分支水平井钻井技术研究与应用.doc

分支水平井钻井技术研究与应用 第一部分 前 言 一、分支井简介 分支井定义：分支井是指从一个主井筒中，侧钻出两个或两个以上的分支井筒的井。 分支井类型：一般分为分支定向井、分支水平井、鱼刺型分支井、米字型分支井等多种类型。 分支井 1、分支井窗口的力学完整性。 2、分支井窗口的水力密封性。 3、分支井的重入性。 分支井技术级别： 1）第一级是裸眼完井。这种类型油井所占比列最大。 2）第二级是主井筒下套管完井，分支井筒裸眼完成。 3）第三级是主井筒下套管完井，分支井筒下衬管完井，可重入。 4）第四级是主井筒和分支井筒均下套管，固井完井，可重入。 5）第五级是窗口靠机械密封，可重入。 6）第六级是指预制井下双管井。该级完井目前由于成本太高，技术难度大而实例很少，可重入。 分支井的特点： 1）具有接触更大油藏面积的能力和有效开发多层油藏的能力。 2）使用较少的井数开发油田，从而减少油井对场地的需求，降低开采成本。 3）可减少井下或地面设备的投资以及日常管理费用。 4）减少地面油池的数量，因而可以减少对环境的污染。 5）具有多方向找到油藏边界极限的能力。 6）每口井有多个油层时进行开发可以提高油田单井产量。 7）海上钻井可以减少井口槽数，减少平台投入。 二、国内、外分支井发展现状 1、国外分支井技术发展现状 分支井的理论早在二十世纪初就提出来了。50年代，前苏联就曾采用涡轮钻具钻成一口十翼分支井，该井投产后原油产量增加17倍；到1975年前苏联共钻了30多口分支井，每口分支井的钻井成本约为一口直井的1.3-1.8倍，蛤油气产量增加最高达17倍；截止1980年，前苏联共钻111口分支井（57口开发井，36口探井，8口求援井以及10口注入井）。而在美国及其他国家，是从20世纪90年代开始研究和应用分支井技术的，不过其发展速度很快。目前在美国南得克萨斯，分支井钻井已是较为普及的。1993年Unocal公司在加利福尼亚近海DosCuadras油田钻了5口3层分支井，并都已投产。至1996年Sperry-Sun公司的LTBS曾为50口分支井进行过服务。到目前为止国外已钻出2400余口分支井，最高级别六级。 2、国内分支井技术研究现状 分支井在国内已得到较快的发展，辽河油田、胜利油田、南海油田、四川气田、冀东油田等先后钻成过分支井。具体情况见下表1-1 国内分支井情况统计表（表1-1） 序号 油田名称 井数 级别 分支数 技术服务公司 备注 1 四川气田 1 2 2 西北局 1 1 2 贝克、胜利 3 辽河油田 3 4 2 辽河工程院 4 新星公司 1 4 2 辽河工程院 5 胜利油田 2 4 2 胜利油田 6 中海油南海 5 4 2、3 贝克公司 7 冀东油田 1 4 2 派特罗尔公司 8 大港油田 1 1 大港油田 9 中海油渤海 10 4 2、3 贝克、渤海 三、高29支平1井情况简介 高29支平1分支水平井，是北京派特罗尔钻吉技术服务有限责任公司，利用自己的专利技术，研制的分支水平井设备、工具，在冀东油田实施，独立完成的国内第一口具有自主知识产权势分支水平井。 该井的主要特点是： 1）二分支井眼套管没有预留孔，应用专用的分支井套管开孔工具开孔，将主、分支井眼连通，方法简便，成功率高。 2）主井眼、分支井眼采用常规固井方法固井，使两井眼能较好密封。 3）应用分支井重入限位装置实现主井眼与分支井眼再进入。 该井于2004年10月2日开钻，至2005年1月2日开孔成功，实现分支井眼重入，顺利完井。 数据统计表： 一开时间 2004.10 二开时间 2004.10 三开时间 2004.10 四开时间 2004.11 完井时间 2005.01 分支号 一分支 二分支 井深（m） 2375 2257.65 最大位移（m） 574.37 533.08 最大井斜（°） 93.96 92.85 两分支井眼的分支口在1518.35米，分支井眼均采用常规固井作业完成，固井质量优。参照国际上对分支井的分级标准，该井达到了TAML四级完井方式的技术等级。 分支井技术被认为是21世纪石油工业领域的重大新技术之一，是钻井技术的前沿。在国内，也正处在积极研究开发之中。该分支井的率先完成，标志着北京派特罗尔钻井技术服务有限责任公司的分支井钻井技术，进入全国的先进先列。 第二部分 无预留孔分支井钻井工艺研究 分支井钻井工艺技术在国内还是一个全新的研究课题。遵照先易后难的原则，我们首先选择对一个主井眼钻两个分支井眼的工艺技术进行研究，并对国外的分支井钻井技术进行了调研。我们认为：国外所采用的套管预留孔技术，工具复杂、风险大、成本高。为了克服它们的弊端，我们提出了一个全新的思路：那就是二分支套管无预留孔。按照常