新技术创出钻井特色品牌

       多分支井是指从一主井眼中钻出两个或两个以上分支井眼的井。通常把两个或多个分支井眼钻在同一层的叫多底井，钻在不同油层的叫多分支井。国内把两种类型的井都称为分支井。

       分支井可以开采低产难采储量，提高最终采收率，降低钻井投资和吨油开采成本，整体改善油田开发效果；适用于水锥造成的死油区和阁楼油、透镜体油气藏、薄油气藏及低渗透油藏、高粘度稠油藏、天然裂缝油气藏、致密砂岩油气藏、自然沥青油藏、边际油藏等常规井无法开采或不具有经济开采价值的油田；分支井经济上还具有充分利用老井眼和降低每钻开单位长度油层所需的总进尺、减少占地面积、减少环境污染、减少平台数量、减少地面采油管线成本、降低废弃物、钻井液、钻屑的处置费用的优点。

       分支井关键技术

       按照1997年苏格兰阿伯丁分支井技术论坛上确立的分类标准，分支井技术分为6级（如图1）。

       分支井技术在定向井和水平井技术的基础上，增加了第一个分支井眼以后的分支井眼的钻井技术和完井技术，其中难点是套管开窗技术和完井回接技术，分支井连接井段要求达到三性要求：机械支撑性、水力密封性和可重入性。

       长城钻探工程有限公司通过对分支开窗侧钻、分支井眼完井管柱定向定位回接、水平段裸眼悬空侧钻等技术的研究，形成了一套具有自主知识产权的 “DF-1” 新型分支井钻完井系统，该系统已经成为长城钻探公司，乃至中国石油集团的一项特色品牌技术，成为世界第五大拥有自主知识产权的分支井钻完井技术。

       具有机械稳定性的井下三通技术   这是分支井在第一个分支井眼完成后继续实现其它分支井眼钻井和完井的关键技术。通过对分支开窗侧钻、预开孔套管与主井眼空心导斜器成型对接、分支管柱回接进入主井眼等技术的研究，研制成功了具有稳定机械支撑的井下三通，该机构可以使分支井眼实现固井作业，使完井水平达到TAML5级。井下三通结构如图2，窗口中心点处的形状如A-A断面所示；窗口末端处的形状如B-B断面所示。

       大通径分支井开窗技术  为满足各分支井眼对主井眼通径的要求，通过对分支开窗、造斜器打捞与导斜器下入工艺技术的研究，形成了可捞式造斜器与空心导斜器换取技术，保证了分支井大通径开窗的成功实施，满足了深井硬地层和高钢级厚壁套管开窗的需要。

       分支井眼尾管定向定位回接技术   为适应分支井眼尾管定向定位回接工艺技术的要求，研制成功了螺旋定向定位工具，该工具采用机械啮合的原理，能准确将预开孔套管下到井下任意预定深度，并把预开孔套管坐挂到预先设定的方向上，实现与空心导斜器的精确对接。多口井的现场试验表明，该机构精确度高、可靠性强。

       鱼骨型分支井钻井技术  分叉点在油层段的分支井称为鱼骨型分支井，国际上通常选用1级或2级完井技术，该技术的关键是水平段裸眼悬空侧钻技术。长城钻探工程有限公司根据储层胶结强度和硬度的不同，优化钻具组合，研究水平段裸眼悬空侧钻夹壁墙的快速形成和稳定机理，以及划槽、打窝、控制钻进等施工工艺，探索出了两套适应不同地层特点的同尺寸钻头悬空侧钻和复合尺寸钻头悬空侧钻工艺，形成了一套具有长城钻探公司特色的鱼骨型分支井裸眼悬空侧钻技术。由于应用效果显著，该技术在稠油、超稠油、低压低渗以及深层潜山裂缝等储层中得到了广泛应用，年实施井数在20口以上。

       分支井固井、钻井液配套技术  通过对分叉口井下三通固定、预开口套管暂堵以及尾管悬挂等技术的研究，实现了分支井固井一趟钻完成坐挂、丢手、注水泥等作业，节约了钻井周期。针对多个裸眼分支井眼长时间共存情况下的井壁稳定和储层保护问题，通过对分支井钻井液暂堵性和防污染性能研究，形成了一套适应不同地层和储层特点的钻井液体系。

       技术成功推广应用

       自第一口试验井海14-20三分支定向井完成至今，累计完成各类分支井120余口，其中4级分支井19口，鱼骨分支井100余口，在气井、稀油、稠油、超稠油、高凝油、低渗透、裂缝性、复杂断块边界等特殊储层取得了良好的应用效果，技术取得了长足的进步。具备筛管、固井、上固下挂等各种完井方式下浅、中、深层鱼刺型分支井和9-5/8″和7″两大系列的四级分支井的设计及实施能力，形成了集井位优选、钻完井工程设计、钻完井现场技术服务、事故预防与处理配套技术 、采油/修井作业后期技术于一体的综合服务能力。分支井完成数量占全国的60%以上，分支井推广应用规模、分支数量、井深、分支数、全井累计进尺等多项指标国内领先。

       在不同压力层系气藏开发中的应用  新浅90井是国内完成的第一口双分支气井（如图4），该井用两个分支分别开发两个不同压力系统的气层：第一分支为直井，主井眼尺寸Φ311.1mm，分支井眼尺寸Φ215.9mm，完井套管尺寸Φ177.8mm；第二分支为定向井，分支井眼尺寸Φ215.9mm, 完井套管尺寸Φ177.8mm。该井采用注水泥固井完井，窗口处采用挤密封剂技术密封，较好地解决了水力密封问题，完井水平达到TAML5级，实现了分层压裂、分层开采，产量是同区块邻井的4～5倍，取得了良好的应用效果。

       在老井侧钻中的应用  静31-59井为国内第一口侧钻分支水平井（如图5），该井是利用停产老井侧钻开发井间剩余油的双分支水平井。主井眼套管尺寸：Φ177.8mm；分支井眼尾管尺寸：Φ101.6mm；该井采用无接箍筛管悬挂完井；产量是该区块普通直井的6～8倍；利用老井侧钻技术节约成本150万元。

       目前，辽河油田等许多油田的开发已进入中后期，井网密集，且低产、低效井多，采用分支井技术在老井内侧钻挖掘井间剩余油具有成本低、见效快等优点，应用前景广阔。

       在断块油藏开发中的应用  小35-H1Z井是利用一口双分支水平井开发两个断块、三个储层的井（如图6）。该井位于辽河盆地东部凹陷中段铁匠炉构造西侧，储层岩性为粗面岩，储集空间具有缝洞—孔隙双重介质，储层非均质性较强，物性较差，直井、定向井开发效果不理想。

       小35-H1Z横跨小33、小35块2个断块，第一分支水平段长850m、第二分支水平段长350m，为反向双台阶阶梯分支水平井，水平段最大井斜101.7°，整体呈上翘趋势。全井井身结构复杂，共实施了五次开钻、四层套管层系、五种套管尺寸。该井投产后，日产油气当量180t，产量是同一区块直井的6～8倍。

       多层次分支井在潜山裂缝性油藏开发中的应用  边台H3Z井是国内第一口多层次分支井（如图7）。该井用多层次分支井技术开发潜山裂缝性油藏的两个层系，两个主分支井眼目的层垂深相差325m，为两个4级完井的分支井眼，每个主分支井眼又分别含5个、6个鱼刺型分支井眼，是国内完井技术最为复杂的一口特殊工艺井，单井总进尺6655m，油层进尺4390m。由于实施了多层次分支井技术，显著提高了裂缝钻遇率，实现了块状裂缝性储层的立体开发。该井投产后，产量是同区块邻井的6～10倍，取得了良好的开发效果。

       欠平衡分支井在低渗油藏开发中的应用  哈3-H3井是国内首次将欠平衡钻井技术和分支井技术相结合应用于低渗油藏开发的井。设计井段/井眼尺寸： 2230～3004m/Φ152mm；设计钻井液体系/密度：水包油/0.92g/cm3；设计静/动欠压差值： -2.6 MPa /（－0.73～1.15MPa）。该井共钻成5个鱼刺型分支井眼，由于采用分支井与欠平衡相结合的技术，有效保护了储层，提高了分支井的实施效果，投产产量是邻近水平井的10倍，增产效果显著。

       鱼骨型分支井技术在高凝油油藏开发中的应用  静52-H1Z井是国内陆地油田分支数最多的一口鱼刺型分支井（如图8）。该井位于辽河大民屯凹陷静安堡潜山带中段，油藏性质为高凝油，属于低孔、低渗、无底水裂缝性块状潜山油藏，主井眼尺寸Φ215.9mm，分支井眼尺寸Φ200mm，主井眼下入Φ139.7mm打孔筛管完井，分支井眼裸眼完成。实施过程中，由于采用了复合尺寸井眼悬空侧钻技术，钻井效率得到了大幅度提高。本井共完成鱼刺分支井眼20支，总进尺7577m，水平段总长4333m，产量是邻井的8倍，增产效果显著。

       效果评价与应用前景

       在长城钻探累计完成的120余口各种类型的分支井中，单井日产量均在临井的1.5倍以上，显示了良好的技术经济优势。

       其中，在辽河油田沈阳采油厂沈北潜山北区块进行了规模化推广应用，显示了显著的规模化应用效果。

       1992年底边台潜山开始投入开发，1994年达到产量高峰609吨，从1994年开始实施边底部注水，但因边部裂缝发育差、注水困难，油藏仍然依靠天然能量进行开发，产量递减较快，日产油下降到280吨。

       从1998年开始采用内部和边部的低部位注水，注水工作取得了一定的进展，到2000年区块产量递减趋势减缓，2005年日产油下降到164吨。

       2007年开始在边台区块推广利用分支水平井开发低渗难动用储量的现场实施，克服了潜山混合花岗岩地层分支水平井实施的一系列技术难题，目前共完成各类分支水平井16口。区块产量也自2007年开始恢复， 2007年区块平均日产恢复到198.9吨/天，2008年255.1吨/天，2009年293吨/天， 2010年369吨/天，实现了边台区块高凝油油藏稳产增产的开发目标（如图9）。

       2010年开井71口，其中分支水平井16口、占22.5%，相应平均日产占57.5%，显示良好的单井高产的优势。

       通过对比分析，单支鱼骨井是直井产量的3.5倍，双分支鱼骨井是单支鱼骨井的2.6倍（如图10）。

       通过十余年、120余口分支井技术的现场实施，经过各种类型油气藏分支井的现场应用，分支井单井高产效果明显；分支井技术的区块规模化实施，更能体现出分支井的经济技术优势。随着国内外易采储量的不断减少，分支井技术将会获得更大的应用需求。

       随着其它钻井技术的不断进步，分支井技术和水平井、大位移井、水平井分段压裂、MRC、ERC等技术的配合使用将会产生更好的应用效果和前景。