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多分支井是指從一主井眼中鉆出兩個或兩個以上分支井眼的井。通常把兩個或多個分支井眼鉆在同一層的叫多底井，鉆在不同油層的叫多分支井。國內(nèi)把兩種類型的井都稱為分支井。
分支井可以開采低產(chǎn)難采儲量，提高最終采收率，降低鉆井投資和噸油開采成本，整體改善油田開發(fā)效果；適用于水錐造成的死油區(qū)和閣樓油、透鏡體油氣藏、薄油氣藏及低滲透油藏、高粘度稠油藏、天然裂縫油氣藏、致密砂巖油氣藏、自然瀝青油藏、邊際油藏等常規(guī)井無法開采或不具有經(jīng)濟開采價值的油田；分支井經(jīng)濟上還具有充分利用老井眼和降低每鉆開單位長度油層所需的總進尺、減少占地面積、減少環(huán)境污染、減少平臺數(shù)量、減少地面采油管線成本、降低廢棄物、鉆井液、鉆屑的處置費用的優(yōu)點。
分支井關(guān)鍵技術(shù)
按照1997年蘇格蘭阿伯丁分支井技術(shù)論壇上確立的分類標準，分支井技術(shù)分為6級（如圖1）。
分支井技術(shù)在定向井和水平井技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了第一個分支井眼以后的分支井眼的鉆井技術(shù)和完井技術(shù)，其中難點是套管開窗技術(shù)和完井回接技術(shù)，分支井連接井段要求達到三性要求：機械支撐性、水力密封性和可重入性。
長城鉆探工程有限公司通過對分支開窗側(cè)鉆、分支井眼完井管柱定向定位回接、水平段裸眼懸空側(cè)鉆等技術(shù)的研究，形成了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 “DF-1” 新型分支井鉆完井系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)成為長城鉆探公司，乃至中國石油集團的一項特色品牌技術(shù)，成為世界第五大擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的分支井鉆完井技術(shù)。
具有機械穩(wěn)定性的井下三通技術(shù) 這是分支井在第一個分支井眼完成后繼續(xù)實現(xiàn)其它分支井眼鉆井和完井的關(guān)鍵技術(shù)。通過對分支開窗側(cè)鉆、預開孔套管與主井眼空心導斜器成型對接、分支管柱回接進入主井眼等技術(shù)的研究，研制成功了具有穩(wěn)定機械支撐的井下三通，該機構(gòu)可以使分支井眼實現(xiàn)固井作業(yè)，使完井水平達到TAML5級。井下三通結(jié)構(gòu)如圖2，窗口中心點處的形狀如A-A斷面所示；窗口末端處的形狀如B-B斷面所示。
大通徑分支井開窗技術(shù) 為滿足各分支井眼對主井眼通徑的要求，通過對分支開窗、造斜器打撈與導斜器下入工藝技術(shù)的研究，形成了可撈式造斜器與空心導斜器換取技術(shù)，保證了分支井大通徑開窗的成功實施，滿足了深井硬地層和高鋼級厚壁套管開窗的需要。
分支井眼尾管定向定位回接技術(shù) 為適應分支井眼尾管定向定位回接工藝技術(shù)的要求，研制成功了螺旋定向定位工具，該工具采用機械嚙合的原理，能準確將預開孔套管下到井下任意預定深度，并把預開孔套管坐掛到預先設(shè)定的方向上，實現(xiàn)與空心導斜器的精確對接。多口井的現(xiàn)場試驗表明，該機構(gòu)精確度高、可靠性強。
魚骨型分支井鉆井技術(shù) 分叉點在油層段的分支井稱為魚骨型分支井，國際上通常選用1級或2級完井技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是水平段裸眼懸空側(cè)鉆技術(shù)。長城鉆探工程有限公司根據(jù)儲層膠結(jié)強度和硬度的不同，優(yōu)化鉆具組合，研究水平段裸眼懸空側(cè)鉆夾壁墻的快速形成和穩(wěn)定機理，以及劃槽、打窩、控制鉆進等施工工藝，探索出了兩套適應不同地層特點的同尺寸鉆頭懸空側(cè)鉆和復合尺寸鉆頭懸空側(cè)鉆工藝，形成了一套具有長城鉆探公司特色的魚骨型分支井裸眼懸空側(cè)鉆技術(shù)。由于應用效果顯著，該技術(shù)在稠油、超稠油、低壓低滲以及深層潛山裂縫等儲層中得到了廣泛應用，年實施井數(shù)在20口以上。
分支井固井、鉆井液配套技術(shù) 通過對分叉口井下三通固定、預開口套管暫堵以及尾管懸掛等技術(shù)的研究，實現(xiàn)了分支井固井一趟鉆完成坐掛、丟手、注水泥等作業(yè)，節(jié)約了鉆井周期。針對多個裸眼分支井眼長時間共存情況下的井壁穩(wěn)定和儲層保護問題，通過對分支井鉆井液暫堵性和防污染性能研究，形成了一套適應不同地層和儲層特點的鉆井液體系。
技術(shù)成功推廣應用
自第一口試驗井海14-20三分支定向井完成至今，累計完成各類分支井120余口，其中4級分支井19口，魚骨分支井100余口，在氣井、稀油、稠油、超稠油、高凝油、低滲透、裂縫性、復雜斷塊邊界等特殊儲層取得了良好的應用效果，技術(shù)取得了長足的進步。具備篩管、固井、上固下掛等各種完井方式下淺、中、深層魚刺型分支井和9-5/8″和7″兩大系列的四級分支井的設(shè)計及實施能力，形成了集井位優(yōu)選、鉆完井工程設(shè)計、鉆完井現(xiàn)場技術(shù)服務、事故預防與處理配套技術(shù) 、采油/修井作業(yè)后期技術(shù)于一體的綜合服務能力。分支井完成數(shù)量占全國的60%以上，分支井推廣應用規(guī)模、分支數(shù)量、井深、分支數(shù)、全井累計進尺等多項指標國內(nèi)領(lǐng)先。
在不同壓力層系氣藏開發(fā)中的應用 新淺90井是國內(nèi)完成的第一口雙分支氣井（如圖4），該井用兩個分支分別開發(fā)兩個不同壓力系統(tǒng)的氣層：第一分支為直井，主井眼尺寸Φ311.1mm，分支井眼尺寸Φ215.9mm，完井套管尺寸Φ177.8mm；第二分支為定向井，分支井眼尺寸Φ215.9mm, 完井套管尺寸Φ177.8mm。該井采用注水泥固井完井，窗口處采用擠密封劑技術(shù)密封，較好地解決了水力密封問題，完井水平達到TAML5級，實現(xiàn)了分層壓裂、分層開采，產(chǎn)量是同區(qū)塊鄰井的4～5倍，取得了良好的應用效果。
在老井側(cè)鉆中的應用 靜31-59井為國內(nèi)第一口側(cè)鉆分支水平井（如圖5），該井是利用停產(chǎn)老井側(cè)鉆開發(fā)井間剩余油的雙分支水平井。主井眼套管尺寸：Φ177.8mm；分支井眼尾管尺寸：Φ101.6mm；該井采用無接箍篩管懸掛完井；產(chǎn)量是該區(qū)塊普通直井的6～8倍；利用老井側(cè)鉆技術(shù)節(jié)約成本150萬元。
目前，遼河油田等許多油田的開發(fā)已進入中后期，井網(wǎng)密集，且低產(chǎn)、低效井多，采用分支井技術(shù)在老井內(nèi)側(cè)鉆挖掘井間剩余油具有成本低、見效快等優(yōu)點，應用前景廣闊。
在斷塊油藏開發(fā)中的應用 小35-H1Z井是利用一口雙分支水平井開發(fā)兩個斷塊、三個儲層的井（如圖6）。該井位于遼河盆地東部凹陷中段鐵匠爐構(gòu)造西側(cè)，儲層巖性為粗面巖，儲集空間具有縫洞—孔隙雙重介質(zhì)，儲層非均質(zhì)性較強，物性較差，直井、定向井開發(fā)效果不理想。小35-H1Z橫跨小33、小35塊2個斷塊，第一分支水平段長850m、第二分支水平段長350m，為反向雙臺階階梯分支水平井，水平段最大井斜101.7°，整體呈上翹趨勢。全井井身結(jié)構(gòu)復雜，共實施了五次開鉆、四層套管層系、五種套管尺寸。該井投產(chǎn)后，日產(chǎn)油氣當量180t，產(chǎn)量是同一區(qū)塊直井的6～8倍。
多層次分支井在潛山裂縫性油藏開發(fā)中的應用 邊臺H3Z井是國內(nèi)第一口多層次分支井（如圖7）。該井用多層次分支井技術(shù)開發(fā)潛山裂縫性油藏的兩個層系，兩個主分支井眼目的層垂深相差325m，為兩個4級完井的分支井眼，每個主分支井眼又分別含5個、6個魚刺型分支井眼，是國內(nèi)完井技術(shù)最為復雜的一口特殊工藝井，單井總進尺6655m，油層進尺4390m。由于實施了多層次分支井技術(shù)，顯著提高了裂縫鉆遇率，實現(xiàn)了塊狀裂縫性儲層的立體開發(fā)。該井投產(chǎn)后，產(chǎn)量是同區(qū)塊鄰井的6～10倍，取得了良好的開發(fā)效果。
欠平衡分支井在低滲油藏開發(fā)中的應用 哈3-H3井是國內(nèi)首次將欠平衡鉆井技術(shù)和分支井技術(shù)相結(jié)合應用于低滲油藏開發(fā)的井。設(shè)計井段/井眼尺寸： 2230～3004m/Φ152mm；設(shè)計鉆井液體系/密度：水包油/0.92g/cm3；設(shè)計靜/動欠壓差值： -2.6 MPa /（－0.73～1.15MPa）。該井共鉆成5個魚刺型分支井眼，由于采用分支井與欠平衡相結(jié)合的技術(shù)，有效保護了儲層，提高了分支井的實施效果，投產(chǎn)產(chǎn)量是鄰近水平井的10倍，增產(chǎn)效果顯著。
魚骨型分支井技術(shù)在高凝油油藏開發(fā)中的應用 靜52-H1Z井是國內(nèi)陸地油田分支數(shù)最多的一口魚刺型分支井（如圖8）。該井位于遼河大民屯凹陷靜安堡潛山帶中段，油藏性質(zhì)為高凝油，屬于低孔、低滲、無底水裂縫性塊狀潛山油藏，主井眼尺寸Φ215.9mm，分支井眼尺寸Φ200mm，主井眼下入Φ139.7mm打孔篩管完井，分支井眼裸眼完成。實施過程中，由于采用了復合尺寸井眼懸空側(cè)鉆技術(shù)，鉆井效率得到了大幅度提高。本井共完成魚刺分支井眼20支，總進尺7577m，水平段總長4333m，產(chǎn)量是鄰井的8倍，增產(chǎn)效果顯著。
效果評價與應用前景
在長城鉆探累計完成的120余口各種類型的分支井中，單井日產(chǎn)量均在臨井的1.5倍以上，顯示了良好的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。
其中，在遼河油田沈陽采油廠沈北潛山北區(qū)塊進行了規(guī)?；茝V應用，顯示了顯著的規(guī)?；瘧眯Ч?/p>
1992年底邊臺潛山開始投入開發(fā)，1994年達到產(chǎn)量高峰609噸，從1994年開始實施邊底部注水，但因邊部裂縫發(fā)育差、注水困難，油藏仍然依靠天然能量進行開發(fā)，產(chǎn)量遞減較快，日產(chǎn)油下降到280噸。從1998年開始采用內(nèi)部和邊部的低部位注水，注水工作取得了一定的進展，到2000年區(qū)塊產(chǎn)量遞減趨勢減緩，2005年日產(chǎn)油下降到164噸。
2007年開始在邊臺區(qū)塊推廣利用分支水平井開發(fā)低滲難動用儲量的現(xiàn)場實施，克服了潛山混合花崗巖地層分支水平井實施的一系列技術(shù)難題，目前共完成各類分支水平井16口。區(qū)塊產(chǎn)量也自2007年開始恢復， 2007年區(qū)塊平均日產(chǎn)恢復到198.9噸/天，2008年255.1噸/天，2009年293噸/天， 2010年369噸/天，實現(xiàn)了邊臺區(qū)塊高凝油油藏穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的開發(fā)目標（如圖9）。
2010年開井71口，其中分支水平井16口、占22.5%，相應平均日產(chǎn)占57.5%，顯示良好的單井高產(chǎn)的優(yōu)勢。
通過對比分析，單支魚骨井是直井產(chǎn)量的3.5倍，雙分支魚骨井是單支魚骨井的2.6倍（如圖10）。
通過十余年、120余口分支井技術(shù)的現(xiàn)場實施，經(jīng)過各種類型油氣藏分支井的現(xiàn)場應用，分支井單井高產(chǎn)效果明顯；分支井技術(shù)的區(qū)塊規(guī)?；瘜嵤荏w現(xiàn)出分支井的經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢。隨著國內(nèi)外易采儲量的不斷減少，分支井技術(shù)將會獲得更大的應用需求。
隨著其它鉆井技術(shù)的不斷進步，分支井技術(shù)和水平井、大位移井、水平井分段壓裂、MRC、ERC等技術(shù)的配合使用將會產(chǎn)生更好的應用效果和前景。
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