魚骨狀水平分支井技術研究與應用

摘 要：結合對魚骨狀水平分支井的研究，從設計原則、鉆進方式、側鉆技術、鉆具組合設計、油氣層保護、完井技術等關鍵要素出發，綜合闡述了施工一口魚骨狀水平分支井的技術要點、成功經驗。

關鍵詞：水平井；魚骨狀水平分支井技術；地質導向鉆井

當前，很多油田已進入高含水后期挖潛、中低滲透油藏開發階段，低滲低壓油藏、稠油油藏、多層油藏的開發正在成為困擾人們的難題，通過魚骨狀水平分支井技術研究與現場試驗、推廣應用，為提高油氣藏綜合開發效益提供了一套全新的技術路線，為形成成熟配套的魚骨狀水平分支井鉆井技術創造了條件。

1魚骨狀水平分支井的特點

魚骨狀水平分支井鉆井技術是一種綜合利用水平井、分支井鉆井技術提高油藏采收率的鉆井新技術，這種鉆井技術可以根據油藏條件設計井眼并進行井眼的空間分布、有效增加油層的裸露面積、節約鉆井投資、充分利用上部井眼來提高油藏的綜合開采程度，最終達到提高采收率的目的，它與采用射孔完井和水力壓裂增產的常規井相比具有不可替代的優越性。

2魚骨狀水平分支井技術研究

2.1魚骨狀水平分支井應遵循的設計原則

（1）試驗井布井區儲層分布要穩定，油砂體井控程度高，同時要有一定的單井控制地質儲量，儲層描述清楚，避免鉆進過程中的盲目性；

（2）距油水邊界應有一定距離，設計時應避開邊底水，以求得最佳的開發效果；

（3）油層厚度不能太薄，應該有一定的厚度，至少大于6m，以便為鉆進分支井眼預留空間；

（4）部分學者研究結果表明，在分支井眼長度都相等的情況下，對稱分支井在分支數超過4個后，其產量增加幅度明顯變緩，因此合適的分支數目應不超過四個分支。

（5）在分支井眼與主井眼的夾角超過45°后，其產量增加幅度也顯著變緩；況且，如無旋轉導向、頂驅等先進的鉆井工具儀器作保障，其鉆井的難度也會隨夾角的增大而增加，因此合適的分支井眼與主井眼夾角應在45°之內。

2.2魚骨狀水平分支井井身結構設計

目前，魚骨狀水平分支井大多采用三層套管的井身結構，套管層次為φ339.7mm×φ244.5mm×φ158mm，設計施工時將φ244.5mm技術套管下至二開水平段著陸點后30m，以降低水平段及分支井眼鉆進時的風險，φ158mm防砂篩管下至主井眼，其它分支井眼采用祼眼完井。隨著魚骨狀水平分支井的推廣應用，將考慮在運用注蒸汽工藝的區塊內采用較大尺寸的井身結構，以提高蒸汽吞吐開采效果，套管的層次將是φ339.7mm×φ263.5mm×φ177.8mm。

2.3魚骨狀水平分支井鉆進方式的選擇

根據完井方式的不同，魚骨狀水平分支井的鉆進可以采用不同的鉆進方式。目前，由于國內現有工具的限制，主要采用前進式或后退式兩種鉆進方式，也有在鉆進過程中下入祼眼封隔器或專用工具進行鉆進的。通常采用的是主井眼下入防砂篩管、分支井眼祼眼的完井方式，根據這種完井方式，鉆進方式多采用前進式。此種鉆進方式順利下入防砂篩管的成功率較高，后期完井相對主動；另外，還可最大限度地減少可能的井眼損失，取得最佳的開發效果。

2.4魚骨狀水平分支井側鉆技術

側鉆技術決定著魚骨狀水平分支井鉆井成敗。側鉆的原則是分支井眼各向主井眼的側上方20°～30°（或330°～340°）方向鉆進一根，再采用扭方位的工具面鉆進一根，確保分支井眼迅速偏離主井眼，并完成分支井眼的鉆進。在進行主井眼的側鉆時，鉆具要起至側鉆分支的前一個單根，并采用與側鉆分支相反的工具面進行劃槽作業，根據鉆進的實際情況，劃槽作業時間可以不同，目的是在側鉆主井眼前形成一個臺階，為側鉆主井眼做準備，然后再按照懸空側鉆作業程序進行主井眼的側鉆，無論是在松散還是在堅硬的地層，都要堅持控時鉆進的原則，目的是要保證主井眼一次側鉆成功，并使側鉆的主井眼位于分支井眼的下方，這樣才能確保每次下鉆到分支側鉆點后，鉆具能依靠自身重力的作用順利進入主井眼而不是各分支井眼。

2.5魚骨狀水平分支井鉆具組合優化設計

（1）充分認識地層特點、準確預測造斜鉆具造斜能力的前提下，根據鄰井實鉆情況，進行鉆具組合的力學分析，并下入合適的鉆具組合；

（2）由于多數魚骨狀水平分支井在油層中鉆進，所以要滿足快速側鉆、井眼軌跡控制以及主井眼中的鉆具或完井管柱下入時摩阻力適中的要求，進行鉆井參數的優化設計，使鉆具不產生自鎖和彎曲；

（3）通過鉆具組合與完井管柱的剛性分析對比，保持導向鉆具的剛性大于完井管柱的剛性，以保證鉆具及完井管柱順利下入主井眼；

（4）采用優質螺桿鉆具及高效能的鉆頭，確保主井眼及分支井眼的順利鉆進。

通常采用的主井眼與分支井眼鉆具組合為：鉆頭+單彎螺桿+FEWD/LWD+無磁承壓鉆桿+MWD+斜坡鉆桿+加重鉆桿+鉆桿。根據需求不同，主井眼鉆頭尺寸與分支井眼鉆頭尺寸可以有所不同。

2.6魚骨狀水平分支井地質導向鉆井技術

魚骨狀水平分支井實際上包含了定向井系列的水平井、分支井、側鉆水平井等多種鉆井技術，工藝技術包括了目前世界上大部分鉆井工藝，是多種鉆井技術與特殊完井的一種結合。

魚骨狀水平分支井的鉆進過程中采用現有的地質導向鉆井技術，地質導向鉆井技術是根據LWD儀器提供的井下實時地質信息和定向數據，辨明所鉆遇的地質環境并預報將要鉆遇的地下情況，引導鉆頭進入油層并將井眼軌跡保持在產層中延伸。

3認識與體會

（1）魚骨狀水平分支井的成功實施，使人們耳目一新，在油田發展史上寫下濃重一筆。至此表明，以自主創新為基本內容的水平分支井技術已達到一定水平，為下步在油田乃至整個中石油全面推廣應用奠定了基礎，意義重大。

（2）完全依靠自身技術力量設計實施的具有自主知識產權的魚骨狀水平分支井，標志著我國在水平分支井鉆井研究開發應用施工方面取得了重大突破，為今后進一步推廣應用水平分支井鉆井、完井技術，提高油井產能提供了重要依據和寶貴經驗。

（3）魚骨狀水平分支井的成功實施，在設計技術、軌跡控制技術和懸空側鉆技術等方面都取得了實質性突破，在配套技術的應用和相關工程措施落實方面進行了成功探索。

（4）魚骨狀水平分支井技術與地質油藏精細描述相結合，鉆井、地質、油藏相結合準確預測儲層，既是發揮魚骨狀水平分支井技術的重要前提，也是提高油層鉆遇率的有效方法。

參考文獻：

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[2]林晶，王新，宋朝暉.新疆油田淺層稠油魚骨型分支水平井技術[J].石油鉆探技術，2007，35（2）：11～14.

作者簡介：

李瑞（1978—），男，河北棗強人，大學本科，工程師，現主要從事鉆井科研與現場技術服務工作。