采稠油井，适合鱼竹井的热采配套技术需要进行研究。2在钻完分支井眼注入柴油后，循环井内钻井液时返出的钻井液含有较稠的原油，钻井液不均质，严重影响MWD仪器信号，需要循环较长时间后，仪器信号才逐渐稳左正常。五结论1鱼竹型分支井适用于油层资料较为明确的区块，油层连续厚度达到7米左右较好，太薄 不利于轨迹控制。2地质