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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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，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(dá)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(yù)開孔套管與主井眼空心導(dǎo)斜器成型對接、分支管柱回接進(jìn)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(dá)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(zhǔn)確將預(yù)開孔套管下到井下任意預(yù)定深度，并把預(yù)開孔套管坐掛到預(yù)先設(shè)定的方向上，實現(xiàn)與空心導(dǎo)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(jìn)等施工工藝，探索出了兩套適應(yīng)不同地層特點的同尺寸鉆頭懸空側(cè)鉆和復(fù)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(yīng)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(yīng)用，年實施井?dāng)?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(yù)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(hù)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(yīng)不同地層和儲層特點的鉆井液體系。
技術(shù)成功推廣應(yīng)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(fù)雜斷塊邊界等特殊儲層取得了良好的應(yīng)用效果，技術(shù)取得了長足的進(jìn)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(wù)、事故預(yù)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(wù)能力。分支井完成數(shù)量占全國的60%以上，分支井推廣應(yīng)用規(guī)模、分支數(shù)量、井深、分支數(shù)、全井累計進(jìn)尺等多項指標(biāo)國內(nèi)領(lǐng)先。
在不同壓力層系氣藏開發(fā)中的應(yīng)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(dá)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(yīng)用效果。
在老井側(cè)鉆中的應(yīng)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(jìn)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(yīng)用前景廣闊。
在斷塊油藏開發(fā)中的應(yīng)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(fù)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(dāng)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(yīng)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(fù)雜的一口特殊工藝井，單井總進(jìn)尺6655m，油層進(jìn)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(yīng)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(yīng)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(hù)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(yīng)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(fù)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(jìn)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(yīng)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(jìn)行了規(guī)?；茝V應(yīng)用，顯示了顯著的規(guī)?；瘧?yīng)用效果。
1992年底邊臺潛山開始投入開發(fā)，1994年達(dá)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(jìn)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(jìn)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(fù)， 2007年區(qū)塊平均日產(chǎn)恢復(fù)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(biāo)（如圖9）。
2010年開井71口，其中分支水平井16口、占22.5%，相應(yīng)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(yīng)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?，更能體現(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(yīng)用需求。
隨著其它鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)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(yīng)用效果和前景。
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