超短半徑多分支水平井鉆井技術探討

摘要：隨著我國科學技術的不斷發展進步，鉆井領域中研究和開發出了更多的新型前沿技術，其中超短半徑多分支水平井鉆井技術就是其中之一。超短半徑多分支水平井鉆井技術有著油井產量高、注水采油精度高、采收率高的優勢，在一些復雜斷塊油藏、稠油油藏、厚油層頂部剩余油、低滲透油藏、砂體規模小、綜合調整難度大、開發效益差的油層有著廣泛的應用，發揮著重要的作用。本文主要闡述了超短半徑多分支水平井技術特點，分析了超短半徑多分支水平井眼軌道優化設計，最后對超短半徑多分支水平井鉆井施工過程進行探討。

關鍵詞：超短半徑;多分支;水平井鉆井技術

隨著我國一部分油田已經進入了開采的中后期，開采的難度變得越來越大，我們逐漸的將開采的重點向著低滲透油藏、薄油層、復雜斷塊、開發效益低、綜合調整難度高等油層轉移。一般情況下針對以上各種油層，我們主要使用的開采方式為加密調整及老井側鉆的方式，但是在老井井身結構限制、井槽數量限制的情況下，開采需求沒有得到滿足。針對以上問題，超短半徑多分支水平井鉆井技術在低滲透、稠油、老油井等有著廣泛的應用，有著挖潛剩余油、增加泄油面積的優勢，為油田的穩產、增產提供了新的方法。

1 超短半徑多分支水平井技術特點

超短半徑多分支水平井鉆井技術的主要原理就是開窗側鉆，完成老井套穿越一套或者多套油層，在造斜段、水平段鉆進時使用一些特制的工具。在相同或者不同的油層可以根據實際需求，進行一個或者多個分支井眼鉆進開發。超短半徑多分支水平井鉆井技術的主要核心技術就是采用柔軟短節鉆具與單根長度0.15米鉆桿相組合的方式，造斜能力達到15-20°/m，有效將曲率半徑控制在2-5米范圍之內，轉向90°后呈現水平狀態。根據每個區域內儲層特點的不同，當水平段鉆進滿足設計需求后，就要選擇科學合理的完井方式，達到不同油層完井需求。

超短半徑多分支水平井鉆井技術與傳統的水平井鉆井技術相比較有著以下幾點優勢：（1）老井泄油面積增加，原油產量增加，采收率進一步提升;（2）老井采取側鉆的方式，節約了鉆井施工成本與施工周期，井槽利用率進一步提升;（3）在薄油層、小規模砂體、頂部剩余油等油藏進行水平鉆井施工時，超短曲率半徑控制在2-3米之內，省去了堵水作業、固井作業時間，避開了開水層，達到一次性完井目的;（4）鉆井設備操作簡單、方便，對鉆完井作業設備操作要求不高;（5）針對多層、薄互儲層可以實現多套油層內開窗側鉆，滿足水平井鉆進需求。

2 超短半徑多分支水平井眼軌道優化設計

超短半徑多分支水平井鉆井技術中，井眼軌跡的優化設計在其中發揮著重要的作用，是地質油藏開發的重要前提。井眼軌跡的設計需要克服的難題比較多，主要有造斜率高、造斜井段短等，同時還要高度的重視工具能力、地層特性、工藝技術等可能造成的影響。

2.1 側鉆點位置優選

想要保障側鉆技術的順利開展，完成油藏開采的目的，其中選擇準確的水平分支井眼是十分重要的，通常情況下在老井套質量比較好的位置選擇側鉆點，同時還要避開套管節箍與全角變化率大于3°的井段。我們一般情況下需要根據老井測斜數據參數對側鉆點進行選擇，同時油層深度及厚度的確定也要根據測井解釋數據參數，保障開窗側鉆后能夠順利進入油層。同時還要對柔性鉆具造斜率及短鉆桿長度情況充分的考慮，在儲層底部2米以上的位置一般為穩斜段，側鉆點的位置可以根據反算計算出來。

2.2 造斜段設計

三段制是目前我國超短半徑多分支水平井井眼軌跡設計中比較常見的一種，三段主要指的就是開窗段、造斜段、水平段。造斜段是其中的關鍵。油層厚度對造斜段有著較大的影響。想要保障造斜結束后井眼軌跡順利進入油層，就要分析油層厚度、走向等影響因素，科學合理的控制儲層段。

2.3 井斜方位控制

超短半徑多分支水平井井眼開窗及鉆進時需要采用基點定位測量的方式，避免出現井眼反扣等現象，影響井眼軌跡鉆進。分支井眼在無旋轉導向的情況下鉆進，想要計算出井眼軌跡就要采取開窗及造斜進尺，有效控制井斜，避免出現盲鉆現象，給水平井鉆井施工帶來風險。

3 超短半徑多分支水平井鉆井施工過程

超短半徑多分支水平井鉆井技術的主要流程為刮管作業、套管開窗作業、下入開窗斜向器、水平段鉆進、定向造斜鉆進、回收斜向器等。

（1）刮管作業。對套管內存在的一些附著物進行清除，保障開窗斜向器成功下入井內。

（2）下入開窗斜向器。開窗斜向器的主要作用是對井眼進行造斜，充分考慮到增斜及導向需求，對斜向器的鞋面角度進行科學合理的設計，出窗后就能完成增斜的任務。

（3）套管開窗作業。經常使用的開窗鉆具組合形式為柔性鉆桿+鉆桿+銑錐。想要保障開窗的質量，就要根據實際情況對窗口進行修復，實現窗口的平滑、起下鉆無阻掛。開窗過程中要合理的調整數據參數，采取低轉速、低鉆壓連續磨銑的方式，窗口修整的時候采取高轉速的方式。

（4）定向造斜段鉆進。定向造斜段鉆井造斜鉆頭主要依靠開窗斜向器進行引導，避免井眼偏離設計方向，造斜段長度由進尺決定，進尺控制范圍一般在2-5米之內，油層走向與井斜盡量保持一致。

（5）水平段鉆進。水平鉆進鉆頭的選擇合理性是水平段作業施工時的關鍵，在砂巖中也要保障鉆頭順利前進。對鉆進的數據參數進行科學合理的調整，對鉆具起到良好的保護作用。

4 結語

經過以上的研究和分析發現，在我們應用了超短半徑多分支水平井鉆井技術之后，單井產量有所提升，增油效果良好。超短半徑多分支水平井鉆井技術有著施工周期短、施工成本低、操作流程簡單方便、增儲上產效果明顯的優勢，有著良好的推廣前景。尤其在一些低滲透、低孔隙、低產的老井和停產井中，超短半徑多分支水平井鉆井技術通過一個或者多分支井眼，實現油層泄油面積的增加，油井產量的進一步提升，在我國油田企業挖潛增效方面發揮著重要的作用。

參考文獻：

[1]劉立焱，劉智勤，吳淑輝，王藝. 超短半徑多分支水平井鉆井技術及其應用[J]. 中國石油和化工標準與質量，2020，40（23）：160-162.

[2]呂敏. 基于柔性鉆具的超短半徑多分支水平井側鉆技術及應用[J]. 中國石油和化工標準與質量，2018，38（20）：156-157.

[3]楊永印，楊海濱，王瑞和，馬開良，周衛東，馬清明，徐希良. 超短半徑輻射分支水平鉆井技術在韋5井的應用[J]. 石油鉆采工藝，2006（02）：11-14+81-82.

[4]薛向陽，劉艷彬，喬衛峰，王振華，吳長鋒. 文10-83井超短半徑徑向水平井鉆井實驗[J]. 中國石油和化工標準與質量，2013，34（02）：131.

作者簡介：

田海崗，1983年，男，漢族，河北衡水，大慶石油學院石油工程專業畢業，大?！，F任職廊坊奧瑞拓能源科技股份有限公司，工程師。主要研究方向為鉆井工程及鉆測定錄一體化。