多分支井
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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。
油 藏 工 程
纵向调整油藏的开采
可以应用于多种油气藏的经济开采。
钻 减少无效井段，减少钻井设备的搬迁；节约套管、泥浆 井 费用；充分利用海上平台井口槽，降低了平台建造费用 地 由于地面井口的减少，相应的土地使用面积、地面管汇 面 建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益
2018/11/9 4
4.2 分支井特点
分支井的连接部件，它具有2500psi 额定压力。
目前世界上用得最多的是4级完井。
我国南海西部公司1998年9月用修井机和原井重钻技术钻成了我国海洋
第一口多分支井(Wll-4-A11B、11C井)，两个井筒用电潜泵合采，产量 是斜井单井产量的3倍。新疆油田在99年也打了一口双分支井。
2018/11/9
7
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
2018/11/9
德州 Aneth 地区多分支井钻井成本表
分支井数 总成本(美元) 平均钻一口分支井的成本(美元)
单个分支
385000
385000
双分支
四分支 六分支
505000
700000 950000
253000
175000 158000
双分支井产量提高两倍以上，四分支井产量近于单井产量的5倍。
12
2018/11/9
4.4 多分支井国内外研究现状
•中国 胜利油田：
2000年9月，完钻桩1-支平1井
第一分之，井深1945m，水平位移442.8m，水平段长236.1m。 第二分之，井深1872m，水平位移386.1m，水平段长186.6m。
2 分之井眼均下套管固井射孔完井。
2001年3月，完钻梁46-支平井 第一分之，井深3595m，水平位移566.7m，水平段长331.1m。
波浪式分支井眼。
2018/11/9
2
4.1 多分支井定义
分支井——各分支井眼可为 直井、定向井、水平井等
2018/11/9
多底井——各分支井眼为水 平井、大斜度井
3
分支井包括多底井，但国际上一致认为：用多底井统称。
4.2 分支井特点
与普通定向井、水平井相比——多分支井的优点 井眼结构不同——存在多个分支井眼连接处 增大油藏的裸露面积，提高泄油效率 改善油流动态剖面，降低锥进效应，提高重力泄油效果
第二分之，井深3622m，水平位移628.8m，水平段长329.3m。
三维阶梯式多目标双分支水平井， 油层段上部固井完井，油层段下筛管加管外封隔器
13
2018/11/9
多分支井进展的主要里程碑
全球至98年约有130多口分支井，其中约一半是Shell公司钻的。在中 东、北美和欧洲北海应用较多。
1997年春，由英国Shell公司Eric Diggins领导和主持在阿伯丁举行了 《多分支井的技术进展论坛》，并按复杂性和功能性建立了 TAML (Technology Advancement Multi Laterals) 分级体系，其目的是为多 分支井技术的发展指出一个更加统一的方向。
15
Main 1
多分支井TAML等级
2 3 4
主井眼和分支井 都是裸眼
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
5
在英国壳牌
6
6S
Eric Diggins
“技术进步 —
—多分支井
水泥封固主井筒 和分支井, 各层压力分隔
TAML” 的论坛
井下分叉装置 预制成型接合点
main
五
级
完
井
5
水泥封固主井筒 和分支井, 各层压力分隔
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。主井眼 全部下套管且连接处是水力隔离。从主井眼 和分支井眼都可以进行侧钻。可以通过在主 套管井眼中使用辅助封隔器、套筒和其他完 井装置来对分支井和生产油管进行跨式连接 (Straddle)以实现水力隔离。五、六级完井 的分支井具有水力隔离、连通性和可及性特 点。多分支井技术的最难点是高压下的水力 隔离和水力整体性。
设计继续进行多分支井技术的研究与开发。
main
6S级完井(通常认为是六级完井的次级)
使用了一个井下分流器或者地下井口 6S 装置，基本上是一个地下双套管头井 口，把一个大直径主井眼分或两个等
预制成型接合点
径小尺寸的分支井筒。
1 2 3 4
多 分 支 井 描 述
5级井压力的完整性可以在连接处通过完井设备获得 6级，连接压力完整性可通过下套管取得，不依靠完井设备
不注水泥。主-分井筒连接处没有水力整体性或
压力密封，但是却有主-分井筒的可及性。三级
主井筒注水泥 分支井下套管
完井可用快速连接系统(Rapid connect)能为分 支井和主井眼提供机械连接，为不稳定地层提 供高强度连接。三级完井还可以用预制的衬管
或割缝衬管。
main
四
级
完
井
4
主井筒和分支井 都注水泥
1997年春天在
苏格兰的阿伯
main
一
级
完
井
主井眼和分支井眼都是裸眼。 1
侧向穿越长度和产量控制是 受限的。完井作业不对各产 层分隔也不能对层间压差进 行任何处理。
主井眼和分支井都是裸眼
main
二
级
完
井
主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或
2
只放筛管而不注水泥。主－分井筒连接处保 持裸眼或者可能的话在分支井段使用“脱离 式”筛管(‘drop-off’liner)，即只把筛管
（8）Halliburton Multilateral System 3000，广泛应用。
2018/11/9 9
4.4 多分支井国内外研究现状
多分支井现场施工
• 前苏联： 53 年打66/45井，9个分支井眼，产量17倍。至90年，126口多分支井
（33勘探井、77采油井、3口注入井、9口其他井）
TAML 评价多分支井技术的三个特性是连通性 (Conectivity) 、隔离性 (Isolation) 和 可 及 性 ( 可 靠 性 、 可 达 性 、 含 重 返 井 眼 能 力 ，
accessibility)。
截至2000年6月Shell公司对TAML 1～4级已使用了6个油田并在2001年 将再用于另7个油田。
2018/11/9
14
多分支井进展的主要里程碑
世界上第一口TAML 5级多分支井是Shell公司1998年在巴西近海Voador 油田从半潜钻井平台上钻的一口反向双分支井，是一口注水井。
Shell公司1998年在加利弗尼亚一口在岸陆上井成功地安装了一个6级完
井的主－分井筒连接部件。该井是在9 5/8 主井筒套管上连有2个7
2018/11/9
8
4.4 多分支井国内外研究现状
多分支井系统
（1）侧向进入短节系统LEN，它的缺点是缺乏液压整体性 Baker Oil Tool。
（2）选择性侧钻系统SRT，最大特点是能够得到最大的流通面积，广泛 应用，Baker Oil Tool。 （3）井下分离器FORMation JunctionTM，没有推广应用，Baker Oil Tool。 （4）Baker Huges ROOTTM System，广泛应用。 （5）分支井回接系统LTBS，广泛应用，Sperry-Sun Cop。 （6）DF-1系统，试验成功，辽河石油勘探局工程院。 （7）可回收的系统RMLS，广泛应用，Sperry-Sun Cop。
main
六
级
完
井
连接处压力整体性可通过下套管取得，
而不依靠井下完井工具。六级完井系统在
分支井和主井筒套管的连接处具有一个整
6 体式压力密封。一个耐压密封的连接部， 是为了获得一个整体密封特征或整体成形 或可成形金属设计，这在海洋深水和海底 (Subsea,水下)安装中将是有价值的。
井下分叉装置
Schlumberger公司正致力于把这些技术发 展成为更新的系统，而不是继续使用这种 特殊的模式。该公司正在用一种新的六级
•美国、加拿大： 90年后大力发展，据报至97年底总共1000多口，完井的45口
•中国：
南海西部——1998年打2口失败1口（贝克休斯） 新疆——1996年打2分支多分支井，裸眼完井，低级 地矿部——1993打1口3分支多分支井，没完井 辽河——2000年完钻1口3分支井，固井射孔完井，达到TAML第四级水平
(衬管)放入分支井段中而不与主井筒套管进
主井筒注水泥 分支井为裸眼
行机械连接也不注水泥。与一级完井相比可 提高主井筒的畅通性并改善分支井段的重返
潜力。
二级完井通常要用磨铣工具在套管内开窗， 也可使用预磨铣窗口的套管短节。
main
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。三级多底分支井技术 3 提供了连通性和可及性。分支井衬管通过衬管 悬挂器或者其他锁定系统固定在主井眼上，但
2018/11/9
第四部分 多分支井钻井完井 技术新进展
21世纪石油工业上游领域的重大技术之一 是极富挑战性的新兴技术
达到水平井同样的成熟度大约要花几年甚至10年的时间
4.1 多分支井定义
多(底)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。主井眼可以是直井、定向斜井， 也可以是水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或
与普通定向井、水平井相比——分支多分支井的缺点
• 完井风险，可能丢失分支井眼，沟通不了油藏； • 增加泥浆对油层的浸泡时间，可能造成油藏伤害； • 在分支井眼洗井作业时，因各分支井眼不同的要求，可能牵涉到的过 程较复杂； • 操作费开支由于风险因素的存在而无法完全确定。
2018/11/9
5
4.3 多分支井应用范围
2018/11/9 10
ERD Multilateral Example
2018/11/9
Permanent and retrievable whipstocks（造斜器） were hydraulically set using MWD to orient relative to high side Windows milled at 5500m and 5300m from existing 95/8-in. casing at 83º A two trip milling system was deployed Northern lateral was lined and cemented, southern lateral barefoot
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。
油 藏 工 程
纵向调整油藏的开采
可以应用于多种油气藏的经济开采。
钻 减少无效井段，减少钻井设备的搬迁；节约套管、泥浆 井 费用；充分利用海上平台井口槽，降低了平台建造费用 地 由于地面井口的减少，相应的土地使用面积、地面管汇 面 建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益
2018/11/9 4
4.2 分支井特点
分支井的连接部件，它具有2500psi 额定压力。
目前世界上用得最多的是4级完井。
我国南海西部公司1998年9月用修井机和原井重钻技术钻成了我国海洋
第一口多分支井(Wll-4-A11B、11C井)，两个井筒用电潜泵合采，产量 是斜井单井产量的3倍。新疆油田在99年也打了一口双分支井。
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2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
2018/11/9
德州 Aneth 地区多分支井钻井成本表
分支井数 总成本(美元) 平均钻一口分支井的成本(美元)
单个分支
385000
385000
双分支
四分支 六分支
505000
700000 950000
253000
175000 158000
双分支井产量提高两倍以上，四分支井产量近于单井产量的5倍。
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4.4 多分支井国内外研究现状
•中国 胜利油田：
2000年9月，完钻桩1-支平1井
第一分之，井深1945m，水平位移442.8m，水平段长236.1m。 第二分之，井深1872m，水平位移386.1m，水平段长186.6m。
2 分之井眼均下套管固井射孔完井。
2001年3月，完钻梁46-支平井 第一分之，井深3595m，水平位移566.7m，水平段长331.1m。
波浪式分支井眼。
2018/11/9
2
4.1 多分支井定义
分支井——各分支井眼可为 直井、定向井、水平井等
2018/11/9
多底井——各分支井眼为水 平井、大斜度井
3
分支井包括多底井，但国际上一致认为：用多底井统称。
4.2 分支井特点
与普通定向井、水平井相比——多分支井的优点 井眼结构不同——存在多个分支井眼连接处 增大油藏的裸露面积，提高泄油效率 改善油流动态剖面，降低锥进效应，提高重力泄油效果
第二分之，井深3622m，水平位移628.8m，水平段长329.3m。
三维阶梯式多目标双分支水平井， 油层段上部固井完井，油层段下筛管加管外封隔器
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2018/11/9
多分支井进展的主要里程碑
全球至98年约有130多口分支井，其中约一半是Shell公司钻的。在中 东、北美和欧洲北海应用较多。
1997年春，由英国Shell公司Eric Diggins领导和主持在阿伯丁举行了 《多分支井的技术进展论坛》，并按复杂性和功能性建立了 TAML (Technology Advancement Multi Laterals) 分级体系，其目的是为多 分支井技术的发展指出一个更加统一的方向。
15
Main 1
多分支井TAML等级
2 3 4
主井眼和分支井 都是裸眼
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
5
在英国壳牌
6
6S
Eric Diggins
“技术进步 —
—多分支井
水泥封固主井筒 和分支井, 各层压力分隔
TAML” 的论坛
井下分叉装置 预制成型接合点
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五
级
完
井
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水泥封固主井筒 和分支井, 各层压力分隔
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。主井眼 全部下套管且连接处是水力隔离。从主井眼 和分支井眼都可以进行侧钻。可以通过在主 套管井眼中使用辅助封隔器、套筒和其他完 井装置来对分支井和生产油管进行跨式连接 (Straddle)以实现水力隔离。五、六级完井 的分支井具有水力隔离、连通性和可及性特 点。多分支井技术的最难点是高压下的水力 隔离和水力整体性。
设计继续进行多分支井技术的研究与开发。
main
6S级完井(通常认为是六级完井的次级)
使用了一个井下分流器或者地下井口 6S 装置，基本上是一个地下双套管头井 口，把一个大直径主井眼分或两个等
预制成型接合点
径小尺寸的分支井筒。
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多 分 支 井 描 述
5级井压力的完整性可以在连接处通过完井设备获得 6级，连接压力完整性可通过下套管取得，不依靠完井设备
不注水泥。主-分井筒连接处没有水力整体性或
压力密封，但是却有主-分井筒的可及性。三级
主井筒注水泥 分支井下套管
完井可用快速连接系统(Rapid connect)能为分 支井和主井眼提供机械连接，为不稳定地层提 供高强度连接。三级完井还可以用预制的衬管
或割缝衬管。
main
四
级
完
井
4
主井筒和分支井 都注水泥
1997年春天在
苏格兰的阿伯
main
一
级
完
井
主井眼和分支井眼都是裸眼。 1
侧向穿越长度和产量控制是 受限的。完井作业不对各产 层分隔也不能对层间压差进 行任何处理。
主井眼和分支井都是裸眼
main
二
级
完
井
主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或
2
只放筛管而不注水泥。主－分井筒连接处保 持裸眼或者可能的话在分支井段使用“脱离 式”筛管(‘drop-off’liner)，即只把筛管
（8）Halliburton Multilateral System 3000，广泛应用。
2018/11/9 9
4.4 多分支井国内外研究现状
多分支井现场施工
• 前苏联： 53 年打66/45井，9个分支井眼，产量17倍。至90年，126口多分支井
（33勘探井、77采油井、3口注入井、9口其他井）
TAML 评价多分支井技术的三个特性是连通性 (Conectivity) 、隔离性 (Isolation) 和 可 及 性 ( 可 靠 性 、 可 达 性 、 含 重 返 井 眼 能 力 ，
accessibility)。
截至2000年6月Shell公司对TAML 1～4级已使用了6个油田并在2001年 将再用于另7个油田。
2018/11/9
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多分支井进展的主要里程碑
世界上第一口TAML 5级多分支井是Shell公司1998年在巴西近海Voador 油田从半潜钻井平台上钻的一口反向双分支井，是一口注水井。
Shell公司1998年在加利弗尼亚一口在岸陆上井成功地安装了一个6级完
井的主－分井筒连接部件。该井是在9 5/8 主井筒套管上连有2个7
2018/11/9
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4.4 多分支井国内外研究现状
多分支井系统
（1）侧向进入短节系统LEN，它的缺点是缺乏液压整体性 Baker Oil Tool。
（2）选择性侧钻系统SRT，最大特点是能够得到最大的流通面积，广泛 应用，Baker Oil Tool。 （3）井下分离器FORMation JunctionTM，没有推广应用，Baker Oil Tool。 （4）Baker Huges ROOTTM System，广泛应用。 （5）分支井回接系统LTBS，广泛应用，Sperry-Sun Cop。 （6）DF-1系统，试验成功，辽河石油勘探局工程院。 （7）可回收的系统RMLS，广泛应用，Sperry-Sun Cop。
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六
级
完
井
连接处压力整体性可通过下套管取得，
而不依靠井下完井工具。六级完井系统在
分支井和主井筒套管的连接处具有一个整
6 体式压力密封。一个耐压密封的连接部， 是为了获得一个整体密封特征或整体成形 或可成形金属设计，这在海洋深水和海底 (Subsea,水下)安装中将是有价值的。
井下分叉装置
Schlumberger公司正致力于把这些技术发 展成为更新的系统，而不是继续使用这种 特殊的模式。该公司正在用一种新的六级
•美国、加拿大： 90年后大力发展，据报至97年底总共1000多口，完井的45口
•中国：
南海西部——1998年打2口失败1口（贝克休斯） 新疆——1996年打2分支多分支井，裸眼完井，低级 地矿部——1993打1口3分支多分支井，没完井 辽河——2000年完钻1口3分支井，固井射孔完井，达到TAML第四级水平
(衬管)放入分支井段中而不与主井筒套管进
主井筒注水泥 分支井为裸眼
行机械连接也不注水泥。与一级完井相比可 提高主井筒的畅通性并改善分支井段的重返
潜力。
二级完井通常要用磨铣工具在套管内开窗， 也可使用预磨铣窗口的套管短节。
main
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。三级多底分支井技术 3 提供了连通性和可及性。分支井衬管通过衬管 悬挂器或者其他锁定系统固定在主井眼上，但
2018/11/9
第四部分 多分支井钻井完井 技术新进展
21世纪石油工业上游领域的重大技术之一 是极富挑战性的新兴技术
达到水平井同样的成熟度大约要花几年甚至10年的时间
4.1 多分支井定义
多(底)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。主井眼可以是直井、定向斜井， 也可以是水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或
与普通定向井、水平井相比——分支多分支井的缺点
• 完井风险，可能丢失分支井眼，沟通不了油藏； • 增加泥浆对油层的浸泡时间，可能造成油藏伤害； • 在分支井眼洗井作业时，因各分支井眼不同的要求，可能牵涉到的过 程较复杂； • 操作费开支由于风险因素的存在而无法完全确定。
2018/11/9
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4.3 多分支井应用范围
2018/11/9 10
ERD Multilateral Example
2018/11/9
Permanent and retrievable whipstocks（造斜器） were hydraulically set using MWD to orient relative to high side Windows milled at 5500m and 5300m from existing 95/8-in. casing at 83º A two trip milling system was deployed Northern lateral was lined and cemented, southern lateral barefoot