鱼骨状水平分支井井眼轨道设计技术

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大庆油田高8-33-平1Z鱼骨水平井钻井技术

重钻杆 ×２３４ｍ＋ｊ１７２．６２２ｍｍ钻杆。钻进参数：压『钻４￣８ｋ排量３Ｌｓ泵压１ＭＰ。由于分支井段钻００Ｎ，４／，５ａ进时钻具在三维空间上弯曲，压不易加至钻头，且钻而分支井段钻进时一直扭方位钻进，一分支井段机械７修回日期：００－６２１－８２２１￣９０
（）２该井原设计采用油基钻井液体系，后为减少成本，防止环境污染采用了硅基阳离子钻井液体系，这就
给钻井液的管理和维护工作提高了难度。
图１井眼轨道剖面示意图
西部探矿工程
２１年第７０１期
悬空侧钻是在老井眼中钻头底下没有任何工具辅助的情况下直接用螺杆等定向工具侧钻出新井眼的一项技术。该井悬空侧钻点都在水平段，施工难度进一步提高。为了顺利侧钻出新井眼，避免下入管柱时误人分
表４井身结构设计数据表
第一分支井段钻进钻具组合：２５９１．ｍｍ钻头 ×
０４ｍ＋ｊ１５．０２６ｍｍ（．５）杆 ×８３ｍ＋１２『１２。螺．３７ｍｍ无磁钻铤（内置ＬＷＤ）２０ｍ＋１７无磁加重钻 ×１．８２ｍｍ杆 ×９４ｍ＋１７．０２ｍｍ钻杆 ×４４４ｍ＋ｊ１７０．２２２ｍｍ２ｊ￣Ｉ
表１ＡＤ段设计剖面节点数据表Ｃ
描述
井斜方位垂深
视平移狗腿度
（。）

静52-H1Z鱼骨型水平井钻井技术

，
பைடு நூலகம்
ｗｅｏｅｒｊｃｏｙｃｎｒｌｅｈｏｏｙａｄｔｅｒｌｇｓｅｄｉｃｅｓｇｔｃｎｌｇ．ｌｔｅｅｈｏｏｉｓａｅｅｎａｐｉｄｏｔｅｅｄｌｂｒｔｅｔｒｏｔｃｎｌｇ，ｎｉｉｅｒａｉｈｏｏｙＡｌｈｃｎｌｇｅｖｅｐｌｌｌａｏｔｈｄｌｎｐｎｎｅｔｈｂｅｔｈｆｉ
静５一鱼骨型水平井钻井技术Ｈ１２Ｚ
刘龙武平姜波Ｉ波福小文令
（城钻探第二钻井分公司技术开发服务公司，宁凌海长辽１１０）２２７
摘要：了开发古潜山地层难动用储量、高单井产量和油层采收率、为提降低水平井综合开发成本，５一Ｚ井在水平井段静２Ｈ１
ｇｅｒｕｏｗａｄｓｃｓｔｅｓｄｔｃｉｇｔｃｎｌｇｆｃｍｐｕｄｈｌｓｔｅｐｐｔｉｇｒｅｔａｃｃｎｌｇｆｍａｎｈｌｓｔｉｓａｅｐｔｒｒ，ｕｈａｈｉｅａｋｎｈｏｏｙｏｏｏｎｏｅ，ｈｉｅｓｎｅｎｒｎｅｔｈｏｏｙｏｉｏｅｈｅｆｒｅｒｅ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｄｖｌｐｔｅｄｆｃｌｔ — ｒｄｃｅｅｖｓｉａｅｕｉｄｈｌｆｒａｉｎｉｃｅｓｉｇｅｗｅｌｏｔｕｎｓｒｃ：ｎｏｄｒｔｅｅｏｈｉｕｔｏｐｏｕｅｒｓｒｅｎｐｌｏｂｒｅ — ｉｏｍｔｏ．ｎｒａｅｓｎｌｌｕｒｔｄｉ — ｌ）ａｏ１ｅｏｅｙｏｉｒｓｒｏｒｒｄｃｅｃｓｏｏｒｈｎｉｅｄｖｌｐｅｔｏｏｉｏｔｌｌｎｄｉｒｖｃｎｍｉｅｔ２０ｉｒｃｖｒｆｏｌｅｅｖｉｅｕｅｔｏｔｒｃｍｐｅｅｓｖｅｅｏｍｎｆｈｒｚｎａｌａ，ｈｆｗｅｓｍｐｏｅｅｏｏｃｂｎｓ

胜利油田CB26B-ZP1鱼骨状水平分支井钻井技术

砂含量为８．，砂含量１．，质含量为４７粉４８泥０５，．分选系数为１３，度中值０１，曲流河．８粒．５为
正韵律沉积砂体，藏浅，石成岩作用弱，结疏埋岩胶
松。储层物性较好，上段（＋２砂层组平均孔隙馆１）度３．，１４平均渗透率３１９０ｆ。５ ×１ｍ。
柱ｄ￣下入主井眼，采用优质螺杆钻具及高效能，ｌ并的ＰＤＣ钻头，保顺利钻进。确Ｊ
主井眼水平段及各分支井段采用了导向钻具组合为：２５９ｍｍＰ６ＭＦＰＣ头 ×０３巾１．２５ — Ｄ钻．５ｍ＋巾７．．。弯螺杆 × ８０１２０ｍｍ１５单．５ｍ＋巾６．１５１ｍｍＲＳ电阻率短节 ×５０Ｉ巾２．Ｅ．７Ｉ＋１７０ｍｍ无磁承压ｌ
辽河等油田都分别进行了鱼骨状水平分支井的现场
试验。胜利油田早在２０００年就开展了分支井钻井技术的研究与应用Ｅ］但是，骨状水平分支井钻１，４鱼井技术的研究与应用还是空白。为进一步丰富油气
耿应春韩来聚王爱国吴明波
（利石油管理局钻井工艺研究院，Ｉ东营２７１）胜【东１５０７
摘要ｉ胜利油田成功设计施工的一口鱼骨状水平４分支井… 以

煤层气鱼骨状分支水平井轨道优化设计方法研究

ｔｎｉｓｐｒｔｙｍｄｉｇｗｉｎｒｌｇｒｅｔｙａｄｍａｅｌｏｅｔｊｃｒ，ｈｅａａｄｗｌｂｒｔｊｔｙｉｅａａｌａｅｉｓｌａａｉｇｉｉａｃｒｎｉｗｌｂｒａｅｔｙｔｅｐｒｔｅｏｅｒｅｏｏｓｅｎｎｅｔｄｌｎｔｊｏｎｒｏｓｅｌａｃｒｃｎｂｒｓｒｄｉｏＤｔｊｃｏｒｅｉｎｈｅｏｔｉｔｎｄｓｎｍｄｌｆｕｔｂａｃｏｉｎｌｅｏｅｔｊｃａｅｔｎｆｍｅｔ２ａｅｔｒｆｓ．Ｔｐｉｚｉｅｉｏｅｏｍｌ—ｒｎｈｈｒｏｔｌｂｒｒｅ — ａｏｎｒｙｏｄｇｍａｏｈｎ－ｎ（ｈｎｌＤｉｉｇＴｃｎｌｙＲｓａｃｓｔｅＤｎｙｎｈｎｏｇ２７１，ｈｎ）ａ－ｎＡｉ，ＵＣｅｇｐｇＳｅｇｉｒｌｅｈｏｇｅｅｒｈＩｔｕ，ｏｇｉｇＳａｄｎ５０７Ｃｉｊｅｌｎｏｎｉｔａ
，ＺＨＯＵＳｔｕｄｙＯＲＯｐｔｍｉａｔｏＤｅｉｎｏａｂｅｅｈａｅｒｎｇｂｉｚｉｎｓｇｆＣｏｌｄＭｔｎｅＨｒｉｏｎｅＭｕｌｉｂｒｎｃｏｉｏａｌＷｅＶＬｎｔ－ａｈＨｒｚｎｔｌＩＷｅ
ｂａｃｌｎｉｌ，ｄｇｅｓｉｎｅｓｏｒｉｎｗｉｈｄｅｔ．ｒｎｈｗｅｌａｄｍａｎｗｅｌｏｌｇｉｎｉｖｒｅｐｒｐｏｔｔｐｈｏ
Ｋｅｒｓｏｌｅｔａｅｅｉｇｏｅｗｌ；ｍｕｔ—ｒｎｈｈｒｏｔｌｌ；ｗｅｌｂｒｒｊｃｏｙ；ｏｔｚｔｎｄｓｇｙｗｏｄ：ｃａｂｄｍｅｈｎ；ｈｒｎｂｎｅｌｌｂａｃｏｉｎａｌｉｚｗｅｌｏｅｔｅｔｒａｐｉａｉｅｉｎｍｉｏ

鱼骨状分支井

1235.50
1238.21 1237.50
靶半高1m
靶半宽 10m
第三分支井眼
第四分支井眼
G
H I J
4235716.10 20657173.57
4235650.00 20657315.00 4235685.57 20657213.16 4235580.00 20657300.00
1238.75
1237.50 1239.35 1238.50
L i i L i-1 i-1 Lo (i-1),io(i-1),i
2 2 2
方程简化
Li Li-1 Lo(i-1),i
层流流态下多分支井身结构模型
a.中心井不带洞穴
b.中心井带洞穴
低压、特低渗煤区羽状井井身结构
层流流态下多分支井身结构模型
Leg4 Leg4 Leg5 Leg5 Leg1
1.2 多分支井增产机理研究
增大解吸波及面积，沟通更多割理和裂隙
降低区域内流体的流动阻力原始微裂纹的扩展增加了气流通道
b. 单一水平井供给范围 c. 多分支水平井供给范围
r
R
（r:井眼半径,R:供给半径）
a. 直井供给范围
不同类型井煤层气的供给范围比较
汇报内容
1 引言 2 分支井的形态优化 3 埕北26B-支平1鱼骨状水平分
2.4 分支数对鱼骨井产能的影响
分支数是影响鱼骨井形态的另一个主要因素。在总钻井进尺相同的条件下，增加分支数意味着
增加钻井费用。
为分析分支数对产能的影响，设计4个总
长800m但分支数不同
的鱼骨井。地层和流体参数与预测分支角度对
产能影响时相同，分支
夹角30º。

鱼骨型分支井井眼轨迹设计方法_李维

段，可以有效地利用稠油油藏重力泄油能力，提高开发效果。同时，该向上的“爬坡”井段也避免了主井眼完井管柱下入时由于自身重力作用进入分支井眼内，从而快速、安全地侧钻分支井。该“爬坡”井段持续一定井深后，随即降斜进入稳斜段，否则该分支井顶部将超过稠油油藏上界，从而穿出油藏如图 1 和图 2 所示。
合井眼轨迹设计所遵循的最优化条件，又考虑了分支井钻、完井施工工艺要求和稠油油藏开发的需要，对鱼骨型分支井的设计和施工具有重要的指导意义。
[2]
水平井眼，根据稠油油藏分支井眼靶区的空间位置和形态在主水平井眼选择恰当的侧钻点，用合理的
天然气技术／ 47
第3卷
李维，等：鱼骨型分支井井眼轨迹设计方法
（1）
2
式中：α = αA + KαS1／30；Ø = ØA + KØS1／30。足该条件下的分支井段最优轨迹参数。
建立数学模型
在进行鱼骨型分支井轨迹设计时，首先根据地
通过对上述模型的最优化计算 [ 1 ]，可以得到满
层及油藏情况设计主水平段井眼，完成后由于各分支井眼稳斜段长度和在空间中的位置已定，故稳斜段入靶点参数已知。在主水平段选择分支侧钻点，该点参数已知，此时，分支井造斜井段的始末位置确定，只需选择合适的算法，设计分支段造斜井段的井眼轨迹，使其设计的造斜井段井眼曲率、分支井段垂深高差、井眼长度等符合现场施工条件即 46 /Natural Gas Technology
第3卷
李维，等：鱼骨型分支井井眼轨迹设计方法
第3期
可，如图 3 所示。于是，分支井眼轨迹设计的已知基
本条件为：① 侧钻点 A 处的坐标（XA， YA， ZA）、井
斜角αA （°）和方位角ØA （°）；② 设计轨迹稳斜段起点或终点 T 的坐标（XT，YT，ZT）、井斜角αT （°）和方位 ZD）； ④ 现场工具的最大造斜能力 K α max ［（°）／30 角 ØT （°）； ③ 给定分支靶点 D 的坐标（XD， YD， m］，最大扭方位能力 KØmax ［（°）／30m］，窗口处分支段长度极限 Lck （m），分支井段垂深高差极限 HGC （m）。

大庆油田鱼骨井水平井完井技术资料

二、鱼骨水平井完井关键技术
1．主水平井眼重入技术保证了主井眼的重入。每条分支井眼完钻后用油层保护液（1： 1）（原油＋柴油）将井眼内钻井液替出。以达到保护油层的目的。悬空侧钻要严格执行技术措施，操作平稳，使侧钻出的主井眼井段井眼轨迹圆滑，狗腿小，这样下钻或下套管时管柱能够顺利地进入主井眼而避免误入分支井眼。另外起下钻过程中特别是头一次起钻通过分支点，要精心操作，有阻卡显示必须多上提下放直到阻卡显示消失为止，或在分支点处进行划眼，将主井眼井段井壁休整圆滑，使主井眼井段通畅。最后可以根据下入管柱的深度判定管柱是否下入主井眼。
主水平井眼重入技术二鱼骨水平井完井关键技术鱼骨水平井按照各分支井眼分支点在主井眼的先后位置依次施工每次先钻一段主井眼后为了顺利悬空侧钻出分支井眼利用重力作用使管柱下入时能够顺利进入主井眼钻头到达分支井眼分支处调整方位按设计轨迹第一分支钻进侧钻时工具面稍向下并与老井眼方位相背这就要求老井眼钻进时预先设计出一个向上的斜坡每次在分支处调整轨迹使分支井眼上翘使分支井眼在主井眼的高边
三、封隔注水泥配套工具介绍
CFZ—A型液压式分级注水泥器主要由本体、打开塞座、关闭套、上下接头及剪销和关闭塞座组成。当分级注水泥器以下的套管内被堵塞时，或第一级水泥注替完成，下胶塞被顶替到碰压环或浮箍位置。在地面通过水泥车或泥浆泵蹩压至17-18 MPa，依靠液体压力作用于打开剪钉剪断,打开塞座下行实现打开注水泥循环孔建立循环。进行第二级注水泥作业，当关闭塞座于关闭座后,加压,关闭塞座与关闭套连接的关闭剪钉煎断下行, 关闭塞、打开塞座、挡环、关闭塞座等一同下行止于下接头,关闭循环孔。关闭套上的特殊机构防止关闭套倒退，实现注水泥孔永久密封关闭。
大庆油田鱼骨水平井完井技术

鱼骨状水平分支井钻井技术

该井主井眼采取通径为 φ158mm 精密微孔滤砂管完井，完井管柱原则是 φ244.5mm 技术套管与 φ158mm 完井管柱有封隔器分隔并悬挂完井。完井、防砂一体化，工艺简便，节省投资，安全可靠。
管柱设计图下深（m）工具名称长度（m）
1458.5 1460
钻杆 Y445-220 封隔器 1.5
鱼骨状水平分支井的基本思路
主井眼的井眼轨迹采用微降的设计，采用地质导向钻井技术控制井眼轨迹钻进至着陆点，并用φ244.5mm技术套管封固着陆点以上地层。水平段主井眼与各分支井眼的井眼尺寸均为φ215.9mm。在主井眼及各分支井眼钻进过程中，如果需要换钻头或进行短起下钻作业，必须保证下钻时钻头顺利进入起钻时的井眼。各分支井眼按照前进式钻进方式依次施工。
天然高分子基钻井液的优势有：处理剂易生物降解；白沥青可实现屏蔽暂堵，是很好的油气保护剂；聚合醇可吸附在油气层孔道表面及油水界面，降低界面张力，减少水锁效应；
在实钻过程中，根据钻进过程摩阻系数大小或活动钻具拉力情况及时增加润滑剂加量，保证施工安全。在斜井段钻进中，用好固控设备，及时清除钻井液中的钻屑和有害固相，保持钻井液的无固相，及时补充水基润滑剂等处理剂，保持体系良好的稳定性。控制钻井液含砂量小于 0.3% 。钻进过程中每钻进 200m短起下钻，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。钻进时每班对钻井液进行全面分析，根据分析结果和现场情况补充相应的处理剂，保证钻井液性能满足安全施工需要。
West(-)/East(+) (150 m/in)
四、鱼骨状水平分支井应用实例
实例四：埕北26B-支平1井井身结构
26″Bit×90m+ 17 1/2″Bit×401m+12 1/4″Bit× 1407m+8 1/2″Bit主眼和4个分支

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高新技术

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鱼骨状水平分支井井眼轨道设计技术
张佃宾耿应春
（利石油管理局钻井工艺研究院，东东营２７１）胜山５０７
表１鱼骨状水平分支井分支井眼与主井眼的夹角关系计算表１前言－鱼骨状水平分支井是近年来兴起的一种特与主井眼井眼最大分支井眼曲井曲井段终点稳斜分支井弯弯与主井主井眼与终点与主井眼眼距殊形式的分支井井型，它充分体现了分支井的最大夹角造斜率侧钻点段长与主井眼的距离段长眼总长离 △距离的直线夹角
技术优势，具有最大限度地增加油藏泄油面积、方位。。／０ｍ１０ｍｍｍｍｍｍｍ充分利用上部主井眼、节约钻井费用等显著优ｌ５２５１Ｏ９５７３３．８８３．９２６６３０６７２６．８２．２０．８７２１．Ｏ３Ｏ点，鱼骨状水平分支井已经成为高效开发油气２０２５１５９４９Ｏ３．１１．２４４２６５３ｏ８５３１０Ｏ．ｇｏ．２８．４】．２６６藏的理想井型。近几年来，鱼骨状水平分支井在２５２５１５Ｏ１３．５９１３２．５２Ｏ１６６３１．１１７８．Ｅ ∞ Ｏ１１５．９１．Ｏ９９国内部分油田得到了较大范围的应用，如南海３Ｏ２５１５１３．０９０３３３１２．８１６．Ｃ３０】４７１６６７０１．５３．４２．６２８西部油田、冀东油田、油田、油田、渤海大港辽河３５２５１５１３．７９０５２４．１２Ｏ１６７３０１６２１．１４．１０２．６１５２．９５４油田等油田分别进行了鱼骨状水平分支井现场４０２５１５Ｏ１３．９９７２５．Ｏ４２ｌ６７３Ｏ１５７９．２．１ｏ３．３４７２．９７７谢硷。４５２５１５１３．３９０９２６．７７６１６７３０１３２７．Ｏ．７ｏ４．２４９２．４９７２鱼骨状水平井分支井眼与主井眼的关系鱼骨状水平分支井的单个分支井眼的轨道表２ “ 鱼骨状” 计方式时工具面２。上设０时设计数据设计与普通定向井、平井相同，水可根据具体情井深井斜方位垂深南北东西狗腿。井斜变化牢方位变化率ｍ（）。ｏ）ｍｍｍ。／Ｏｎ。／Ｏｍ１ＯｌＯ。／０ｍ１０（靶点。）况选定轨道类型。但分支井的井眼轨道设计绝不是多个定向井或水平井轨道设计的简单组１７．Ｃ９４４２．４２８１３０９９．３．Ｏ５００．２７６Ｅ１３．０．ＥＯ７０Ｏ８１３ＯＯ．ＯＯＯＯＯＯ．Ｏ．Ｏ则钻点合。鱼骨状水平分支井井眼轨道的设计方法与１７９７Ｃ９１７３１８４７１８ ∈ ３６Ｅ３９．７５Ｏ５．．０２．７２３．Ｏ０．９８３２．Ｏ２．９３４８５．５２Ｏ０．ＯＯ常规（侧钻）向井、定（侧钻）水平井相似。由于鱼１８９４Ｃ９１７３．０２３．７３３Ｅ４０．３５Ｏ５．．Ｏ１Ｏ９２ｌ７７ — １．１５８２．ＯｌＯＯ．２２．１５Ｏ９Ｏ０．ＯＯ骨状水平分支井的特殊Ｉ生，则需要采用三维设１９．０９４ｉ３．３３．７１Ｅ１．１５０一３４５９１．２１７２１７６３９５３１２．Ｏ８１２４２．９８５１Ｏ ∞０．５６．计方法来进行井眼轨道的设计。７８８２９５１１３．Ｅ２．Ｅ５５２．８９１４．１２．６８．４戈１４７３７分辅在油藏地质设计过程中，设计部门常常给１２．０Ｑ７Ｅ５．６２７５４５５８．Ｅ】４１Ｏ出分支井眼与主井眼的夹角，夹角指的是分支表３ “ 鱼骨状 ” 计方式时工具面１０时设计数据下设６。井眼的侧钻点与分支井眼终点的连线与主井眼井深井斜方位垂深南北东西狗腿度井斜变化率位变化率翼面方］的直线夹角，而不是侧钻点方位与分支井眼终ｍ（（。）。）ｍｍｍ。／Ｏｍ。／ＯｍｌＯｌＯ。／ＯｍｌＯ（）靶点。点方位的差值。如果侧钻点记为ＡＡ，（Ａ，）Ａ５０Ｏ．２７６８１３．５Ｏ．８３０７．Ｏ８ｌ — Ｏ０．Ｏ０ＯＯＯＯ．０．（侧钻）点，分支井眼终点记为ＢＢ，点，（Ｂ，）Ｂ点至主１７．Ｃ９４４２．４２８１３Ｏ９９．２ＯＯＢ井眼的垂线落点记为ｃｃ，，），（ＣＣ点夹角记为１７．Ｃ８１５１８．７２８４－３６９９．Ｅ２．Ｏ５９７７．４２４８１３．４０．６３８３５Ｏ２．９３４８．６５１ＯＯＯ６．Ｏ则有：１８９４７．４３９６１３．９１．４４５８２．Ｏ５．Ｃ８１Ｅ１Ｏ．０２８３－３３１０．２５ＯＯ．３０２５３．Ｏ９．ＯＯＯＯＬ＝，Ｂ一 Ⅳ ＋口ｒ＋曰－Ｈ２１１９ｌ９．２３１７５１３．２３９５３Ｃ２．Ｏｋ Ⅳ Ｃ）（ＦＣ）（ＨＣ）＿）（５Ｃ８４７１．３２９２１．５４１．１５Ｏ２．９３４８．５５２．ＯＯＯＯ
摘要：着石油勘探开发的不断深入，随如何提高油气采收率和储量动用率正在成为困扰石油工程师们的一项技术难题，寻求一为种更有效、学和经济的储量动用方式和油藏开发方式，油田开展了鱼骨状水平分支井技术研究与应用。从鱼骨状水平分支井科胜利的设计原则着手，对该技术的井眼轨道设计技术进行了深入研究，同时进行了６口井的现场试验。试验结果表明，试验井产量是普通定向井或水平井的３倍多，大地提高油藏的动用程度、高油气藏开发利用率和采收率。极提关键词：骨状；鱼水平分支井；井眼轨道；计技术设