多分支水平井技術實現潛山等難采油氣藏高效開發

呂益祥（中國石油集團長城鉆探工程有限公司技術開發中心 北京100101）

一、前言

隨著世界油氣開發進入中后期開采，易開采儲量日益枯竭，剩余油氣高度分散，挖潛難度增大。潛山、稠油、低滲、深層、灘海、小斷塊等難采油藏已成為今后油氣開發的接替主力區塊，在新增探明含量中，難采油氣藏占大約70%。采用常規直井、定向井、水平井技術開采這些難采區塊時，存在鉆完井成本高、采油效率低下，儲層動用程度不高等問題，無法實現經濟高效開發。

隨著勘探開發技術的發展及鉆完井工藝水平的提高，分支水平井技術逐步成為國內外油氣田開發的重要方向，該技術在國內外油田尤其是潛山、稠油及深層油氣藏應用越來越廣泛。通過從一口井中獲得最大的總水平位移，在相同或不同方向上鉆穿不同深度的多套油氣層，有效地降低油氣田開發成本。

二、潛山油藏開發方案及技術難點

潛山、稠油等低滲透難動用區塊的開發難題可利用分支水平井技術解決。縱向上應用套管開窗分支井技術，實現多個儲層的同時開發；橫向上應用魚骨水平井來提高微裂縫鉆遇率，鉆遇垂直裂縫和溶洞的機會大大增加。使泄油面積和泄油效率顯著增加，減輕了底水錐進，單井產能得到提高。

目前潛山油藏開發存在諸多挑戰，主要存在以下幾個方面：潛山油氣藏地質構造復雜，優化布井困難；安全鉆井難度大；地層可鉆性差，進尺緩慢，鉆具磨損嚴重；開窗側鉆及魚骨分支側鉆困難；軌跡控制難度大；摩阻大，鉆具下入及提升困難；儲層保護難度大等。

三、技術措施及解決方案

針對潛山等難采區塊的開發難點，開展深入的地質精細描述和優化布井研究，優化分支水平井的井身剖面設計，優化軌跡設計和鉆具及鉆井參數，保證水平井段在儲層中最大限度延伸，實現的軌跡控制，注意全過程的油氣層保護，做好完井管柱優化和事故預防處理。

3.1、地質精細分析及優化布井

以潛山成藏理論為指導，結合構造精細解釋技術、儲層巖性識別及空間組合技術對儲層進行精確描述。運用動態分析、物質平衡和數值模擬等方法對剩余油分布規律深入研究，從橫向和縱向上進行產能分析和預測，為潛山難采儲量開發動用提供指導性依據[2、3]。以直井認識儲集巖發育段，利用分支水平井技術提高儲層裂隙鉆遇率和泄油面積，形成縱向分層段、平面跨斷塊的布井方式。

3.2、分支水平井井身剖面優化設計

針對潛山油藏含油厚度大、埋藏深的特點，縱向上根據油層具體厚度，分段部署。結合油藏裂縫展布方向和形狀特點，按照上中下分段分層疊置式部署剖面結構。魚骨分支的設計采用增-穩二段制，使分支井眼上翹；根據地質情況合理設計分布各分支眼，盡量采用低造斜率的軌跡設計，有效降低摩阻與扭矩，保證井眼曲率平滑，確保電測和各層套管的順利下入。【4】

3.3、長距離復雜軌跡控制技術

根據潛山地層特點，綜合分析工具造斜能力，合理匹配鉆具組合和鉆井參數。采用MWD/LWD隨鉆測量，精確控制井眼曲率，提高油層鉆遇率和軌跡精度。采用變曲率分次定向技術，保證井眼軌跡圓滑。在造斜過程中，做好井底軌跡預測，以實現入靶點“軟著陸”為目標進行待鉆井眼設計，確保準確入靶。【5】

3.4、井壁穩定及井眼清潔技術

根據巖層的的變化及時調整泥漿的密度、粘度和失水，使其始終保持良好的動力、靜切力和流變性，保證井壁的穩定。針對上覆地層易漏、易塌、易噴的特點，采用分段下多層技術套管的辦法，封隔砂泥巖剖面。斜井段和水平分支段采用無固相鉆井液，及時進行短起下鉆和通井，避免遇阻遇卡現象的發生。

3.5、分支井套管開窗及打撈技術

研究深井硬地層、大斜度井段、厚壁套管開窗技術，提高開窗效率。利用小銑錐打領眼，大小銑錐復合開窗的硬地層開窗套管、硬地層開窗銑錐消耗多的問題。控制合適的鉆壓，減小鐵屑尺寸，降低作業扭矩，提高窗口質量。注意分析砂樣中的鐵屑、巖屑的形狀、數量，及時了解開窗進程，并根據鐵屑的大小和形狀及時調整作業參數。研制新型打撈母錐，結合中心孔打撈方式，形成多種打撈工藝，提高深井打撈成功率。

3.6 魚骨分支側鉆技術

在分支側鉆過程中，將成熟的懸空側鉆技術與復合井眼技術結合，先選用設計尺寸鉆頭至分支點，然后選用定向鉆具加欠尺寸鉆頭進行分支井眼鉆進。完成后，再選用設計尺寸鉆頭懸空側鉆下一段主井眼，利用鉆頭直徑差在分支側鉆點處造臺階，解決硬地層懸空側鉆難題。

3.7 完井方式優選

根據潛山油藏的不同地質特點和開發工藝要求，優先選定完井方式。通常情況下，主井眼采用固井完井或篩管完井，魚骨分支井眼采用裸眼完井。

四、技術應用實例

興古7-H208井完井鉆井深4606m、水平段長757m。開窗點井深3523.3m，開窗套管強度高、硬度大（鋼級為TP125TT、壁厚為11.99m），是目前國內開窗位置最深的分支井之一。該井完井后采用水平段生產，導眼定向井暫不射孔生產，后期用于注水，成功利用了分支水平井技術對深層水平井導眼進行了保留。

五、結論

（1）現場應用表明，分支水平井技術可顯著增加井眼與油氣藏的接觸面積，大幅度地提高采收率和單井產量，是老區挖潛、提高剩余油氣產量的有效途徑。

（2）分支水平井技術不僅節約大量的鉆完井費用及采油作業成本，而且可提高儲層的動用程度，實現深層古潛山油藏、稠油油藏、深井氣藏、斷塊薄油藏等低滲難采區塊的經濟高效開發。（3）盡管分支水平技術取得了很大進步，針對一些特殊的地質條件，仍存在一些技術問題需要繼續研究和完善。例如，有效延伸水平段的長度，深井斜向器底坐封及錨定技術、超硬地層套管開窗技術、大斜度井段的傳壓技術、防卡技術、腐蝕性介質條件下的鉆完井工具適合性等仍有待于深入研究。

[1]祝金利，姜漢橋，梁春梅。多分支井技術在遼河稠油油藏中的應用[J].西安石油大學學報（自然科學版）,2008，23，（2）：55～57

[2]王君，范毅.稠油油藏的開采技術和方法[J]。西部探礦工程，2006，7（7）：84～85