分枝水平井的钻井设计原则.pdf

分 枝 水 平 井 的 钻 井 设 计 原 则 任 z ／ j ， 钻分枝水平井是提高采收率的重要手段。 分枝水平井的钻井设计是钻好分枝井的重要 环节。本 文从 分枝方式 、井 跟 轨迹、钻柱、 钻井速度 ，井控等几方面讨论分枝水平井的 钻井设计原则 一 、分枝水平井的分枝 方式设计原则 1 ． 适合单一开采油藏的多分枝水平井 对于单一产层 ，以钻反向双分枝井较为 常见。一般是先 钻上倾方 向分枝井，不过如 果下倾方向生产潜能较高 ，也 可先钻下倾方 向分枝井 ．这样可 以在因为某种原 因而无法 钻上倾方向分枝井时，将产量损失降至最低。 由于德克萨斯南部租赁 区的地貌奇特和 地面井位 的限制 ，钻上、下倾分枝井是开采 这些租赁 区最经济、最有效的方法 。直井段 钻到 目的层的上方。 目的层 为裂缝性 白垩岩 油藏。然后下套 管。先 以大于 9 0 。 井斜沿 地 层上倾方向钻上倾分枝井，接着使用与钻上 倾分枝井相 同的井底钻具组合 ，裸眼侧钻下 倾分枝井，直至完钻 ，如图 1 所示 。 2 ． 适合多产层油藏的多分枝水平井 对于多 个 油藏 的开 采 ，可 采用 上、中、 下分布的多分枝水平井，也可采用反 向多层 分布的分枝水平井。可在 同一直井 中把成排 的分枝井钻到不同的生产层 中。对于多 产层 油藏，一般先钻上层分枝井 ，这样可以使井 眼低边侧钻更容易进行 。若要钻上方的分枝 宋玉玲段夜 明编译 ， - ． ． ～、 ‘ ’ ‘一 下 Z Z L l ‘r 井 ，在要求的套 管鞋处下八可回收式套 管斜 向器 ，磨铣出窗 口，在下一个 造斜点重新 座 放斜 向器之前钻该分枝井 。在德克萨斯南 部 三个地层 中所钻分枝井高达五支 ，如 图 2所 示。图 3为采用分枝回接系统开采的多油藏 多分枝水平井。 图 1 上倾分 枝和下倾分 枝 3 ． 适合于块状油藏的分枝水平井 在杂乱无章分布 的高产块状 油藏、纵 向 裂缝发育的油气藏 ，或在复杂的地质条件下 ， 能否提高原油 产量和采收率的决 定因素是分 枝井筒的数量；最好 的办法是以众多的分枝 井筒密集地 相互间隔 3 0 8 0米贯穿生产 层整个厚度。 黑海油气开采管理局 为 了加密原来 的井 网，钻了一些分枝水平井。其 分枝井筒 钻在 白云石 化 的石灰岩 地层 ，长度 为 1 0 0～1 5 0 米 ，纵深达 6 0 0 ～1 5 0 0米。地层压 力不超 过 维普资讯 7 图 2 多个油层 的开采 图 3 使用分枝回接系统开采多个油藏 静水压力。投 产后 日产原油 7 0 ～1 4 0吨／ 天， 而当时邻井产量仅为 9 ～1 5吨／ 天 4 ． 工程巨大的分枝水平井 随着分枝水平井钻井工艺和技术的完善 ， 分枝数量及水平 段长度 在增加 最成功 的、 效果最好的分枝水平井是前苏联东西伯利亚 N I ． a p K o 6 6 3号探井 ，钻深达 2 5 0 0米，其水平 段可长达 1 0 0 o米 有众多的水平井眼 ，一 口 这样 的分枝水平井就可以控制一大片油藏空 间。该井以垂直井的钻进速度进行 ，并且超 过垂直井钻井成本的 2 3 ％，如图 4所示。 圉 4 工程 巨大 的分枝水 平井 图下部所示为分枝井筒部甜的平面图 二、分支水平井井 眼轨迹设计原则 分枝井的井身剖面与水平井相 同，可根 据具体情况选用长 、中或短半径井身的剖面。 分枝段井径一般较小。不过 T e x a c o 勘探开发 公司认为 ，钻大 直径 2 1 5 ． 9毫 米分 枝井 与钻小直径 1 7 1 3 5 1 6 5 ． 1毫 米分枝 井 具有同样的成本效益，而且在大直径井眼中 更容易处理复杂情况。 三、钻柱设计原则 分枝水平井的钻柱设计应满足下列要求 a ． 最大限度地降低扭矩和摩阻 ； b ． 钻柱具有较高的抗拉强度，可采用钢 级为 S 一1 3 5的钻杆 ； c ． 直井段应有一定数量的加重钻杆 ，保 证在以定向方式钻进时，能施 加钻压 ，克服 井眼摩阻； d ． 采用无磁抗压 钻杆代替无磁钻铤，最 大限度地降低 MwD钻铤接头 以及井下马达 的弯曲应力。 四、分枝水平井钻井速度设计原则 为 了较实际地设计分枝水平井 的经济钻 维普资讯 8 国外钻井技术 第十六卷1 9 9 8年第 6期 速 ，他们分析 了乌克兰石油钻探局在 一个油 田上钻的某些分枝水平井和普通直井 的实际 经济钻速后指 出，分枝水平井与普通直 井的 钻井速度相 比，平均低 1 5 ～2 O ％。 为了合理地设计分枝水平井的经济钻速 ， 分两个阶段进行设计 。第一阶段 由零到 产层的顶部 直井 眼或斜 井眼 ；第 二 阶段 由产层顶部 到钻井结束 水平 井眼的钻 进 ，包括弯 曲段 ，那么分枝水平井的平均经 济钻速 v k 将等于 速 ，米 ／ 钻机 日； v 盼 枝水平井水平井眼的经济钻 速总和 ，米／ 钻机 日； r r分枝水平井的水平井眼数量。 这样的分枝 水平井 经济钻 速的设计观点 能更准确地提出设计分枝水平井钻井速度的 依据 ，从而能更准确地计算 劳动限额和技术 一 材料 的供应资金 。 结论及建议 基于上述分枝水平井钻井设计原则 的介 绍 ，建议根据具 体的油藏特征设计不 同分枝 方式的分 枝水平 井 ，并 考虑其 它设计原 则 ， 1 使分枝水平 井的钻井工作合理地、顺利地进 行 ，并取得较好 的经济效益 。 式中 分 枝 水平 井直 井 眼的经 济 钻 上接封四套管外封隔器 1 4 9 小量注水泥新工艺能减少注 水泥塞质量不佳的隐患 1 5 o 水平井和挠性管井简化井控模型 1 5 2 欠平衡钻井完井技术 1 6 2 滤砂管钢丝作业可节省最贵 的油井大修费用 1 封四 水平井尾管固井的局部封隔和评价 2 4 2 采用预混液态水泥浆解决常 规固井问题 改进完井最优化技术的应用 和评 价 试井压力温度测试的质量控 制与保证 乳胶水泥用于多底井注水泥 水泥和完井凝胶液的动态模 量分析 多底水平井完井系统的研制 、 测试和现场应用 压力综合测试解释 预测破裂压力梯度的新发展 4 3 9 对简便预测破裂压力新方法 的探讨 4 4 5 注水泥后用压力脉冲激动环 空水泥浆 4 分支井完井方法的比较及其应用 4 低渗气藏 的地层损害问题及 其解决方法 4 长度创世界记录的 1 6英寸套 管柱 深水钻井 中注水泥温度的测定 运用特征变量改善注水泥质量 井涌井漏 陕速探测系统 油藏测试数据采集系统的开 发与应用 技术经济 水 平井应用 油藏管理 经营之道钻井项 目管理 其他 A mo c o出刀对外开放 其钻井试验设备 4 8 5 6 6 1 5 3 8 5 4 6 5 5 3 5 6 0 5 6 3 6 5 7 6 6 3 擎 广 十一 一 1 1 8 2 8 3 6 2 9 4 5 5 4 4 5 5 l； 2 2 2 3 3 3 3 维普资讯