多分支井完井方法——吕抒桓.
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石油工程设计大赛-技术创新类
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
目录
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第1章 绪论
• 1.1 背景
• 我国煤层气资源十分丰富，是世界上第三大煤层气储藏国。受多热 多期构造改造的影响。我国的煤储层大多表现为“低孔”、“低渗”和 种“三低”的储层条件使得垂直井压裂排采技术在我国无法获得预期成 因在于储层的“三低”一方面限制了压降传递速度和距离，另一方面制 善”的良性循环。因而煤层气井表现为“低产”。而且“不稳定”，这 直井开采技术永远无法摆脱“点”的局限性，通常以有限的井筒影响范 和完井方案以及储层改造措施。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第2章 设计概况
•2.1 基本数据
•井名：Z4井底排水分支井组，其中Z4-
H为直井，Z4-S为水平多分支井；
•井型：直井、水平井；
•Z4 S
•井别：直井为生产井，水平井为工程
井；
•地理位置：沁端区块,位于沁水盆地南
部，隶属于山西省沁水县；
•构造位置：如图；
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第1章 绪论
• 1.2 国内外研究发展概况
• 1.2.1 直井 • 现今国内外煤层气开采多用直井、水平分支井和水平连通井等技术。直井钻 用也最普遍。但是，该技术仍没有完全克服储集层低渗、低压带来的不利影响。 国煤层气累计钻井2446口，其中，水平井(主要为多分支水平井)29口，直井2417
•煤层气V型井组井身
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第1章 绪论
•1.2.5 超短半径径向水平井 •澳大利亚已成功应用高压水射流在煤层中钻水平孔长度达到428m，破岩钻进速 30m/min。2008年，国内天津波特耐尔石油工程有限公司利用该技术在东北地区 的煤层径向水力喷射钻井施工，每个分支均可达150~200m。
目录
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第1章 绪论
• 1.1 背景
• 我国煤层气资源十分丰富，是世界上第三大煤层气储藏国。受多热 多期构造改造的影响。我国的煤储层大多表现为“低孔”、“低渗”和 种“三低”的储层条件使得垂直井压裂排采技术在我国无法获得预期成 因在于储层的“三低”一方面限制了压降传递速度和距离，另一方面制 善”的良性循环。因而煤层气井表现为“低产”。而且“不稳定”，这 直井开采技术永远无法摆脱“点”的局限性，通常以有限的井筒影响范 和完井方案以及储层改造措施。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第2章 设计概况
•2.1 基本数据
•井名：Z4井底排水分支井组，其中Z4-
H为直井，Z4-S为水平多分支井；
•井型：直井、水平井；
•Z4 S
•井别：直井为生产井，水平井为工程
井；
•地理位置：沁端区块,位于沁水盆地南
部，隶属于山西省沁水县；
•构造位置：如图；
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第1章 绪论
• 1.2 国内外研究发展概况
• 1.2.1 直井 • 现今国内外煤层气开采多用直井、水平分支井和水平连通井等技术。直井钻 用也最普遍。但是，该技术仍没有完全克服储集层低渗、低压带来的不利影响。 国煤层气累计钻井2446口，其中，水平井(主要为多分支水平井)29口，直井2417
•煤层气V型井组井身
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第1章 绪论
•1.2.5 超短半径径向水平井 •澳大利亚已成功应用高压水射流在煤层中钻水平孔长度达到428m，破岩钻进速 30m/min。2008年，国内天津波特耐尔石油工程有限公司利用该技术在东北地区 的煤层径向水力喷射钻井施工，每个分支均可达150~200m。
国内外分支井五级完井技术发展趋势
２０１９年 第４８卷 第４期 第８０页
石油矿场机械 犗犐犔 犉犐犈犔犇 犈犙犝犐犘犕犈犖犜
２０１９，４８（４）：８０８４
文 章 编 号 ：１００１３４８２（２０１９）０４００８００５
国内外分支井五级完井技术发展趋势
陈 杰１，武 广 瑷２，左 凯１，曹 砚 锋２，闫 伟１，柴 龙 顺１，赵 金 成１
第 ４８ 卷 第 ４ 期 陈 杰 ，等 ：国 内 外 分 支 井 五 级 完 井 技 术 发 展 趋 势
· ８１ ·
高采收率，改善油田开发效果，已经成为油气田开发 机械上的整体性，以 解 决 井 壁 稳 定 和 储 层 出 砂 等 问
的一项先进技术 。 ［１２］ 据统计，中国原油储量 主 要 分 题；接口密封是指 将 各 分 支 井 眼 不 同 压 力 系 统 的 油
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｓｄｒｉｌｌｉｎｇｃｏｓｔｓ，ｅｎａｂｌｅｓｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｆｏｒｈｅａｖｙｏｉｌａｎｄｍａｒｇｉｎａｌｏｉｌｆｉｅｌｄｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌｒｅｃｏｖ ｅｒｙｏｆｏｌｄａｎｄｎｅｗｏｉｌｆｉｅｌｄｓ．ＴＡＭＬ５ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｕｐ ｐｏｒｔａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｔｈｅｊｏｉｎｔｏｆｂｒａｎｃｈｈｏｌｅａｎｄｍａｉｎｈｏｌｅｗｉｔｈｓｅｌｅｃｔｉｖｅｒｅ ｅｎｔｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｆｔｅｒｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｅｓｍｏｒｅａｎｄ ｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙｉｎｏｉｌａｎｄｇａｓｆｉｅｌｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ ｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ＴＡＭＬ５ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ’ｓ ＲａｐｉｄＸ ｓｙｓｔｅｍ，Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ’ｓＦｌｅｘＲｉｔｅｓｙｓｔｅｍ，Ｂａｋｅｒ Ｈｕｇｈｅｓ’Ｈｏｏｋｓｙｓｔｅｍａｎｄｏｔｈｅｒｆｏｒｅｉｇｎｏｉｌｓｅｒｖｉｃｅｃｏｍｐａｎｉｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｓａｎｄｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｎｇｏｆｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＴＡＭＬ５ｗａｓｆｏｃｕｓｅｄ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌ；ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＴＡＭＬ５
石油矿场机械 犗犐犔 犉犐犈犔犇 犈犙犝犐犘犕犈犖犜
２０１９，４８（４）：８０８４
文 章 编 号 ：１００１３４８２（２０１９）０４００８００５
国内外分支井五级完井技术发展趋势
陈 杰１，武 广 瑷２，左 凯１，曹 砚 锋２，闫 伟１，柴 龙 顺１，赵 金 成１
第 ４８ 卷 第 ４ 期 陈 杰 ，等 ：国 内 外 分 支 井 五 级 完 井 技 术 发 展 趋 势
· ８１ ·
高采收率，改善油田开发效果，已经成为油气田开发 机械上的整体性，以 解 决 井 壁 稳 定 和 储 层 出 砂 等 问
的一项先进技术 。 ［１２］ 据统计，中国原油储量 主 要 分 题；接口密封是指 将 各 分 支 井 眼 不 同 压 力 系 统 的 油
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｓｄｒｉｌｌｉｎｇｃｏｓｔｓ，ｅｎａｂｌｅｓｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｆｏｒｈｅａｖｙｏｉｌａｎｄｍａｒｇｉｎａｌｏｉｌｆｉｅｌｄｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌｒｅｃｏｖ ｅｒｙｏｆｏｌｄａｎｄｎｅｗｏｉｌｆｉｅｌｄｓ．ＴＡＭＬ５ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｕｐ ｐｏｒｔａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｔｈｅｊｏｉｎｔｏｆｂｒａｎｃｈｈｏｌｅａｎｄｍａｉｎｈｏｌｅｗｉｔｈｓｅｌｅｃｔｉｖｅｒｅ ｅｎｔｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｆｔｅｒｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｅｓｍｏｒｅａｎｄ ｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙｉｎｏｉｌａｎｄｇａｓｆｉｅｌｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ ｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ＴＡＭＬ５ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ’ｓ ＲａｐｉｄＸ ｓｙｓｔｅｍ，Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ’ｓＦｌｅｘＲｉｔｅｓｙｓｔｅｍ，Ｂａｋｅｒ Ｈｕｇｈｅｓ’Ｈｏｏｋｓｙｓｔｅｍａｎｄｏｔｈｅｒｆｏｒｅｉｇｎｏｉｌｓｅｒｖｉｃｅｃｏｍｐａｎｉｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｓａｎｄｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｎｇｏｆｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＴＡＭＬ５ｗａｓｆｏｃｕｓｅｄ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌｗｅｌｌ；ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＴＡＭＬ５
多封隔器完井工艺技术在川东北河坝1井的应用
中图分类号 : TE 257 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 - 768X ( 2008 ) 03- 00116 - 03
108 m 3 。 通过从完井管柱优化设计出发 , 形成了一套多封隔器完井工艺技术 , 并在河 坝 1 井的测试和试 采中得到成
一、 河坝 1井简况
河坝 1 井位于四 川盆 地通 南巴构 造带 南阳断 鼻东 北端 河坝场高点 , 是中石化于 2001 年部署 的一口重 点区域 探井。 该井于 2004 年 11 月 12 日 完钻 , 完 钻井 深 6 130 m, 完 钻层 位 : 志留系中统韩家店组 ( S2 h ), 完井 方式为 后期 射孔完 井。 该井完井后先后 对该井 的石 炭系黄 龙组 , 二 叠系茅 口组、 吴 家坪组 , 三叠系飞仙 关组、 嘉陵 江组 五个层 位进 行了完 井测 试。在嘉陵江组二段 ( 井深 4 486~ 4 500 m ) 测试获得天然气 绝对无阻流量 5 84 104 m 3 / d , 地层压力 95 09 M P a , H2 S含 量为 6 500 g / l 。 2006 年 6月 ~ 8 月对嘉陵江组二段挤水泥封 堵 , 但封堵不彻底。同年 8 月该井采用 89 C90 光油 管 , 国 产 105 M P a采气树和一 套三级 节流 流程对 该井 飞仙关 组飞 三段 ( 井深 4 961 5~ 4 975 5 m ) 进行替喷测试。由于清水替 浆 ( 密度 2 43 g / c m 3 ) 过程 中出 现漏 失 , 替 喷中 途即 转 入放 喷 , 由于井 口压力 高 , 产量大 , 地面 测试流 程刺坏 严重 , 无法 进行正 常 测 试 , 被 迫 关 井。关 井 1 h 内 井 口 油 压 迅 速 由 31M P a 94 2M Pa , 套压 33 5 M Pa 64 M P a , 逼近套管安全抗 内压强度 75 M P a 。同时在 关井期间 , 因井口压力过高井口采 气树出现泄漏。 为确保 井筒 的安全 , 被 迫开 井泄压 , 井 筒喷 空 , 套压降至 32 M P a , 现场 初算 日产 量达 300 H 2 S 27 g / , l 险情得到控制。 2006 年 12 月该井组下多封隔器完 井管柱封堵嘉陵江组 二段后对飞仙关组飞 三段成功进行重复测试后转入试采。 10 m , 检测
108 m 3 。 通过从完井管柱优化设计出发 , 形成了一套多封隔器完井工艺技术 , 并在河 坝 1 井的测试和试 采中得到成
一、 河坝 1井简况
河坝 1 井位于四 川盆 地通 南巴构 造带 南阳断 鼻东 北端 河坝场高点 , 是中石化于 2001 年部署 的一口重 点区域 探井。 该井于 2004 年 11 月 12 日 完钻 , 完 钻井 深 6 130 m, 完 钻层 位 : 志留系中统韩家店组 ( S2 h ), 完井 方式为 后期 射孔完 井。 该井完井后先后 对该井 的石 炭系黄 龙组 , 二 叠系茅 口组、 吴 家坪组 , 三叠系飞仙 关组、 嘉陵 江组 五个层 位进 行了完 井测 试。在嘉陵江组二段 ( 井深 4 486~ 4 500 m ) 测试获得天然气 绝对无阻流量 5 84 104 m 3 / d , 地层压力 95 09 M P a , H2 S含 量为 6 500 g / l 。 2006 年 6月 ~ 8 月对嘉陵江组二段挤水泥封 堵 , 但封堵不彻底。同年 8 月该井采用 89 C90 光油 管 , 国 产 105 M P a采气树和一 套三级 节流 流程对 该井 飞仙关 组飞 三段 ( 井深 4 961 5~ 4 975 5 m ) 进行替喷测试。由于清水替 浆 ( 密度 2 43 g / c m 3 ) 过程 中出 现漏 失 , 替 喷中 途即 转 入放 喷 , 由于井 口压力 高 , 产量大 , 地面 测试流 程刺坏 严重 , 无法 进行正 常 测 试 , 被 迫 关 井。关 井 1 h 内 井 口 油 压 迅 速 由 31M P a 94 2M Pa , 套压 33 5 M Pa 64 M P a , 逼近套管安全抗 内压强度 75 M P a 。同时在 关井期间 , 因井口压力过高井口采 气树出现泄漏。 为确保 井筒 的安全 , 被 迫开 井泄压 , 井 筒喷 空 , 套压降至 32 M P a , 现场 初算 日产 量达 300 H 2 S 27 g / , l 险情得到控制。 2006 年 12 月该井组下多封隔器完 井管柱封堵嘉陵江组 二段后对飞仙关组飞 三段成功进行重复测试后转入试采。 10 m , 检测
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国际上分为六级
1、一级完井
主井眼和分支井 眼都是裸眼。
稳定性
隔离性 可进性
2、二级完井 主井眼下套管并 固井,水平井眼或 裸眼或以悬挂方 式下割缝衬管。
稳定性
隔离性 可进性
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。用悬挂 器将水平尾管锚定在主井眼上,但不固 井。 主-分井筒连接处没有水力整体性或压 力密封，及无隔离性，但是却有主-分 井筒的可及性。
1）叠加式双分支或三水平分支：从一个主井眼在 不同的层位向同一方向侧钻出两个或三水平分支井 眼。 2）反向双分支井：从主井眼向两个不同的方向侧 钻出两个水平井眼。 3）二维双水平分支井（Y形多分支井） 4）二维三水平分支井： 5）二维移位（offset）四分支水平井 6）二维反相四水平分支井（鱼刺形水平分支井） 7）叠加/定向三分支水平井（U形井） 8）辐射状四分支水平井 9）由垂直主井眼侧钻的辐射状三分支井 10）叠加辐射状四分支井
2、多分支井完井
2.1多分支井完井技术关键
（1）优化空间构型 确保井壁不失稳 确定合理的主、分井筒的连通关系 降低各个分支段的干扰
（2）保证多分支井的隔离性 要满足分层开采、增产、修井等一系 列生产要求就要具有良好的隔离性。
（3）保证多分支井的可进性 多分支井中每个井眼都必须具有能够 使射孔组合、压裂管柱重复进入作业 的能力。
稳定性 隔离性 可进性
4、四级完井 主井眼和水平井眼都 下套管并注水泥。主 井眼和水平井眼在联 接处都注水泥。
稳定性
隔离性 可进性
5、五级完井 五级完井具有三级和 四级分支井连接技术 的特点，还增加了可 在分支井衬管和主套 管。连接处提供压力 密封的完井装置。在 不能固井的情况下,用 完井方法达到密封。
多分支井完井方法
汇报人：吕抒桓
1、多分支井简介 2、多分支井完井方法
1、多分支简介
1.1 多分支井的定义
多分支井是指在一口主井眼的底 部钻出两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， 并将其回接在一个主井眼中。
多分支井可以在一个主井筒内开 采多个油气层，实现一井多靶和 立体开采。
2.1 多分支井的完井方法
多分支水平井完井方法包括：裸眼完 井、割缝衬管完井和侧向系统回接完井。 裸眼完井较常见，但易于出现诸如井 壁坍塌等问题。 割缝衬管完井虽然能够克服这一缺陷， 但安装困难。如水平段的岩性较硬可使 用裸眼完井或割缝衬管完井，一般较软 岩石可用水平回接系统完井。
目前应用的选择性再进入完井技术， 不仅具有选择性再进入分支井眼的能 力，而且能提供下套管、固井、射孔、 酸化和压裂作业的条件，并具有机械 连接和压力封隔效果，使油井增产和 以后再增产的问题得到最终解决。
多分支井既可从老井也可从新井 再钻几个分支井筒或再钻水平井。
1.2 多分支井的优点和缺点 优点：主要有提高泄油效率、改善油藏 动态流动剖面，用较少直井同时开采多 套油气层系。尤其在海上平台多采用分 支井。 缺点：完井风险大，可能丢失分支井眼， 沟通不了油藏；成本高；技术难度大。
1.3 分支井的分类（按形状分类）
稳定性
隔离性 可进性
6、六级完井 六级完井系统在连接处进 行压力密封。在不能固井 的情况下,用套管进行密封。 在分支井和主井筒套管的 连接处具有一个整体式压 力密封。在分支井和主井 筒套管的连接处具有一个 可进性