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煤层气多分支水平井钻井技术浅析
煤层气多分支水平井钻井技术浅析摘要: 由于我国煤层气储层具有渗透率低压力低的特点，直井煤层控制面积小，产量低，钻单支水平井不利于后期的排水降压作业，所以现在煤层气开发多采用羽状水平井，羽状水平井需要工艺井与排采井之间的连通，两井连通需要对两井距离方位偏差新的靶点坐标、南北坐标、东西坐标等进行精确测量，找出新的靶点，然后对定向井进行定向指导，确保成功连通。
可以提高单井的产量、降低钻井的综合成本。
本文主要介绍了煤层气多分支水平井的主要特点以及煤层气多分支水平井钻井的几种主要技术。
关键词：煤层气；多分支水平井；钻井技术一、煤层气多分支水平井的主要特点煤层气水平井主要借鉴的是常规天然气水平井的钻井工艺技术，但是，其工作的对象与煤层气的储藏性质和排采方式不相同，所以，在设计及施工的工艺等方面都有自己独有的特点：1、开发目的层比较单一，而且是水平面多分支。
运用多分支的水平井钻井技术来开发煤层气，当前通常是选择某个主力煤层进行开发，在某个单一层相似的水平面上会钻出很多分支，这和油井在两个以上的层位钻出的多分支也不相同。
2、目的层段的分支和进尺比较多。
因煤储层的地层压力及渗透率相对来说比较低，因此，如果要提高煤层气的产量，就要比常规的油气井有更加多的渗滤面积和排气通道，这就会使煤层段所钻的分支变得更多，通常有l到2个主分支，在主分支的两侧需要钻出多个，通常是6到8个分支，而累计煤层段的进尺通常需要达到4000米以上。
3、运用裸眼完井的方式。
煤层气的多分支水平井通常会运用裸眼完井的方式，这主要是因为：（1）煤层气的开发区一般也是煤炭的开采区，比如山西的沁水盆地。
按国家先采气、后采煤、采气和采煤一体化的政策要求，在采完气之后还需要采煤，然而采煤的禁忌是在煤层里有金属套管；（2）因为受到完井技术的限制，当前很多的分支井还较难下入完井的套管或者筛管。
4、主井眼和分支井眼的尺寸比较小。
由于煤层的强度和胶结的程度比较差，容易发生垮塌。
多分支井钻井技术综述与最新进展
井 、 井、 油、 测 试 注水 、 油层 改 造 、 井及 分 层开 采 修 的要 求 。其缺 点 是操 作 较 为 复 杂 ， 靠 性需 要 进 可
一
收 稿 日期 ：０ ６—０ ２０ １—２ ； 回 日期 ：０ ６—０ ３改 ２０ ５一儿 作 者 简 介 ： 光 颖 （９ ５ ） 女 ， 程 师 ，９ ９年 毕 业 干 大 庆 石 油 王 １６一 ， 工 １８
２ 多分 支井 钻井 技 术 最 新 进 展
随着 钻 井技术 的发展 ，多 分支 井 钻 井技 术 也
在 不断地 改 进 和创新 。膨胀 管定 位多 分 支井 钻井
技 术 、 能 多分 பைடு நூலகம்井 钻井技 术 、 智 鱼骨 型水 平 多分支 井 钻井技 术 是 近 几 年 涌 现 出 的新 技 术 。２ ０ ０ ２年
维普资讯
海 洋 石 油
・
１ ０・ ０
Ｏ Ｆ ＨＯ Ｅ Ｏ１ ＦＳ Ｒ Ｌ
２０ ０ ６年 ９月
文 章编 号 ：０ ８ ３ ６ ２ ０ ） ３ １ ０ ５ １ ０ —２ ３ ｛ ０ ６ ０ —０ ０ —０
多分 支 井钻 井技 术 综 述 与 最 新进 展
王 光 颖
（ 油 辽 河 油 田公 司 钻 采 工 艺 研 究 院 ， 宁 盘 锦 １４ １ ） 中 辽 ２ ００
摘 要 ： 多分 支 井 钻 井 技 术 是 在 单 一 井 眼 里钻 出若 干 个 支 井 ， 且 回到 单 个 主 井 筒 的 钻 井 新技 术 。 目前 ， 并 多分 支 井 钻 井 技 术 方 法 很 多 ， 括 套 管 开 窗锻 铣 侧 钻 、 设 窗 口、 眼侧 钻 、 向分 支 井 方 法 、 胀 管 定 位 侧 钻 和 智 能分 支 井 等 。 多分 包 预 裸 径 膨 支 井 钻 井技 术 具 有 很 多优 点 ： 加 井 眼在 油 藏 中的 长度 、 大 泄 油 面 积 、 高采 收 率 、 善 油 流 动 态 剖 面 、 缓 锥 进 速 度 、 增 扩 提 改 减 提 供 重 力 泄 油途 径 、 高 油 气 层 纵 向动 用 程 度 、 高 裂 缝 油 气 藏 裂 缝 钻 遇 率 、 济 开 采边 际 油 气藏 和 重 质 原 油 油 藏 、 重 提 提 经 可 复利用上部井段， 降低 钻 井 成 本 、 于地 面 井 口或海 上 井 槽 的 减 少 而 降 低 了 平 台 的建 造 费 用 、 由 降低 油 井 管 理 和 环 境 保 护 等 费 用 ， 高 了经 济 效 益 。 提 关键词 ： 多分 支 井 ； 钻井 ； 管 ； 管 ； 钻 套 衬 侧
煤层气多分支水平井钻井技术探究
一
数 、控制 操 作措 施 和施 工之 上认 真 地进 行 分 析 进而 判 断。 ７ 小井 眼 的钻井 技术 。 、 计 的方 向前进 。 ２ 直 井裸 眼 的造穴 技术 。 、 煤 层 气 多 分 支 水 平 井 通 常 采 用 的 是 直井 ， 排采 煤 层气 的生产 井 ， 是 能够 确保 １２ ５． 米 、２ ． 毫 米 的钻 头 进 行 钻 进 的 ， ４毫 １０ ５ ６ 工 艺井 和直 井之 间的连 通 。工作 人 员要 在 直 用这 么小 的井 眼 和长 裸 眼钻 进 时 ，一 定 要解 井 的煤 层气 处造 穴 ， 主要 过程 是 ： 直井 完 决好 小钻 具 、小 螺杆 以及 小 钻头 使 用 的寿命 其 往 及对 井下 的工 作 情况 进行 井 眼 的清 洁 、 判断 、 加 压 、 制循 环 的压 力 、 控 处理 事故 等 方 面的 问 题。 当然 ， 在实 际的施 工 中需要 应 用 的工艺 技 术有 很 多 ， 设备 的配套 也 有一 些要 求 ， 对 比如 钻 机要 装配 顶驱 、空气 欠平 衡钻 井 则要 安 装 井 控 的设 备 ，尤 其是 旋 转 的控 制头 及 液气 的 分 离器 等 。
Ｒ Ｒ 系统 ， Ｍ Ｓ 主要 是 利用 旋 转 磁性 接 头 ， 正 在 钻井 里 可 以产生 几 十米 之外 就 能够 探测 的一 个磁 场 信号 ，在 目标 井 里下 人 一个 有 线 的探 管， 以测 量 出磁场 的强度 及 方 向 ， 通 过对 测 并 量 的数 据进 行分 析来 判 断钻 头 和洞 穴 间 的相 艺。 对 位置 ，在 连通 前 还要 对 轨迹 进行 有 效地 调 当一 口井 完 成之 后 ，通 常需 要进 行 排水 整 ， 样才 能实 现连 通 。 这 降压 以使 煤层 气 解析 ， 这样 才 可 以产气 。 层 煤 ４ 欠平 衡 的钻井 技术 。 、 气 的多分 支水 平 井 因为其 工 艺 的特 点 ，需 要 为 了达到 保护 产 层 、 快 速度 、 于携 带 加 利 专 门的排 采直 井来 排 水 和产气 ，而且 这 口直 煤 屑 的 目的 ， 采用 欠平 衡 的钻 井 技术 ， 是 要 就 井 一定 要水 平 井相 连通 才 可 以达 到 目的。 因 从 另 外 一 口井 里 把 气 体 注 入 到 水 平 井 的 中 此 ，煤层 气 的 多分 支水 平 井通 常 都要 先打 一 间 ， 以实 现在 环空 的气 液 混合 ， 降低 液 柱 的 并 个排 采 直井 ，然 后再 在适 和的 位置 打 一 口水 压力 ，这种 情 况 也只 有在 煤层 气 多分 支 的水 平 井 （ 称 为工 艺 井 ）这 口水 平井 和 直 井 相 平 井 中才会 有 。 也 ， 连通 ， 之后 再钻 多分 支 的水平 井 。 ５ 、井 身 结 构 和井 眼轨 迹 优 化 的 设 计 技 二、 煤层 气 多分 支水 平井 钻井 技术 分 析 术 。 煤 层气 多分 支水 平 井是 多种 先 进 的钻 井 煤层 气 井通 常 比较浅 ，排采 直井 和 工艺 技术 综 合的 运用 ， 主要 有 以下 几种 技术 ： 井井 口问 的距 离 一定 要适 当 ，而 且还 要依 据
数 、控制 操 作措 施 和施 工之 上认 真 地进 行 分 析 进而 判 断。 ７ 小井 眼 的钻井 技术 。 、 计 的方 向前进 。 ２ 直 井裸 眼 的造穴 技术 。 、 煤 层 气 多 分 支 水 平 井 通 常 采 用 的 是 直井 ， 排采 煤 层气 的生产 井 ， 是 能够 确保 １２ ５． 米 、２ ． 毫 米 的钻 头 进 行 钻 进 的 ， ４毫 １０ ５ ６ 工 艺井 和直 井之 间的连 通 。工作 人 员要 在 直 用这 么小 的井 眼 和长 裸 眼钻 进 时 ，一 定 要解 井 的煤 层气 处造 穴 ， 主要 过程 是 ： 直井 完 决好 小钻 具 、小 螺杆 以及 小 钻头 使 用 的寿命 其 往 及对 井下 的工 作 情况 进行 井 眼 的清 洁 、 判断 、 加 压 、 制循 环 的压 力 、 控 处理 事故 等 方 面的 问 题。 当然 ， 在实 际的施 工 中需要 应 用 的工艺 技 术有 很 多 ， 设备 的配套 也 有一 些要 求 ， 对 比如 钻 机要 装配 顶驱 、空气 欠平 衡钻 井 则要 安 装 井 控 的设 备 ，尤 其是 旋 转 的控 制头 及 液气 的 分 离器 等 。
Ｒ Ｒ 系统 ， Ｍ Ｓ 主要 是 利用 旋 转 磁性 接 头 ， 正 在 钻井 里 可 以产生 几 十米 之外 就 能够 探测 的一 个磁 场 信号 ，在 目标 井 里下 人 一个 有 线 的探 管， 以测 量 出磁场 的强度 及 方 向 ， 通 过对 测 并 量 的数 据进 行分 析来 判 断钻 头 和洞 穴 间 的相 艺。 对 位置 ，在 连通 前 还要 对 轨迹 进行 有 效地 调 当一 口井 完 成之 后 ，通 常需 要进 行 排水 整 ， 样才 能实 现连 通 。 这 降压 以使 煤层 气 解析 ， 这样 才 可 以产气 。 层 煤 ４ 欠平 衡 的钻井 技术 。 、 气 的多分 支水 平 井 因为其 工 艺 的特 点 ，需 要 为 了达到 保护 产 层 、 快 速度 、 于携 带 加 利 专 门的排 采直 井来 排 水 和产气 ，而且 这 口直 煤 屑 的 目的 ， 采用 欠平 衡 的钻 井 技术 ， 是 要 就 井 一定 要水 平 井相 连通 才 可 以达 到 目的。 因 从 另 外 一 口井 里 把 气 体 注 入 到 水 平 井 的 中 此 ，煤层 气 的 多分 支水 平 井通 常 都要 先打 一 间 ， 以实 现在 环空 的气 液 混合 ， 降低 液 柱 的 并 个排 采 直井 ，然 后再 在适 和的 位置 打 一 口水 压力 ，这种 情 况 也只 有在 煤层 气 多分 支 的水 平 井 （ 称 为工 艺 井 ）这 口水 平井 和 直 井 相 平 井 中才会 有 。 也 ， 连通 ， 之后 再钻 多分 支 的水平 井 。 ５ 、井 身 结 构 和井 眼轨 迹 优 化 的 设 计 技 二、 煤层 气 多分 支水 平井 钻井 技术 分 析 术 。 煤 层气 多分 支水 平 井是 多种 先 进 的钻 井 煤层 气 井通 常 比较浅 ，排采 直井 和 工艺 技术 综 合的 运用 ， 主要 有 以下 几种 技术 ： 井井 口问 的距 离 一定 要适 当 ，而 且还 要依 据
分支井技术
增加油蒧动用程度，提高采收率
增 加 平 面 上 及 垂 直 面 上 的 驱 油 能 力， 增 加 产 量。
8。 注 入 井
新井或重钻井
21
类型
双向
迭加
三叉
人字形
肋骨形
辐射形
油藏埋深的限制
陆上油田
•经济上可能有问题 •-- 太 浅。 但 是 稠 油 •及 气 除 外 近海油田 •经济上可能有问题
2000 到 4000 英 尺
3.分支井分类及主要剖面类型
3.2不同种类分支井的剖面类型
•带有水平井眼的多层井推荐应用于具有气顶的大厚度油
藏。在此条件下，上层井眼（3-4个分支）在气顶范围内钻进， 下层井眼在油藏的含油剖面范围内钻进（图7）。这在油气接 触面不变。 •这种多层井剖面也可应用于底水油藏，用来防止底水锥 进（图8 a）。 •有非渗透泥岩石和泥灰岩层的含油砂岩和交替分布的油
分支井技术
分支井钻井完井技术
1.多底分支井的定义
国外在20世纪90年代后期大力发展多分支井，被认为是 21世纪石油工业领域的重大技术之一。 所谓多（底）分支井，是指在一口主井眼的底部钻出2口 或多口进入油气藏的分支井眼（二级井眼），甚至再从二级 井眼中钻出三级子井眼。主井眼可以是直井，定向斜井、水 平井。分支井眼可以是定向斜井，水平井或波浪式分支井眼。
主井筒注水泥 分支井为裸眼
主井筒注水泥 分支井下套管
主井筒和分支井 都注水泥
在英国壳牌
分支井钻井完井技术
4.分支井完井技术
4.1分支井的三个关键特征
完井技术是分支井中最复杂、最关键的工艺步骤，分支 井的三个关键特征是： 1.连通性（conectivity） 分支井的管线被一个对中机械连接到主井筒的套管上。静 水力悬挂体系从分支井延伸到最近的套管上。
简单讲什么是：T型多分支钻孔
技术应用
通过T型钻井技术对生产直井/定向井进行重复完井和 改造，丰富油田“提质增效”增产手段，改善油田单一井 型开发效果，实现经济效益最大化。
➢增储上产：增加单井泄油面积，快速提高单井产量；挖潜井间剩 余油，提高储量控制程度和采出程度，改善油田开发效果。 ➢稳油控水：实现定层、定向注水，完善注采井网，改善水驱方向， 提高水驱波及面积和驱油效率，达到增产增和稳油控水效目的。 ➢工艺措施：控制方向造缝，解堵储层污染带，改善油流动态剖面， 提供优势流道，代替压裂、解堵、侧钻等措施。
技术原理
开窗位置 造斜井 段
悬挂器位置
水平钻 进
柔性钻具
技术核心：单根长度0.15m的钻杆+柔性短节构成钻具组合
技术参数： 外径102mm 内径38mm 扭矩25KNm 适用钻压15t 抗外压25MPa 抗内压25MPa 抗拉强度120t
柔性钻具本体镶嵌耐 磨合金柱形成耐磨带， 有效防止钻具磨损
50吨/天
5吨/米/天
10米
100米 0.5吨/米/天
技术应用
油田开发后期综合改善治理 解除油层污染带扩大泄油半径 高部位剩余油或透镜体油气藏挖潜 开发薄层或中低渗油藏，提高采油速度 边底水活跃或高含水油藏稳油控水 边底水活跃或裂缝发育断块无法压裂改造油层 精细注水开发调整，提高水驱或注水效果 套损井T型定向侧钻沟通油层再利用
柔性钻具造斜钻进原理图（几何定圆法）
曲率半径为R, m;侧钻井眼直径为D, mm;预设柔 性单元直径为d, mm;柔性单元节长度L, mm.柔性 短节弯曲节点与井眼轨迹口心线重合，采用几 何定圆法对曲率半径R与柔生单元长度1、弯转 角度(钻进趋势角) a、造斜段需要柔性单元数目n 之间的几何关系决定造斜角度。
多分支井完井技术概况
五、TAML的多分支井分类
1级：裸眼侧钻或无支撑连接； 2级：主井眼下套管且胶结并有裸眼分
支井； 3级：主井眼下套管胶结，分支井也下
套管但没有胶结； 4级：主井眼和分支井均下套管并胶结； 5级：压力的完整性可在主、之井的交
汇处通过完井设备获得； 6级：压力的完整性可通过下套管取得，
不依靠完井设备； 6S级：下入井下分流器，成为井下双
三、多分支井技术应用的优势
钻多分支井就是要通过改善油藏泄油特性来提高投 资利用率。 主要目的是：
1、强化采油 2、提高钻井效率 3、提高采收率（特别针对枯竭油藏） 4、转移开采层位。
三、多分支井技术应用的优势
多分支井技术应用的优势是：
1、增加油藏的区域连通性，提高驱油效果，加强高粘稠油的重力泄流 能力，提高泄油面积，从而大幅提高油田采收率；
四、多分支井技术的发展历程
多分支井的概念起源于上世纪30年代，世界 上首先开展多分支井技术研究的是50年代初 期的前苏联。 前苏联工程师格里高扬提出并发展了“生产 层中的井眼分叉能够扩大表面裸露，如同一 颗树的根露于土壤一样”的理论，著名科学 家查偌维奇在格里高扬的启发下认为“带有 均匀岩石渗透率的生产层中的分支井可以提 高石油产量，并与分支井的数量成正比”。
八、多分支井的发展方向
能否应用多分支井技术的决定因素是油蒇工程，但钻井、完井工程技术人 员有责任协调各个项目，对所有数据进行汇总分析，评估主、支井交汇处 的稳定性，包括如套管开窗作业的铁屑清洗设计，是否要求重返井眼进行 修井作业等等。多分支井项目，与其它任何钻井项目一样，须由完井方案 设计开始从钻井到完井反复考虑设计。
分支井可以是直井到水平井 主
井
之间的任何斜井，可以钻新
多分支井钻井技术50页PPT
多分支井钻井技术
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
T型多分支钻井技术简介
3施工工艺
4.应用范围
5.完井技术
6.典型案例
3
一、 技术简介
1、目的和意义
提高单井产能，减少井网井数，提高采收率
T型多分支侧向钻孔技术主要是以提高采收率为根本目标，侧向分支井眼能够
增加泄油面积，提高产油和导流能力，降低渗流阻力，大幅提高单井产量和采 收率，降低综合开采成本，实现高效开发。
4
一、 技术简介
油田常规应用
T型水平井生产能够更好地抑制底水锥进速度，挖掘剩余油，提高采收率，对于给定的采油
速度，水平井可以延缓水锥、气锥的推进速度，延长无水采收期和中低含水采收期，提高采收 率。
油 层
水锥（脊） 水 层
四、 应用范围
应用四：开发整装高含水油藏
油田常规应用
油田开发进入中后期，部分区块顶水、底水或边底水十分活跃。应用T型水平井能避开水层对
衰竭油田综合改善治理 薄层或中低渗油藏提高采油速度 边底水活跃或高含水油藏稳油控水 精细注水开发调整提高水驱效果 解除油层污染带扩大泄油半径 高部位剩余油或透镜体油气藏挖潜 增加注CO2井吞吐半径，提高增油效果， 延长吞吐轮次周期 污水回灌井增注降低污水处理成本 超浅层油砂T型多分支水平井开采 稠油井注蒸汽辅助重力泄油SAGD技术 套损井T型定向侧钻沟通油层再利用 边底水活跃或断层发育断块无法压裂井 的油层改造。
三、 施工工艺
1、适用储层
19
三、 施工工艺
2、井况资料
管柱图 构造图 断面图
（1）原井井史；
（2）原井套管记录；
井身结构图
钻井设计数据表
地层数据 表
新井预测数据 表
油藏剖面图
（3）原井固井质量曲线； （4）地质分层及岩性描述； （5）原井陀螺测斜数据； （6）侧向钻孔地质设计书；
煤层气开发的多分支水平井钻井技术
其 原因 ： 煤层气 开发 区往往也是 煤炭 开采区 （ 山 ① 如
西 沁水 盆地 ）按 照 国家“ 采气 、 采煤 ” “ 气采 ， 先 后 、采 煤 一体 化 ” 的要求 ， 完气 还要 采煤 ， 采 而采 煤是 禁忌
辅 开发 煤层气 的钻井原 则 ， 即开 始 大规模 应 用 了 随
多 分 支 水 平 井 钻 井 技 术 。截 止 到 ２ ０ ０ ９年 底 ， 完 成 共 多 分 支 水 平 井 ４ 口 ，建 成 了 ２５ ｍ。 层 气 生 产 ９ ．亿 煤
概
一
述
有 其 独 特 的特 点 。
１ 开 发 目的 层 单 一 且 为 水 平 面 多 分 支
煤层 气 （ 称 瓦斯 ） 俗 是继 石油 、 然气 之后 的又 天 新型、 清洁能 源 。我 国煤层气 资源丰 富 ， 特别 是 山
一
利 用多分 支水平井 钻井技术 开发煤 层气 ， 目前 般选 择一个 主力煤层 开发 ，在 单一层 位类似水 平 面上钻 多分支 。这与油 井在 ２个 以上层 位钻 出多 分
由于煤储 层地 层压力 、 渗透率 相对较低 ， 要达 到 提 高煤 层气产 量 的 目的 ，需要 比常规 油气井更 多 的 渗滤 面积与排 气通道 ， 因而在煤 层段所 钻分支更 多 ，
一
般 １２个 主 支 ， 主 支 两 侧 要 钻 多 个 ｆ 般 ６ ８个 ） ～ 在 一 ～
分支 ， 累计煤层段 进尺 一般要达 到 ４０ ０ 以上。 ０ ｍ
Ａｂｓｒ ｃ Ａｐ ｌ ｉ ｈ ｉｌｉｇ ｔｃ ｎ ｌ ｙ ｏ ｔａ ｔ ｐ ｙｎｇ ｔｅ ｄｒ ｌｎ ｅ ｈ ｏｏｇ ｆｍｕｈ ｐｅ ｂｒ ｎ ｈ ｎ ｏ ｚ ｎ ａ ｏ ｔｅ ｅ ｐｌｒ ｔｏ ｆｃ ａ—ｂ ｄ ｇ ｓｉ ｎ ｆｅ ｔｖ ａ ｓ ｉ ｌ ａ ｃ ｉ ｇ ｈ ｒ ｏ ｔ ｌｔ ｈ ｘ ｏ ａｉ ｎ ｏ ｏ ｌ ｅ ａ ｓｏ ｅ ｅ ｃｉ ｅ ｍｅ ｎ ｉ ｔ ｎｃｅ ｓ ｈ ｕｐｕ ｆｔｅ ｓｎ ｌ ｌ ａ ｅ ｕｃ ｈ ｏ ｒ ｈ ｎｓｖ ｏ ｔ ｏ ｉ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｏ ｔ ｔｏ ｈ ｉｇ ｅｗｅｌ ｎｄ ｒ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｉｅ ｃ ｓ．Ｃｏ ｍｂｉ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｄ ｉｌｎ ｒ ｃｉ ｅｏ ｌｉ ｌ ｒ ｎ ｈｉｇ ｎｅ ｔ ｈ ｒｌ ｇ ｐ ａ ｔｃ ｆｍｕ ｔｐｅ ｂ ａ ｃ ｎ ｉ ｈｏ ｚ ｎｔｌｗｅ ｌｆｒｃ ａ－ｂ ｄ ｇ ｓ ｉ ａ ｘ ，ａ ｎｔｏ ｕｃｉｎ ｉ ｉｅ ｏ ｉｓｔｃ ｎｏｏ ｉａ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｐｐ ｉｄ ｔｃ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｅ ｉｔｎ ｉ ｒ ｏ ａ ｌ ｏ ｏ ｌ ｅ ａ ｎ Ｓｈ ｎ ｉ ｎ ｉ ｒ ｄ ｔ ｓｇ ｖ ｎ ｔ ｔ ｅ ｈ ｌｇｃ ｌｃ ｒｃ ｅ ｔｃ ，ａ ｌｅ ｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｘ ｓｉｇ ｏ ｉ ｐｒｂｌｍｓ ｔｉ ｓ ｏ ｈ ｔｅ ｐ ｏ ｎ ｈｅ ｃ ａ —ｂ ｄ ｇ ｓ ｂ ａ ｌｉ ｇ ｍｕ ｐｌ ｒ ｎ ｈｉｇ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｌ ｔｃ ｏｏ ｉｓ ｃ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｏ ｅ ．Ｉ ｓ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｘ ｌ ｒ ｇ ｔ ｏ ｌ ｅ ａ ｙ ｐｐｙ ｎ ｈｉ ｅ ｂ ａ ｃ ｎ ｏ ｏ ｔｌｗｅｌ ｅ ｈｎ ｌｇｅ ａ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｉ ｃ ｍｐｒｈｅ ｓｖ ｎ ｆｔ ｆｔ ｅ ｓｎ ｌ ａ ｌ． ｏ ｅ ｎ ｉ ｅｂｅ ｅ ｓｏ ｈ ｉ ｇｅ ｇ ｓｗｅ １ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｃ ａ — ｄ ｇ ｓ ｄｓ ｏ ｌ ｂｅ ａ ；ｍｕ ｔ ｅ ｂｒ ｃ ｉｇ ｈｏ ｚ ｎ ａ ｌ；ｄ ｉｌｎ ｌ ｌｉ ａｎ ｈｎ ｒ ｏ ｔ ｌｗｅ ｌ ｒｌｉｇ ｗｅ ｌ ｐｌ ｉ
多分支井钻井完井新技术
自动化钻井
自动化钻井
通过自动化设备和技术，实现钻井作业的远程控制和自动化操作， 提高钻井效率和安全性。
自动化钻井的优势
减少人工劳动强度和风险，提高钻井作业的稳定性和可靠性，降低 成本和资源消耗。
自动化钻井的应用场景
适用于各种规模的钻井作业，尤其在大规模油田、海上石油等领域 的开发中具有广泛的应用价值。
02
多分支井可以改善油藏的渗流条件，提高油藏的流动性，从而
提高油藏的采收率，增加油藏的动用程度。
实现油藏的精细开发
03
多分支井可以实现油藏的精细开发，针对不同层位和不同性质
的油藏进行有针对性的开采，从而提高油藏的动用程度。
04 多分支井钻井完井新技术 面临的挑战与解决方案
技术挑战
井眼轨迹控制
多分支井钻井过程中，如何精确控制井眼轨迹，确保分支井与主井的连通性和符合保高效
详细描述：钻井液技术是多分支井钻井完井技术的支撑，它 涉及选择合适的钻井液类型和配方，以满足钻井过程中的润 滑、冷却、压力控制等需求，同时要求环保高效，减少对环 境的影响。
03 多分支井钻井完井新技术 的优势
提高采收率
增加采油或采气通道
多分支井钻井完井技术可以在目标区域内增加更多的采油或采气 通道，从而提高采收率。
成熟阶段
进入21世纪，多分支井钻井完井 技术逐渐成熟，并在全球范围内 得到了广泛应用，成为油气田开 发的重要手段之一。
技术应用领域
01
油气田开发
多分支井钻井完井技术主要应用于油气田开发领域，通过提高采收率和
降低开发成本，为油气田的经济效益和社会效益做出贡献。
02 03
非常规能源开发
在非常规能源开发领域，如煤层气、页岩气等，多分支井钻井完井技术 同样具有广阔的应用前景，有助于提高非常规能源的开采效率和降低环 境污染。
煤层气多分支水平井钻完井技术浅析
煤层气多分支水平井钻完井技术浅析摘要：煤层气就是人们俗称的“瓦斯”，是一种与煤炭伴生的非常规天然气，主要成分为甲烷。
以吸附态吸附在煤的微孔隙表面的气体，需要通过排水降压方式才得以采出，是一种非常规气藏。
这一常常引发煤炭事故的“麻烦”气体，却蕴含着巨大的资源价值。
煤层气的下游应用与天然气类似，可用作民用、工业、发电和汽车燃料等，其中民用占比最高。
目前我国煤层气直接商业利用率偏低，未来随着天然气的供不应求，煤层气或将作为有效补充加速融入常规天然气产业链。
关键词：煤层气多分支钻完井技术一、多分支水平井技术多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼，也可以在分支上继续钻二级分支，因其形状像羽毛，国外也将其称为羽状水平井。
1.各井段钻具组合主井眼垂直段重点控制井斜，所以常用塔式钻具组合。
如果直井段增斜较严重，应使用钟摆钻具等纠斜钻具组合。
主井眼造斜段一般常用“导向马达+LWD”的定向钻具组合，施工过程中要确保工具的造斜率能够达到设计要求，使井眼轨迹在煤层中顺利着陆。
水平段及分支一般采用“单弯螺杆+LWD+减阻器”的地质导向钻具组合钻进。
通过连续滑动钻进的方式实现增斜、降斜；通过复合钻进的方式稳斜，既达到了连续钻进的目的，又可根据需要随时调整井眼状态，有效提高了钻井速度和轨迹控制精度。
2.分支侧钻工艺煤层中的各分支是在裸眼中侧钻完成的，裸眼侧钻是煤层气分支井钻井中的难点。
由于煤层比较脆，所以煤层气多分支井的侧钻不同于油井的侧钻，具体侧钻工艺如下：2.1起钻至每一个分支的设计侧钻点上部，然后开始上下活动钻具，在井壁上拉一个槽，然后将钻柱中的扭力释放后开始悬空侧钻。
2.2侧钻时采取连续滑动的方式，严格控制平均机械钻速），新井眼进尺1～2m内ROP控制为0.8～1.2m/h，2～3m内控制为1.2～2.5m/h，3～10m内控制为3m/h，整个侧钻工序预计需要5个小时。
2.3滑动侧钻至设计方位和井斜后开始复合钻进，钻进过程中要密切注意摩阻扭矩的变化。
多分支井
11
M-15 Completion
沉砂封隔器
Wytch Farm M-15 multi-lateral well – Both wellbores isolated from each other within production casing – Flow control stations below ESP allow independent inflow – Early water shut-off – Selective well test
稠油油藏(美国、加拿大、北海)—多分支井 + 注水
石 油 资 源
层状油藏 断层与封闭油藏 枯竭油藏和开采中后期油藏 致密天然裂缝油藏
地
热
地下水等
2018/11/9 6
4.3 多分支井应用范围
1. 应 用 于 有多个目的层的油藏 互不连通的油藏；封隔的断块；高 质量砂岩。 尺寸受限制的油藏 透镜体；受断层所限制的油藏。 多种泄油模式 通过老井重钻，控制油流的位置 多层油藏 在不同的油层中获得不同的产油能力 增加已投产井的产量 重钻多底井/分支井 处理油藏的地质问题 穿过断层或页岩隔层 限制水和气的产量 减少锥进，降低压力消耗。 注入井 新井或重钻井 目 的 将多个单独开发不经济的油藏联合开发 以增加储量。 解决在这类油藏中水平井段的长度受限 制的问题 增加平面上的油藏动用程度 增加垂直面上的油藏动用程度 增加产量及储量 增加产量 降低脱气 ，脱水的处理费用 增加平面上及垂直面上的波及面积，增 加产量。
四级完井的主井眼和分支井眼都在连结 处下套管并注水泥，这就提供了机械支撑连 接，但没有水力的整体性，意思是液体水力 是隔离的。事实上分支井的衬管是由水泥固 结在主套管上的。这一最普通的侧钻作业尽 管使用了套管预铣窗口装置，但仍然取决于 造斜器辅助的套管窗口磨铣作业。分支井衬 管与主套管的接口界面没有压力密封，但是 主井眼和分支井都可以全井起下进入。这种 级别的多分支井技术虽然复杂和高风险且仍 处于发展阶段，但是在全世界范围内的多分 支井完井中已获成功。
M-15 Completion
沉砂封隔器
Wytch Farm M-15 multi-lateral well – Both wellbores isolated from each other within production casing – Flow control stations below ESP allow independent inflow – Early water shut-off – Selective well test
稠油油藏(美国、加拿大、北海)—多分支井 + 注水
石 油 资 源
层状油藏 断层与封闭油藏 枯竭油藏和开采中后期油藏 致密天然裂缝油藏
地
热
地下水等
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4.3 多分支井应用范围
1. 应 用 于 有多个目的层的油藏 互不连通的油藏；封隔的断块；高 质量砂岩。 尺寸受限制的油藏 透镜体；受断层所限制的油藏。 多种泄油模式 通过老井重钻，控制油流的位置 多层油藏 在不同的油层中获得不同的产油能力 增加已投产井的产量 重钻多底井/分支井 处理油藏的地质问题 穿过断层或页岩隔层 限制水和气的产量 减少锥进，降低压力消耗。 注入井 新井或重钻井 目 的 将多个单独开发不经济的油藏联合开发 以增加储量。 解决在这类油藏中水平井段的长度受限 制的问题 增加平面上的油藏动用程度 增加垂直面上的油藏动用程度 增加产量及储量 增加产量 降低脱气 ，脱水的处理费用 增加平面上及垂直面上的波及面积，增 加产量。
四级完井的主井眼和分支井眼都在连结 处下套管并注水泥，这就提供了机械支撑连 接，但没有水力的整体性，意思是液体水力 是隔离的。事实上分支井的衬管是由水泥固 结在主套管上的。这一最普通的侧钻作业尽 管使用了套管预铣窗口装置，但仍然取决于 造斜器辅助的套管窗口磨铣作业。分支井衬 管与主套管的接口界面没有压力密封，但是 主井眼和分支井都可以全井起下进入。这种 级别的多分支井技术虽然复杂和高风险且仍 处于发展阶段，但是在全世界范围内的多分 支井完井中已获成功。
浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术
Engineering Technology150《华东科技》浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术赵 俊（云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 曲靖 655000）摘要：随着我国社会和经济的高速发展，对煤层气的需求量持续增加，各种煤层气开采工程越来越多，对煤层气开展要求不断提升。
为了进一步提升煤层气的开采效果，可以将煤层气多分支水平井钻井关键技术应用到实际钻井工程中，在降低煤层气开采难度的同时，还能够进一步提升煤层气开采质量。
为此，笔者在本文中对煤层气多分支水平井钻井关键技术进行探讨，希望对促进我国煤层气开采事业的发展，可以起到有利的作用。
关键词：煤层气；多分支水平井钻井；关键技术我国地域非常广大，很多地区的煤层气资源相对比较丰富，具有非常大的开采潜力。
根据大量研究发现，我国煤层气具有低饱和、低压、低渗透等特征，如果采用传统垂直开采的方式，往往开采局限性相对比较低，煤层气开采难度也相对比较低。
为了有效解决这个问题，可以将煤气层多分支水平井应用到煤层气的开采过程中，提升对煤层气的开采效果。
1 多分支水平井的技术优势 相对于垂直井的开采优势。
在煤层气垂直井开采的过程中，其通常会采用射完井、钻井、水力压裂增产技术，但这些技术方法在实际使用的过程中，往往会具有一定的局限性。
然而，在煤层气多分支水平井钻井技术的应用中，其就可以有效化解地质条件所带来的各种影响，其同垂直钻井开采技术相比，主要有如下几个优势：（1）能够更进一步增加气体的导流能力，其流动阻力能够不受裂缝长度的影响，相对于割理系统，煤层气流动阻力会降低很多。
（2）通过对多分支水平井开采技术的应用，能够有效避免在开采过程中，对地层所造成的伤害。
此外，通过该技术的应用，还能够进一步提升波及面积，加强割裂地区的联系[1]。
产量优势。
同直井开采技术相比，在多分支水平井开采技术得到应用之后，能够更进一步提升煤层气的开采效率，对资金的使用率也相对比较高，进一步提升煤层气开采经济效益，让钻井工序得到更进一步的减少。
油气田分支井钻井技术及应用
对于 新井 除用老井 的侧钻 方法 外还可 以采用 预 留窗口侧钻 的方法 。 预留 窗 口侧 钻是 指在 主井 眼 下套 管施 工时 ，在 分 支井 眼位置 下 人 留有
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 。
２ ０ １ ３பைடு நூலகம் ６ 矍 年 月 － ｉ ｌ
…
Ｃ ｈ 中 ｉ ｎ ａ 国 Ｃ 化工 ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ 贸 ｌ Ｔ 易 ｒ ａ ｄ ｅ
油气 田分 支 井钻 井技 术及 应 用
梁国柱
（ 中国石 油长城 钻探 工程 有限公 司钻 井一公 司 ，辽 宁盘锦 １ ２ ４ ０ １ ０ ）
在胜 利 油 田 、辽河 油 田 、新疆 油 田 、地 矿部 第 六普 查勘 探 大队 和海 洋 石 油总公 司渤 海石 油公司 。
１ ． ３三级 完井主 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 。
１ ． ４四级 完 井 的主 井 眼 和分 支 井 眼都 在 连结 处 下 套管 井 注 水泥 ， 这就 提供 了机 械 支撑连 接 ，但 没有 水力 的整 体性 ，意思 是液体 水 力是
技 术 应 用
摘
要 ：伴 随着分支井技术的研 究试 验逐渐展 开， 目前国外此技术 已成 熟应 用于油田开发 ，并取得 了显著 经济效益。本文 主要介 绍 了分 支井的 完井 侧钻
基 本 钻 完 井方 法 。
关键词 ：分支井
一
多分支井钻井技术
法国Elf公司开发出一种井下分支装置，主要部件是一 个三孔分眼器（根据需要可以是双孔或多孔），每个 孔眼直径是63.5毫米。该分眼器随直径为244.5毫米的 技术套管一起下入到油层上方某一深度，注水泥时技 术套管与其一起封固。再将一种专用连通工具下入到 分眼器上，对准分支井眼后，用139.7毫米的立管柱将
2021/1/16
中国石油集团经济技术研究中心
7
美国的多分支井技术
美国和其它国家的多分支井钻井是在20世纪90年
代以后开始进行的，但发展速度很快。截止到 1998年已钻进1000多口多分支井，仅在奥斯汀 白垩系地层就钻进了300多口裸眼多分支井。这 种裸眼多分支井在美国、加拿大和中东等地区 越打越多，并将其视为最有商业价值的工艺技 术。达拉斯地区多分支井钻完井技术发展非常 迅速，被认为是世界上使用该工艺最为广泛的 地区之一。
2021/1/16
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8
美国马拉松石油公司和贝克.休斯公司联合开发了一 种用于分支井的注水泥尾管完井的井下系统。该系 统利用一个定向短节将钻井工具引人适当井眼。第 一个分支井筒钻成后测井，下尾管固井。然后将定 向短节旋转180o朝相反方向钻第二个分支井筒，完钻 测井后下尾管固井。两个分支井筒作为独立的井眼， 用一个带分流心轴悬挂器的专用井口装置分别通过 一个生产管柱。1993年在美国怀俄明州的Garland油 田两口井上成功地试用了该系统。这种双分流系统 能使海上钻井费用减少10%-20%，而且还不包括因减 小钻井平台而节省的费用。
2021/1/16
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5
为加速建设这样的系统，前苏联制订并批准了利用水
平井和分支井开发油田的新设计。1990～1995年在11 个试验区和油田推广新的工艺系统，认为最有效地利 用水平井和分支井的条件是：①厚度小的产油层；② 低渗透和非均质油层；③垂向裂缝发育的油层；④有 底水的油气藏；⑤大陆架区域的油藏；⑥高粘性油藏 和天然沥青矿藏。
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美国的多分支井技术
美国和其它国家的多分支井钻井是在20世纪90年
代以后开始进行的，但发展速度很快。截止到 1998年已钻进1000多口多分支井，仅在奥斯汀 白垩系地层就钻进了300多口裸眼多分支井。这 种裸眼多分支井在美国、加拿大和中东等地区 越打越多，并将其视为最有商业价值的工艺技 术。达拉斯地区多分支井钻完井技术发展非常 迅速，被认为是世界上使用该工艺最为广泛的 地区之一。
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美国马拉松石油公司和贝克.休斯公司联合开发了一 种用于分支井的注水泥尾管完井的井下系统。该系 统利用一个定向短节将钻井工具引人适当井眼。第 一个分支井筒钻成后测井，下尾管固井。然后将定 向短节旋转180o朝相反方向钻第二个分支井筒，完钻 测井后下尾管固井。两个分支井筒作为独立的井眼， 用一个带分流心轴悬挂器的专用井口装置分别通过 一个生产管柱。1993年在美国怀俄明州的Garland油 田两口井上成功地试用了该系统。这种双分流系统 能使海上钻井费用减少10%-20%，而且还不包括因减 小钻井平台而节省的费用。
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为加速建设这样的系统，前苏联制订并批准了利用水
平井和分支井开发油田的新设计。1990～1995年在11 个试验区和油田推广新的工艺系统，认为最有效地利 用水平井和分支井的条件是：①厚度小的产油层；② 低渗透和非均质油层；③垂向裂缝发育的油层；④有 底水的油气藏；⑤大陆架区域的油藏；⑥高粘性油藏 和天然沥青矿藏。
多分支井钻井技术50页PPT
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
50
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗，好之者不如乐之者。——孔子
多分支井钻井技术
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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