郭保乾

摘 要：海相沉積的地層是沙特油田的特點。它是采用分支井鉆井技術(shù)，是在不同層次或同一層次內(nèi)采用內(nèi)側(cè)鉆井，從而使之形成多個分支井眼，大幅度提高油氣井的產(chǎn)量，并降低油氣井在開采過程中的綜合成本。目前，沙特分支井水平井定向技術(shù)有3種不同類型，即套管自上而下開窗側(cè)鉆分支井、套管自上而下裸眼水平鉆、大斜度段多次側(cè)鉆分支井等。并且在HRDH、UTMN的鉆井區(qū)內(nèi)進行應(yīng)用，并取得良好的效果。該文就對沙特分支水平井定向技術(shù)進行分析研究，從分支水平及設(shè)計，油藏、地質(zhì)設(shè)計，井眼軌道、井深結(jié)構(gòu)設(shè)計入手，從中發(fā)現(xiàn)問題，并提出建議。

關(guān)鍵詞：沙特 分支水平井 定向技術(shù)

中圖分類號：TE243 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0021-02

根據(jù)對地層巖石的特點和地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件變化分析，在同一個主井系統(tǒng)內(nèi)采用分支水平鉆井技術(shù)就是在同一井點兒中的同一地層或是不同地層的內(nèi)側(cè)采用側(cè)鉆的形式對其進行分支井眼，從而大幅度地提升油田產(chǎn)量，并降低油田的開采成本。沙特油田是海相沉積地層形式，它的地層以流沙、石灰?guī)r、頁巖和硬石膏為主，是新生代和中生代地層結(jié)構(gòu)。并且，它主要油層為ARAB-C和D組成，這種地層上半部分多為白云巖和流沙，其中含少量的石灰?guī)r和頁巖。下部多為硬石膏、砂巖和石灰?guī)r。為了能夠大量地提升油氣井產(chǎn)量，沙特油田在采取鉆井技術(shù)時，應(yīng)用分支水平井定向技術(shù)進行開采，但這種技術(shù)采用的工序復(fù)雜，特殊工具多，并以不同的3種形式進行現(xiàn)場應(yīng)用，但都取得良好的效果。

1 分支水平井的設(shè)計

1.1 油藏及地址工程設(shè)計圖

根據(jù)國內(nèi)外分支井的設(shè)計經(jīng)驗，采用適合分支井開采的資源量評價技術(shù)來確定沙特油田使用分支水平井定向技術(shù)條件。根據(jù)適合分支井開采技術(shù)，將地址與油藏進行篩選，并對篩選出的地區(qū)進行精細斷裂系統(tǒng)和微構(gòu)造結(jié)構(gòu)的研究。并對選取的地層進行精細對比與劃分，對油藏的儲層參數(shù)進行非均質(zhì)研究，利用電腦技術(shù)對選擇區(qū)域進行三維地址模型的建設(shè)。并且，采用分支水平井定向技術(shù)對設(shè)計進行優(yōu)化，選用數(shù)值模擬和生產(chǎn)動態(tài)圖來對剩余油區(qū)分布規(guī)律進行劃分和探討。從而確定分支水平井的平面內(nèi)分支類型。并采用相應(yīng)的評價技術(shù)對分支水平井定向技術(shù)進行效果評價，以油藏研究的基數(shù)為標準，最終來確定地質(zhì)設(shè)計。

1.2 井深結(jié)構(gòu)、井眼軌道設(shè)計

為了方便鉆井后續(xù)作業(yè)中出現(xiàn)的一些復(fù)雜情況，在選擇分支水平井定向技術(shù)時，就要對鉆井的尺寸和分支井眼兒進行尺寸研究。另外，在井身結(jié)構(gòu)和井眼軌道設(shè)計上還要注意技術(shù)套管的下入深度。除了要考慮施工安全和地質(zhì)層的要求外，還要對分支井眼的開窗點和使用特殊工具的放置點進行考慮研究。在井眼的軌道設(shè)計方面，由于開窗位置受到限制，套管附近又有磁干擾性，所以，不同水平井的側(cè)鉆井軌道設(shè)計方法和要注意的事項不同。

（1）根據(jù)分支井眼側(cè)鉆施工的方式來確定井眼側(cè)鉆點之間的間隔以及軌道，開始段的類型一般情況下，采用分支井眼側(cè)鉆點的間距為20～80 m。裸眼側(cè)鉆施工時，分支井眼的間距要大于下斜向開窗側(cè)鉆施工分支井眼的間距。

（2）裸眼側(cè)鉆施工分支井最初的軌道都是有一個過渡段的，利用這個過度段來控制井眼軌跡。用斜向器開窗側(cè)鉆施工分支井則不需要過渡段，從側(cè)鉆點開始就可以直接設(shè)計斜坡段。

（3）分支井眼在選擇分支位置時，要對地層的密度、巖石層進行分析，并且選擇井眼穩(wěn)定的井段進行開采。

（4）因為，要考慮到后期采油、修井的作業(yè)，在斜坡兒率的設(shè)計方面一般是10～30 m。另外，用斜向器進行開窗施工時，斜向器在下井直段或斜段時都要與斜向器之間存在大于10 m的間距。

（5）在設(shè)計分支井井眼軌道時，還要縮短分支井眼的斜角，并將其長度控制在45°～60 °范圍內(nèi)，從而防止產(chǎn)生巖石碎屑，以免出現(xiàn)井下事故。

2 分支水平井定向技術(shù)

2.1 定下回接技術(shù)

在對沙特油田的設(shè)計和施工中，為了突破已往下地錨座斜向器的開窗側(cè)鉆方式，而在尾管懸掛器頂部懸掛一個特殊的定向回接接頭。通過這個接頭與斜向器進行連接，從而實現(xiàn)開窗側(cè)鉆和分支井眼的再次進入。而定向回接系統(tǒng)就是由尾管的懸掛器、定向回接的接頭、打撈接頭等來防止接頭和斜向器阻塞。并且，在使用中用陀螺測出定向回接的鍵槽方向，根據(jù)分支井眼的設(shè)計位置，在地面進行調(diào)整，使斜向器的方向與定向回接系統(tǒng)方向相同并座鍵，從而快速地完成定向開窗側(cè)鉆項目。

2.2 定向開窗側(cè)鉆項目

沙特油田的分支水平井都是244.5 mm套管內(nèi)開窗側(cè)鉆的，利用這一系統(tǒng)來完成開窗和修窗的工作。而一體式銑錐則利用定向回接系統(tǒng)上部的銷釘與斜向器連接。由一趟送入管柱送入座鍵后通過施加一定的壓力來剪斷銷釘，從而進行開窗磨銑工作。

3 沙特分支水平井定向技術(shù)中存在的問題

沙特分支水平井定向技術(shù)中存在的問題，可分為3個方面。

首先，是重疊管柱部分的磨套銑和斜向器再回收作業(yè)方面風(fēng)險大，耗時長。

其次，分支井眼與主井眼在機械地連接方面需要進一步提高。例如：連接性能方面，密封性能方面。

最后，在沙特分支水平井定向技術(shù)的使用過程中，各個分支的井眼在選擇性和可靠性方面上還需要加強。

4 加強沙特分支水平井定向技術(shù)的建議

通過對沙特分支水平井定向技術(shù)的研究和設(shè)計思路的觀察，在沙特水平井定向技術(shù)的使用中，也形成了一套特有的分支水平井定向技術(shù)設(shè)計方法。這一方法的使用，不僅解決了同一油層中分支水平井的定向設(shè)計施工問題，而且也為多套的油層分支水平井在設(shè)計的過程中提供了研究基礎(chǔ)。

沙特油井的分支水平井定向技術(shù)使用過程中，隨著不斷革新的分支水平井定向技術(shù)，并形成了一套完善的分支水平井定向技術(shù)系統(tǒng)。為沙特多油層薄沙體、非均質(zhì)油藏提供了切實可行地提取開采方法，從而有利于改善油藏的開發(fā)效果，提高油藏的開采率。

另外，重疊管柱的設(shè)計應(yīng)該進一步優(yōu)化，并根據(jù)沙特不同地質(zhì)層的井眼來探索它的解決方式。分支水平井的斜井段較長，鉆井時多以井眼的下井壁上為主，造成重大重力效應(yīng)。所以，在施工時就會出現(xiàn)耗時長，風(fēng)險性大的問題。針對這個問題，在使用定向技術(shù)時就要考慮分支水平井的影響阻力和扭矩的因素。并在施工過程中，選擇最優(yōu)的井身剖面、攜帶性能強的潤滑鉆井油等幾個措施來減小重疊管柱設(shè)計中存在的阻力與扭矩。從而使開采工藝流程方便，減短開采時間，減小工作中存在的風(fēng)險。

5 結(jié)語

分支水平井定向技術(shù)在對井眼軌跡數(shù)據(jù)的研究中，可準確無誤的連通斜向器，為了能夠避免檢測數(shù)據(jù)中的局限性，可對分支水平井定向技術(shù)采取多點、單點、陀螺等檢測手段，從而縮小記錄儀對數(shù)據(jù)的錯誤記錄，確保軌跡數(shù)據(jù)的準確度和可靠性。并且，沙特油田在進行分支水平井定向技術(shù)的使用中，可通過現(xiàn)有的技術(shù)來完善定向技術(shù)的使用手段，并對使用過程中的工藝、工具、儀器進行檢查，從而確保在實施過程中的安全性。

參考文獻

[1] 殷桂琴，張公社，劉志軍，等.水平井采油指數(shù)預(yù)測研究[J].斷塊油氣田，2011，13（3）：39-41.

[2] 于國棟，王曉冬，魏奎生.分支水平井不穩(wěn)定壓力和產(chǎn)量的計算[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報，2013，28（1）：21-24.

[3] 梁峰，孟維龍，劉曉輝.分支水平井產(chǎn)能公式研究進展[C]//滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集.2011.