鱼骨状分支井

1235.50
1238.21 1237.50
靶半高1m
靶半宽 10m
第三分支井眼
第四分支井眼
G
H I J
4235716.10 20657173.57
4235650.00 20657315.00 4235685.57 20657213.16 4235580.00 20657300.00
1238.75
1237.50 1239.35 1238.50
L i i L i-1 i-1 Lo (i-1),io(i-1),i
2 2 2
方程简化
Li Li-1 Lo(i-1),i
层流流态下多分支井身结构模型
a.中心井不带洞穴
b.中心井带洞穴
低压、特低渗煤区羽状井井身结构
层流流态下多分支井身结构模型
Leg4 Leg4 Leg5 Leg5 Leg1
1.2 多分支井增产机理研究
增大解吸波及面 积，沟通更多割理 和裂隙
降低区域内流体 的流动阻力 原始微裂纹的扩 展增加了气流通道
b. 单一水平井供给范围 c. 多分支水平井供给范围
r
R
（r:井眼半径,R:供给半径）
a. 直井供给范围
不同类型井煤层气的供给范围比较
汇报内容
1 引言 2 分支井的形态优化 3 埕北26B-支平1鱼骨状水平分
2.4 分支数对鱼骨井产能的影响
分支数是影响鱼骨井形态的另一个主要因素。 在总钻井进尺相同的条件下，增加分支数意味着
增加钻井费用。
为分析分支数对产 能的影响，设计4个总
长800m但分支数不同
的鱼骨井。地层和流体 参数与预测分支角度对
产能影响时相同，分支
夹角30º。
分支越多，对主井筒的影响越大，流入量减少得越多；
鱼骨井的分支角度越大，产能也越大。但分 支角超过45º后产量增加的幅度不大
原因分析：
① 分支角度超过45º，对汇合点后的主井筒 影响逐渐减小，但是对汇合点前的主井筒影响逐 渐加大。综合影响的结果是主井筒对总产量的贡 献率变化不大； ②前面2个分支(分支1和分支3)的贡献率随角 度的加大逐渐增大，而后面2个分支(分支2和分 支4)的贡献率却随角度的加大逐渐减少。 主要的原因是前面2个分支的影响在逐渐加大。
开发馆上段 （1+2）1油砂体
进入哪个井眼，带MWD随时监控井眼走向。
完井下筛管时，要保证筛管柱顺利进
入主井眼而不是各分支井眼。
3.2.2钻进方式的选择
鱼骨状水平分支井钻进方式可以分为前进式、 后退式、下裸眼分隔器等，现在常用的钻进方式是 前进式，主要施工步骤：
侧钻分支井眼 侧钻主井眼
A
C E G I F B D
迹至着陆点，并用φ244.5mm技术套管封固着陆点以上地层。 水平段主井眼与各分支井眼的井眼尺寸均为φ215.9mm。
在主井眼及各分支井眼钻进过程中，如果需要换钻
头或进行短起下钻作业，必须保证下钻时钻头顺利 进入起钻时的井眼。 各分支井眼按照前进式钻进方式依次施工。 主井眼完成后起钻通井，为及时掌握钻具
布井区储层分布较稳定，油砂体井控程度高；
距油水边界有一定距离； 油层厚度大于6m； 有一定单井控制地质储量； 储层胶接良好，地层稳定；
在分支长度都相等的情况下，对称分支井在分
支数上不易超过4 个； 分支井眼与主井眼的夹角不大于45°。
汇报内容
1 引言
2 分支井的形态优化 3 埕北26B-支平1鱼骨响应方程
• 井筒流动方程
2.3 鱼骨井分支角度对产能的影响
分支角度是影响鱼骨井形态的主要因素，随着分支 角度的增大，鱼骨井的控制面积也越大。 分支角度的加大，使得分支与主井筒、分支与分支 之间的相互干扰也发生了相应的变化。
利用预测模型，
计算不同夹角4分支鱼
骨井主井筒流入量与 水平井流入剖面对比。
支井钻井技术
2.1 多分支井身结构模型 • 根据流体“管路”的串联、并联原理与煤层 地应力状态，建立了多分支井井身结构约束 方程和设计方法，并设计出适应不同煤层条 件的井身结构模型。
建立多分支井眼结构约束方程
qv2 L2 d2
L1 d1 H L2 d2 L3 d3 qv2
qv1 L1 d1
qv3 L3 d3 qv4 L4 d4
CB26B-P1井主井眼及分支井眼设计数据
开钻次序 一开 二开 主井眼 第一分支C-D 钻头尺 寸mm φ444.5 φ311.1 φ215.9 φ215.9 钻井深 套管尺寸 套管下深 完井方式 度m mm m 401.00 1428.59 1804.45 1672.78 φ339.70 φ244.50 φ158.00 400.00 1426.59 1794.45 套管固井 套管固井 筛管悬挂 裸眼 备注 水泥返至地面 水泥返至地面 悬挂深度1386m 自1520.00m侧钻
优点：
主井眼顺利下入防砂筛管的成功率
H
较高，后期完井相对主动；
该施工顺序可最大限度的减小可能 的井眼损失，取得最佳的开发效果。
J
3.2.3钻具组合优化设计技术
在充分认识地层特点、准确预测钻具造斜能力的
前提下，满足快速侧钻、井眼轨迹控制以及主井眼钻 具或完井管柱下入时摩阻力适中的要求 根据轨迹数据和钻井参数，优化设计合理的倒装 钻具组合，使钻具不产生自锁和弯曲
Loi,(i 1) d0

oi,(i 1)
2
2
基本原理：多分支井眼结构协调方程（分支井眼等流动摩阻设计模型 ）
Lo(i-1),i 2 2 Li 2 L i-1 i i i 1 i-1 o(i 1),i o(i-1),i di d i-1 d0 Lo(i-1),i 2 2 L i 2 L i-1 i i-1 o(i-1),i di d i-1 d0
2 眼在主井眼的上方，主井眼
分支井眼 -450
-500
分支井眼
主井眼
West(-)/East(+) [m]
与分支井眼呈上下分布 从三维立体图上看各分支井 眼与主井眼间成鱼骨状分布
3
在油藏的开发过程中，单
靠增加水平段长度难以更大地
提高油藏动用程度、改善开发
充分利用上部主井眼 增加油藏泄油面积 提高单井产量 节约钻井费用
控制储量，减少开发井数，降低开发成本。
1
南海西部油田
4
渤海油田 3 大港油田 辽河油田
2
多分支井：为提高泄油（气）面积，从主水平 井或直井井筒钻出多个分支井眼井。
a. 集 束 分 支水平井
b. 径 向 分 支水平井
c.反向分 支水平井
d. 叠 状 分 支水平井
e.羽状（鱼骨状） 分支水平井
多分支水平井分类图
同侧分支比异侧分支对鱼骨井产量的贡献大。
均质油藏中的鱼骨井不应追求较大的
分支角度，分支角度大于45°时对总 产量的影响不大。 同侧分支比异侧分支效果好。 在分支长度都相等的情况下对称分支
井在分支数超过4 个(分支角度小于
45°) 后,产量增加幅度明显变缓。
2.5鱼骨状水平分支井应遵循的原则
通过钻具组合与完井管柱的刚性分析对比，保持
导向钻具的刚性大于完井管柱的刚性，以保证完 井管柱顺利下入主井眼。
CB26B-P1鱼骨状水平分支井优化钻具组合
井段 m 0~401.0 0 钻具 名称 钻具组合
φ444.5mmSKG124钻头×0.5m+φ244mm1.25°单弯螺杆 一开 ×9.55m + φ203.2mm无磁钻铤×8.51m + φ203.2mmMWD 钻具 ×1.5m+φ203.2mm钻铤×25.85m+631×410×0.55 m+φ127mm 加重钻杆×246.47m+φ127mm斜坡钻杆 φ311.1mmP273MF-PDC钻头×0.45m +φ244mm1.5°单弯螺杆 二开 ×9.55m +φ203.2 mmRES电阻率短节+φ203.2mm无磁钻铤 导向 ×8.51m + φ203.2mmMWD×2.52m+631 ×410×0.55m + 钻具 φ178mm无磁钻铤×2根+φ127mm斜坡钻杆×290.64m+φ127mm 加重钻杆×27根+φ127mm斜坡钻杆 φ215.9mmP265MF-PDC钻头×0.35m +φ172mm 1.5°单弯螺杆 三开 ×8.05m +φ165 mmRES电阻率短节×5.07m+φ127mm无磁承压钻 导向 杆×9.25m+φ165mmMWD× 2.52m+φ127mm钻杆×60根 钻具 +φ127mm加重钻杆×27根+φ127mm钻杆
鱼骨状分支井钻井技术
胜利钻井工艺研究院
2007-03
汇报内容
1 引言 2 分支井的形态优化 3 埕北26B-支平1鱼骨状水平分
支井钻井技术
1 引言
随着钻井完井技术的不断提高，任意井眼
轨迹和多个分支的非常规井越来越多地被应用
到油气田的开发中 。鱼骨井是非常规井中一种
常见的井型，使用鱼骨井可以有效地提高单井
优点
效果。
鱼骨状水平分支井具有最 大限度地增加泄油面积、充分 利用上部主井眼、节约钻井费 用等显著优点，提高产量与采
收率，已经成为高效开发油气
藏的理想井型。
美国CDX公司的羽状分支井专利
多分支水平井投影图
中国第一口煤层气多分支水平井
DNP02井实钻井身剖面结构图 中国第一口煤层水平多分支井，位于山西沁水盆地，煤层中水 平井眼总长度 7687m，共13个分支，由奥瑞安国际能源公司 于2004年11月完成。煤层气稳定产量达到2万m3/日。
4236049.31 20656738.15
A
B C
4235850.00 20657000.00
4235607.00 20657315.00 4235777.17 20657094.41
1236.50
1240.50 1237.71
D
E F
4235714.00 20657226.00 馆 上 段
4235746.63 20657133.99 4235625.00 20657225.00
1.1鱼骨状水平分支井的主要特点
CB26B-P1/1
-150 200 250 300
-A
350
400
450
500
550
South(-)/North(+) [m]
1
从水平投影图上看各分支井
-200
眼与主井眼成羽状分布
从垂直投影图上看各分支井
-250
-C
-300
-E -D -G
-350
-I
-400
-F
平均孔隙度：31.4% 平均渗透率： 3159×10-3μm2 提高产量
降低投资
利用鱼骨状水平分支 井控制较大储层
CB26B-P1井主井眼及分支井眼设计靶点数据
靶点名称 井口坐标 主井眼 第一分支井眼 第二分支井眼 层位 纵坐标X （m） 横坐标Y (m) 靶点垂深 (m) 0.00 靶区范围 (m)
Leg1
Leg2 Leg3 Leg2
Leg3
俯视图
特低含水、低压、低渗煤区多分支井身结构
2.2 鱼骨井半解析产能预测模型
将鱼骨井的分支和主井筒分成若干小段，对每一段 以解析的形式给出油藏渗流和井筒流动的表达式，然后 进行油藏渗流和井筒流动的耦合，经过叠代求得这一段 油井的压力分布和流人量分布，从而可以得到鱼骨井的 产能半解析模型 。
三 第二分支E-F 开 第三分支GH
第四分支I-J
φ215.9
φ215.9 φ215.9
1729.38
1783.39 1814.22
裸眼
裸眼 裸眼
自1570.00m侧钻
自1630.00m侧钻 自1690.00m侧钻
3.2鱼骨状水平分支井钻井技术
3.2.1鱼骨状水平分支井的基本思路
主井眼井眼轨迹采用微降设计，采用地质导向技术控制井眼轨
Hfi
L1,d1
1
7 6
5 4
3 2
1
A B
n-1 n i+1
i
A
Hfi+1
Li+1,di+1
Ln,dn
a. 多分支井水平投影图
b. 多分支管路模型简化图
多分支井管路模型
分支井眼各节点压力损失 主井眼各节点压力损失
Li i H fi＝i di 2
2
Ho fi,(i 1)＝oi ,(i 1)
支井钻井技术
3.1油藏地质特点与设计概况
埕岛油田馆上段
是在前第三系潜山背
景上发育起来的大型 披覆构造，构造简单
平缓，埕北26井区位
于披覆构造西翼构造 高部位，埕北26B-平
1井位于埕岛油田主体
西部的极浅海水域的 埕北26区块，水深 10m左右。
为曲流河正韵律沉积砂体，埋藏浅，岩石成岩 作用弱，胶结疏松。 储层物性好
qv5 L5 d5
qv1
串联管路图
q
＝ L1
2
并联管路图
Li

L2
k1
k2
2

H L3
k3
2

qv1 qv 2 qv3 qv 4 qv5
2
ki
H＝hf 1 hh2 hf 3 ...
H＝h f
1
＝h
f
i
＝h
f
5
Ln-1,dn-1 Li,di
基本原理 B
9 10 8