水平井和多分支井技术

水平井作为一种开发低渗透油气田的一项成熟技术已经在世界各国油田中得到广泛应用。从低渗透油田开发的角度来讲，水平井水平段在油层中的位置、延伸长度和延伸方向是决定水平井产能的关键因素，因此在水平井的建井过程中必须应用能保证水平井以最佳井身轨迹钻进的新工艺。

目前，俄罗斯已经可以利用地震声学X射线层析成像法以高精确度确定产层在不同方位上产层的深度和含油厚度，作为最佳井身轨迹的设计的依据；并且试图建立能够控制钻具钻进移动方向的自动系统，该自动系统包括从井底方向和钻柱下部组合装置的表面遥测控制系统，能自动和手动操作钻柱下部组合装置、钻具(变向器、钻铤、寻中器、稳定器)的控制工具。

美国Andrill公司研制出地质导向工具，可测得离钻头1?2m范围内的方位、地层电阻率、伽玛射线、转速和井斜等，并把这些钻头附近的数据传到MWD系统，以便更好地引导钻头穿过薄层和复杂地层，利用测井数据直接进行地质导向钻井，而不是按预先设计的井眼轨迹钻井。

多分支井的完井已经有TAML分级标准，但是仍然是分支井技术上的难点，其主要困难在于主井眼与分支井眼的连接技术。分支井的连接技术是分支井所特有的，支井眼与主井眼的密封连接问题是目前分支井完井作业技术难度最大的。因此分支井研究的主要方面集中在分支井完井中的主、支井眼连接技术。

不密封连接方式(仅将主井眼与支井眼内管柱机械地连在一起)有Sperry公司的可回收分支井系统和分支回接器，Baker公司早期的根部系统等；密封连接系统目前有Sperry公司的RMLS系统、ITBS及LTBS系统，Hauiburton公司的分支井系统3000TM，Baker公司最新的根部系统；为了顺利再进入分支井眼，可使用选择性再进入工具(SRT)。多数密封连接系统都是选择性再进入的，如Sperry-San公司的多管柱完井系统(MSCSTM)，PCE公司的分支井再进入系统等。

由Marathon oil与Baker oil Tools、National oil well联合开发的井下分离头系统(Down hole oil Splitter System)是一项专利技术，利用该系统可以在一口井中钻数个分支，并可以下套管固井、完井，同时可以保持各分支间的任意进入性。

由Sperry-Sun钻井服务公司、CS资源公司和Cardium工具服务公司联合研制开发的一套分支井衬管回接新技术??分支井段回接系统(LTBS)。LTBS主要包括套管开窗接头、可回收式导斜器、分支井衬管悬挂器及下送工具等四个部分。利用LTBS可采用常规定向井工艺钻出分支井段，实现分支井衬管与主井眼油层套管的回接，并可对分支井衬管进行注水泥固井，保证以后可以重新进入分支井筒内作业。

利用水平井开发低渗透油藏主要有以下几方面的原理：

水平井生产剖面具有很强的泄油能力；

水平井生产剖面呈稳态流时，其压力剖面的生产压降低于垂直井压力剖面的生产压降；

当生产层含有气顶或底水时，水平井直接钻入油层中部，从而限制了气顶和底水的锥进；

对于垂直裂缝或高角度裂缝发育的储层，用水平井把裂缝串起来，则更显出水平井的优越性；

对薄的低渗油气层，水平井延伸到薄的油层中部去，与垂直井相比具有更大的泄油面积；

在等效区域内，采用相同的井距布井，水平井产能为直井的六倍，因此，水平井可以采用大井距布井，从而降低钻井成本。

分支井是指在一口主井眼(又称母井眼)中钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼或二级井眼分支井，主井眼可以是直井、定向井，也可以是水平井。分支井类型繁多，如叠加式、反向式、Y型、鱼刺型、辐射状等，可以根据油藏的具体情况进行优选合适的分支井类型。

与目前比较成熟的水平井技术相比，分支井具有更大的优越性：

发挥水平井高效、高产的优势，增加泄油面积，挖掘剩余油潜力，提高采收率，改善油田开发效果；

可共用一个直井段同时开采两个或两个以上的油层或不同方向的同一个油层，在更好地动用储量的同时节约了油田开发资金。

对于低渗透油藏这种用直井开采效果比较差的油藏，用水平井或侧钻水平井开采还不能够完全控制油藏，而采用多底井或分支井就可以较好地解决这一问题。

水平井及分支井开采技术的主要技术内容包括井网及井眼轨迹设计技术、完井技术和采油工艺技术。水平井井网及井眼轨迹设计技术

从目前油田现场应用和理论研究来看，水平井与直井联合布井的五点法井网与九点法井网是应用最多并且效果较理想的布井方式。

水平井水平段在油层中的位置直接关系到水平井的产能和寿命，目前也有不少学者致力于这一方面的研究。

水平段在油层的设计位置取决于油层的驱动类型以及油层的均质性，为了最大范围地动用目的层储量，在设计井位时，将水平段设计成与目的层斜交，使水平井既可以斜穿上、下砂岩体，又可以穿透大部分分散的不稳定薄夹层，以减少出油阻力，增加出油体积；

水平段的延伸方向除与储层的构造形态、断层位置、含油砂体的沉积类型和边界有关系外，还与储层中地应力分布及天然裂缝的发育状况有关。

水平段的延伸长度设计必须与储层砂体发育规模相一致，并综合考虑已钻的直井井网部署和地面环境等因素，在油藏特定地质条件和地面环境下，水平段的设计长度并不是越长越好，只有根据油藏地质条件、钻井成本和作业风险等优化研究，才能获得比较好的开发效果和经济效益。

应用条件及范围

水平井和分支井的开采研究表明，对于垂直井压裂开发仍然没有经济效益的低渗透油藏，也同样不适合用水平井和分支井技术开发，但是只要选择适合的地质条件，用水平井和分支井开采低渗透油田能够获得明显的增油效果。

这些地质条件的内容包括：

层含油砂岩厚度大于6m；

储层的渗透率大于1×10-3μm2；

含油层的流度应大于0.5×10-3 μm2／mPa?s；

储层中具有比较发育的天然裂缝；

层状油藏应有良好隔层，以防气水过早进入油藏；

目的层的分布面积应大于0.5km2，以便部署完善的注采系统。