多分支井完井技術(shù)知識(shí)講解

1、多分支井完井技術(shù)多分支井完井技術(shù)摘要：多分支井鉆井已成為現(xiàn)在鉆井工程中的重點(diǎn)開展的石油科技進(jìn)步工程之一,但在國(guó)內(nèi)開展這方面的 運(yùn)用還不夠,本文在收集現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)的根底上分析多分支井完井技術(shù)的開展及運(yùn)用.關(guān)鍵詞：多分支井,完井由于多分支井和原井再鉆能提升油氣井的效益,降低噸油開采本錢,實(shí)現(xiàn)少井高產(chǎn),也有利于提升采收 率,所以多分支鉆井技術(shù)得到了應(yīng)用和開展,但多分支井是用鉆井手段提升產(chǎn)量和采收率的新興技術(shù),其技術(shù)難度較大,尤其是完井技術(shù).因此,我們必須在跟蹤國(guó)外技術(shù)的同時(shí),加大研究力度,要有所創(chuàng)新, 盡快開發(fā)和完善該項(xiàng)技術(shù)1.1多分支完井的分級(jí)2按TAML分級(jí),多分支井完井方式可為16s級(jí),見下

2、列圖1.1) 一級(jí)完井主井眼和分支井眼都是裸眼.側(cè)向穿越長(zhǎng)度和產(chǎn)量限制是受限的.完井作業(yè)不對(duì)各產(chǎn)層分 隔,也不能對(duì)層間壓差進(jìn)行任何處理.2)二級(jí)完井 主井眼下套管并注水泥,分支井裸眼或只放篩管而不注水泥.主分井筒連接處保持裸眼或 者可能的話在分支井段使用 脫離式"篩管('dropoff ' line即只把篩管(襯管)放入分支井段中而不與主井筒 套管進(jìn)行機(jī)械連接,也不注水泥.與一級(jí)完井相比,可提升主井筒的暢通性并改善分支井段的重返潛力.二級(jí)完井通常要用磨銃工具在套管內(nèi)開窗,也可使用預(yù)磨銃窗口的套管短節(jié).Anadrill公司有為二級(jí)完井用的快速鉆穿窗口技術(shù). 3)三級(jí)完井

3、 主井眼和分支井眼都下套管,主井眼注水泥而分支井眼不注水泥.三級(jí)多底分支井技術(shù)提 供了連通性和可及性.分支井襯管通過襯管懸掛器或者其它鎖定系統(tǒng)固定在主井眼上,但不注水泥.主分 井筒連接處沒有水力整體性或壓力密封,但有主分井筒的可及性.三級(jí)完井可用快速連接系統(tǒng)(RapidConnect)為分支井和主井眼提供機(jī)械連接,為不穩(wěn)定地層提供高強(qiáng)度連接.三級(jí)完井還可用預(yù)鉆的襯管或 割縫襯管,是預(yù)制的但不是礫石充填的濾砂管.Anadrill公司使用了 1種脫離式襯管完井設(shè)計(jì),分支井襯管的頂端可通過水力短節(jié)進(jìn)行脫離.套管外封隔器用于脫離式完井裝置中以隔離多個(gè)油層,固定襯管頂端 以便于重返進(jìn)入襯管.在有油管的主

4、套管中使用常規(guī)的套管封隔器,在跨式封隔器(Straddlepakers)之間用水力方法來隔離每一個(gè)分支井眼.分支井的產(chǎn)量由滑套和其它流量限制裝置來限制.這種完井方法較廉 價(jià),操作也相當(dāng)簡(jiǎn)單,在歐州北海已得到驗(yàn)證,目前正應(yīng)用于深水海底井中.其完井作業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)是 流量限制裝置在井下的操作.Schlumberger Camco 公司智能井控技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和限制井下流量控 制裝置.4)四級(jí)完井 四級(jí)完井的主井眼和分支井眼都在連結(jié)處下套管并注水泥,這就提供了機(jī)械支撐連接,但 沒有水力的整體性,意思是液體水力是隔離的.事實(shí)上分支井的襯管是由水泥固結(jié)在主套管上的.這一最 普通的側(cè)鉆作業(yè)盡管使用了套管

5、預(yù)銃窗口裝置,但仍然取決于造斜器輔助的套管窗口磨銃作業(yè).分支井襯 管與主套管的接口界面沒有壓力密封,但是主井眼和分支井都可以全井起下進(jìn)入.這種級(jí)別的多底井技術(shù) 雖然復(fù)雜和風(fēng)險(xiǎn)高且仍處于開展階段,但是在全世界范圍內(nèi)的多底井完井中已獲成功.5)五級(jí)完井五級(jí)完井具有三級(jí)和四級(jí)分支井連接技術(shù)的特點(diǎn),還增加了可在分支井襯管和主套管連接 處提供壓力密封的完井裝置.主井眼全部下套管且連接處是水力隔離.從主井眼和分支井眼都可以進(jìn)行側(cè) 鉆.可以通過在主套管井眼中使用輔助封隔器、套筒和其它完井裝置來對(duì)分支井和生產(chǎn)油管進(jìn)行跨式連接 (Straddle)以實(shí)現(xiàn)水力隔離.五、六級(jí)完井的分支井具有水力隔離、連通性和可及性

6、特點(diǎn).多底井技術(shù)的 最難點(diǎn)是高壓下的水力隔離和水力整體性.6)六級(jí)完井 連接處壓力整體性連接部壓力與井筒壓力一致,是1個(gè)整體性壓力,可通過下套管取得,而不依靠井下完井工具.六級(jí)完井系統(tǒng)在分支井和主井筒套管的連接處具有一個(gè)整體式壓力密封.耐壓密封的連接部是為了獲得整體密封特征或金屬整體成型或可成型而設(shè)計(jì),這在海洋深水和海底(Subsea ,水 下安裝中將是有價(jià)值的.Schlumberger公司正致力于把這些技術(shù)開展成為更新的系統(tǒng),而不是繼續(xù)使用這種特殊的模式.該公司正在用1種新的六級(jí)設(shè)計(jì)繼續(xù)進(jìn)行 多分支井技術(shù)的研究與開發(fā).7 6S級(jí)即六級(jí)完井的次級(jí)完井 使用井下分流器或者地下井口裝置,根本上是

7、1個(gè)地下雙套管頭井 口,把1個(gè)大直徑主井眼分成2個(gè)等徑小尺寸的分支井筒.2多分支井的關(guān)鍵技術(shù)21根據(jù)地質(zhì)、油藏條件和擬用的采油方式,選擇T AM L分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的某級(jí)并確定井身剖面的類型,設(shè)計(jì) 主分井筒的整體方案以及每個(gè)井筒的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的完井方法.分支井的類型選擇取決于產(chǎn)層特征、開發(fā)目 的、開采條件、產(chǎn)層厚度和它的巖性,以及產(chǎn)層上部是否存在需要的密閉層.分支井的井身剖面、分支長(zhǎng) 度和分支數(shù)目等取決于產(chǎn)層的非均質(zhì)性、地層厚度、巖性、巖石硬度的分布、地層剖面穩(wěn)定的程度等.選 擇與設(shè)計(jì)分支井時(shí)還必須考慮當(dāng)時(shí)的鉆井、固井、完井工藝技術(shù)水平以及多底井采油、增產(chǎn)和修井作業(yè)的 工藝技術(shù)水平.盡量采用智能完井、選

8、擇性完井、遙控完井等新技術(shù).2多分支井鉆井完井工藝技術(shù)的研究.精心設(shè)計(jì)主分井筒的井身軌跡,采用先進(jìn)有效的井身軌跡限制技 術(shù),保證井眼準(zhǔn)確穿越實(shí)際需要的靶區(qū).尤其是使用先進(jìn)的隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)和閉環(huán)鉆井技術(shù)尋優(yōu)控靶, 保證井身質(zhì)量并有良好的重返井眼水平,保證主分井眼對(duì)固井、完井、采油、增產(chǎn)、修井等作業(yè)的順利進(jìn) 行.3使用先進(jìn)的開窗技術(shù),使用預(yù)銃窗口套管短節(jié)、研究無(wú)碎片系統(tǒng)等以減少井下工作時(shí)間和提升井眼清 潔度.研究窗口周圍密封技術(shù)、研制特種水泥含填料以提升密封質(zhì)量.4研制密封的、可封隔的、耐高溫高壓的連接部件.研制井下專用工具和管件,研究完井測(cè)控安裝技 術(shù).研究?jī)H需較少起下鉆次數(shù)的完井安裝方法以減

9、少相應(yīng)的安裝時(shí)間,保證安裝1次成功.5研究多分支井能夠維護(hù)井壁穩(wěn)定、保護(hù)油氣產(chǎn)層以及低摩阻、強(qiáng)抑制、高攜屑水平、凈化井眼好的鉆完井液及其精細(xì)處理劑的技術(shù).研究多分支井的固井、完井、采油、增產(chǎn)、修井配套技術(shù).6多分支井專用軟、硬件的研究與應(yīng)用.3多分支井的應(yīng)用3在國(guó)外多分支井已開始推廣,但在國(guó)內(nèi)運(yùn)用得還不是很多,在勝利油田 2002年對(duì)梁46-支平1井運(yùn)用多 分支井的設(shè)計(jì)并施工,其設(shè)計(jì)概況梁46-支平1井是國(guó)內(nèi)繼樁1-支平1井之后的第二口分支水平井,位于梁家樓油田梁46塊中部局部構(gòu)造較高位置,用于開發(fā)該塊沙 3段中10、11和12小層局部構(gòu)造高點(diǎn)剩余 油富集區(qū).該井設(shè)計(jì)為同向雙分支結(jié)構(gòu),兩分支在

10、平面上相互平行,水平段平面上相距約15m o兩分支均為階梯式四靶點(diǎn)水平井,設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)300m ,井深都在350m以深,加上油層很薄,所在井區(qū)井點(diǎn)稀,目的層深度預(yù)測(cè)困難,有相當(dāng)?shù)氖┕るy度.梁46-支平1井設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)為：第一分支一開 444.5mnX 251m ,339.7mm 套管 k50m ;二開 311.1mnK 2893m , 244.5mm 套管 X2890m ;三開 215.9mnK 3594.31m , 139.7mm 套管 X2830 3591m ;第二分支 中215.9mnX 3562.69m , 139.7mm 套管?2810 3560m.實(shí)鉆井身結(jié)構(gòu)為：第一分支一開444

11、.5mnX 246m ,339.7mm 套管 k43.91m ;二開 311.1mnK 2902m ,244.5mm ;套管 X2889.32m ;三開 215.9mnK 3595m , 139.7mm 套管?2832.17 3568.29m ;第二分支 中215.9mnX 3622m , 139.7mm 套管?2817.48 3618.3m.窗口位置為 2822.47 2826.75m .梁46-支平1井施工過程：梁46-支平1井采用了勝利油田自行研制的尾管懸掛器定向回接系統(tǒng).按地質(zhì)要求先鉆下分支井眼,后鉆上分支井眼,下分支井眼完鉆后下入尾管,在尾管懸掛器頂部加裝一個(gè)特殊的 定向回接接頭,通

12、過專門設(shè)計(jì)的回接工具與斜向器連接,以實(shí)現(xiàn)上分支井眼開窗側(cè)鉆和再進(jìn)入.在第二分 支井眼固井后,分支窗口附近的244.5mm套管內(nèi)重疊了一局部 139.7mm套管,采用套銃筒套銃切 斷,套銃筒進(jìn)入回接系統(tǒng)的打撈接頭后,將切斷的套管及斜向器組合一起回收,從而實(shí)現(xiàn)各分支井眼與主 井眼的連通.梁46-支平1井完井采油設(shè)計(jì)梁46-支平1井目的層巖性致密,不出砂,儲(chǔ)層間的泥巖夾層和巖性?shī)A層比 較穩(wěn)定,結(jié)合井眼狀況以及后期采油、作業(yè)要求,確定采用水平段用管外封隔器加割縫襯管,造斜段用套 管分級(jí)注水泥固井的方式完井,屬于TAML4級(jí)完井水平.為進(jìn)一步減輕油層傷害,恢復(fù)油井產(chǎn)能,完井時(shí),用洗井液替凈裸眼內(nèi)的鉆井液,然后對(duì)井眼進(jìn)行酸化處理,解除泥餅.根據(jù)目的層油藏地質(zhì)條件,生 產(chǎn)初期含水低,且兩個(gè)分支所處油層壓力根本相同.因此,完井后,先對(duì)兩個(gè)分支井眼進(jìn)行合采,生產(chǎn)一 段時(shí)間之后,根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)的變化,可進(jìn)行分采；將上分支井眼封住,采下分支井眼；或?qū)⑾路种Ь鄯?住,采上分支井眼.梁 46-支平1井完井管柱如圖1所示.4.結(jié)論多分支井含原井再鉆多分