多分支水平井技术实现潜山等难采油气藏高效开发

吕益祥（中国石油集团长城钻探工程有限公司技术开发中心 北京100101）

一、前言

随着世界油气开发进入中后期开采，易开采储量日益枯竭，剩余油气高度分散，挖潜难度增大。潜山、稠油、低渗、深层、滩海、小断块等难采油藏已成为今后油气开发的接替主力区块，在新增探明含量中，难采油气藏占大约70%。采用常规直井、定向井、水平井技术开采这些难采区块时，存在钻完井成本高、采油效率低下，储层动用程度不高等问题，无法实现经济高效开发。

随着勘探开发技术的发展及钻完井工艺水平的提高，分支水平井技术逐步成为国内外油气田开发的重要方向，该技术在国内外油田尤其是潜山、稠油及深层油气藏应用越来越广泛。通过从一口井中获得最大的总水平位移，在相同或不同方向上钻穿不同深度的多套油气层，有效地降低油气田开发成本。

二、潜山油藏开发方案及技术难点

潜山、稠油等低渗透难动用区块的开发难题可利用分支水平井技术解决。纵向上应用套管开窗分支井技术，实现多个储层的同时开发；横向上应用鱼骨水平井来提高微裂缝钻遇率，钻遇垂直裂缝和溶洞的机会大大增加。使泄油面积和泄油效率显著增加，减轻了底水锥进，单井产能得到提高。

目前潜山油藏开发存在诸多挑战，主要存在以下几个方面：潜山油气藏地质构造复杂，优化布井困难；安全钻井难度大；地层可钻性差，进尺缓慢，钻具磨损严重；开窗侧钻及鱼骨分支侧钻困难；轨迹控制难度大；摩阻大，钻具下入及提升困难；储层保护难度大等。

三、技术措施及解决方案

针对潜山等难采区块的开发难点，开展深入的地质精细描述和优化布井研究，优化分支水平井的井身剖面设计，优化轨迹设计和钻具及钻井参数，保证水平井段在储层中最大限度延伸，实现的轨迹控制，注意全过程的油气层保护，做好完井管柱优化和事故预防处理。

3.1、地质精细分析及优化布井

以潜山成藏理论为指导，结合构造精细解释技术、储层岩性识别及空间组合技术对储层进行精确描述。运用动态分析、物质平衡和数值模拟等方法对剩余油分布规律深入研究，从横向和纵向上进行产能分析和预测，为潜山难采储量开发动用提供指导性依据[2、3]。以直井认识储集岩发育段，利用分支水平井技术提高储层裂隙钻遇率和泄油面积，形成纵向分层段、平面跨断块的布井方式。

3.2、分支水平井井身剖面优化设计

针对潜山油藏含油厚度大、埋藏深的特点，纵向上根据油层具体厚度，分段部署。结合油藏裂缝展布方向和形状特点，按照上中下分段分层叠置式部署剖面结构。鱼骨分支的设计采用增-稳二段制，使分支井眼上翘；根据地质情况合理设计分布各分支眼，尽量采用低造斜率的轨迹设计，有效降低摩阻与扭矩，保证井眼曲率平滑，确保电测和各层套管的顺利下入。【4】

3.3、长距离复杂轨迹控制技术

根据潜山地层特点，综合分析工具造斜能力，合理匹配钻具组合和钻井参数。采用MWD/LWD随钻测量，精确控制井眼曲率，提高油层钻遇率和轨迹精度。采用变曲率分次定向技术，保证井眼轨迹圆滑。在造斜过程中，做好井底轨迹预测，以实现入靶点“软着陆”为目标进行待钻井眼设计，确保准确入靶。【5】

3.4、井壁稳定及井眼清洁技术

根据岩层的的变化及时调整泥浆的密度、粘度和失水，使其始终保持良好的动力、静切力和流变性，保证井壁的稳定。针对上覆地层易漏、易塌、易喷的特点，采用分段下多层技术套管的办法，封隔砂泥岩剖面。斜井段和水平分支段采用无固相钻井液，及时进行短起下钻和通井，避免遇阻遇卡现象的发生。

3.5、分支井套管开窗及打捞技术

研究深井硬地层、大斜度井段、厚壁套管开窗技术，提高开窗效率。利用小铣锥打领眼，大小铣锥复合开窗的硬地层开窗套管、硬地层开窗铣锥消耗多的问题。控制合适的钻压，减小铁屑尺寸，降低作业扭矩，提高窗口质量。注意分析砂样中的铁屑、岩屑的形状、数量，及时了解开窗进程，并根据铁屑的大小和形状及时调整作业参数。研制新型打捞母锥，结合中心孔打捞方式，形成多种打捞工艺，提高深井打捞成功率。

3.6 鱼骨分支侧钻技术

在分支侧钻过程中，将成熟的悬空侧钻技术与复合井眼技术结合，先选用设计尺寸钻头至分支点，然后选用定向钻具加欠尺寸钻头进行分支井眼钻进。完成后，再选用设计尺寸钻头悬空侧钻下一段主井眼，利用钻头直径差在分支侧钻点处造台阶，解决硬地层悬空侧钻难题。

3.7 完井方式优选

根据潜山油藏的不同地质特点和开发工艺要求，优先选定完井方式。通常情况下，主井眼采用固井完井或筛管完井，鱼骨分支井眼采用裸眼完井。

四、技术应用实例

兴古7-H208井完井钻井深4606m、水平段长757m。开窗点井深3523.3m，开窗套管强度高、硬度大（钢级为TP125TT、壁厚为11.99m），是目前国内开窗位置最深的分支井之一。该井完井后采用水平段生产，导眼定向井暂不射孔生产，后期用于注水，成功利用了分支水平井技术对深层水平井导眼进行了保留。

五、结论

（1）现场应用表明，分支水平井技术可显著增加井眼与油气藏的接触面积，大幅度地提高采收率和单井产量，是老区挖潜、提高剩余油气产量的有效途径。

（2）分支水平井技术不仅节约大量的钻完井费用及采油作业成本，而且可提高储层的动用程度，实现深层古潜山油藏、稠油油藏、深井气藏、断块薄油藏等低渗难采区块的经济高效开发。（3）尽管分支水平技术取得了很大进步，针对一些特殊的地质条件，仍存在一些技术问题需要继续研究和完善。例如，有效延伸水平段的长度，深井斜向器底坐封及锚定技术、超硬地层套管开窗技术、大斜度井段的传压技术、防卡技术、腐蚀性介质条件下的钻完井工具适合性等仍有待于深入研究。

[1]祝金利，姜汉桥，梁春梅。多分支井技术在辽河稠油油藏中的应用[J].西安石油大学学报（自然科学版）,2008，23，（2）：55～57

[2]王君，范毅.稠油油藏的开采技术和方法[J]。西部探矿工程，2006，7（7）：84～85