摘要：勝利油田擁有豐富的淺層稠油資源，稠油油藏埋深較淺、地層松軟，大部分區(qū)塊埋深在800～1200m左右，稠油油藏一般具有地層敏感性強(qiáng)、供液差、產(chǎn)能低和下降快等特點(diǎn)，多年來在鉆井等方面采取了多種工藝措施，均未取得很好的開采效果。水平分支井技術(shù)是提高油藏采收率的鉆井新技術(shù)，對水平分支井技術(shù)在稠油熱采井中應(yīng)用的主要技術(shù)難題進(jìn)行了分析及現(xiàn)場實(shí)踐，取得了良好的開發(fā)應(yīng)用效果，試驗(yàn)井的成功應(yīng)用為水平分支井技術(shù)今后在稠油熱采區(qū)塊推廣應(yīng)用提供了技術(shù)手段，為勝利油田稠油熱采水平分支井技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：水平分支井；勝利油田；稠油熱采；井眼軌跡

水平分支井鉆井技術(shù)是在水平井鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是指在水平井水平井段的左右兩側(cè)或單側(cè)再鉆進(jìn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的分支井眼的一種鉆井新技術(shù)。水平分支井可以提高單井產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)少井多產(chǎn)，有利于提高最終采收率，提高油氣井的效率。主要表現(xiàn)在：更長的水平井眼可擴(kuò)大泄油面積，提高采收率；改善油流動(dòng)態(tài)剖面，減緩錐進(jìn)速度，提供重力泄油途徑；提高油氣層縱向動(dòng)用程度；提高裂縫油氣藏裂縫鉆遇率；經(jīng)濟(jì)開采邊際油氣藏和重質(zhì)原油油藏；可重復(fù)利用上部井段，降低鉆井成本；由于地面井口或海上井槽的減少，降低了平臺的建造費(fèi)用；降低油井管理、環(huán)境保護(hù)等費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。為提高稠油熱采效果，勝利油田開展了水平分支井技術(shù)在稠油油藏中的試驗(yàn)應(yīng)用，并取得了顯著的開采效果。

1 稠油熱采對井身結(jié)構(gòu)和井眼軌道的要求

淺層稠油油藏埋深淺，油藏溫度低，常溫下原油粘度極高，開采困難。為增加原油自然流動(dòng)的能力，目前稠油開采普遍采用注蒸汽熱采，為滿足采油工藝需要，結(jié)合水平分支井工藝特點(diǎn)，對井身結(jié)構(gòu)提出以下要求：

采用Φ273.2mm套管封隔目的層至井口之間的裸眼井段，為注蒸汽熱采提供井眼條件；水平段完井管柱使用Φ177.8mm割縫篩管完井。

在井眼軌道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足稠油熱采開發(fā)和采油工藝要求的前提下，充分考慮水平分支井鉆井工藝和軌跡測量儀器的實(shí)現(xiàn)能力，以便安全、順利地鉆達(dá)地質(zhì)目標(biāo)。稠油熱采對井眼軌道設(shè)計(jì)有如下要求：

采油泵下深既要有一定的沉沒度，同時(shí)其工況又受到井斜角的影響，在稠油熱采井中，要求采油泵安放處的井眼軌跡在距油層（水平段設(shè)計(jì)垂深）垂直高度20m井深處井斜角不大于60°；

為了適應(yīng)熱采工藝要求，完井油層套管（或篩管）尺寸至少應(yīng)在Φ177.8mm以上；

目的層垂深淺，結(jié)合目前水平分支井鉆井技術(shù)的設(shè)備及工具能力，最好選擇"直-增-穩(wěn)"三段制井身剖面，該剖面相對簡單，工具選擇方便，易于軌跡控制，且三段制剖面的彎曲井段（或高造斜率段）相對較短，有利于降低管柱下入阻力；

為了滿足地質(zhì)要求、確保大尺寸套管能夠安全順利下入、提高鉆井速度，結(jié)合淺層水平井鉆井施工經(jīng)驗(yàn)，造斜率應(yīng)低于35°/100m。

2 淺層稠油熱采井鉆井技術(shù)難點(diǎn)分析

為應(yīng)用水平分支井技術(shù)，針對勝利油田稠油熱采井的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，其水平分支井鉆井技術(shù)施工的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

為了滿足后期稠油熱采井筒下入雙管的需要和水平分支井鉆井工藝技術(shù)要求，斜井段必須采用Φ346.1mm井眼、下入Φ273.1mm技術(shù)套管，水平段采用Φ241.3mm井眼，主井眼下入Φ177.8mm的篩管，因此，造斜段在非常規(guī)大井眼的疏松地層，造斜困難。

勝利油田稠油油藏埋藏淺，地層膠結(jié)疏松，可鉆性級值小，對造斜工具的造斜率具有不利影響。同時(shí)，由于熱采工藝以及水平分支井的特殊工藝要求，井眼尺寸相對較大，鉆具尺寸大、剛度大，導(dǎo)致斜井段鉆具下入困難（尤其是帶有大尺寸鉆頭的鉆具組合），因此又限制了大尺寸大度數(shù)高造斜率鉆具的使用。

淺層稠油油藏巖石膠結(jié)疏松、欠壓實(shí)，地層易破碎，鉆頭側(cè)向力低，全角變化率偏小，這種地層成巖性較差、巖石骨架膠結(jié)的特點(diǎn)，在外力作用下很容易破碎，甚至在一定水力破巖條件下即可造成巖石破碎。因此井徑擴(kuò)大率較大，易造成大尺寸井眼（如Φ273.2mm井眼）鉆井液攜巖能力低、起下鉆井斜下降、松軟地層造斜率無法準(zhǔn)確預(yù)測等困難；

整個(gè)斜井段地層較淺，非常疏松，大排量鉆進(jìn)易形成大肚子；鉆時(shí)快，砂子多，對鉆井液性能要求高。同時(shí)保證井下安全的常規(guī)措施（如劃眼、加大排量等）也與設(shè)計(jì)的高造斜率相矛盾。

在換鉆具或下鉆過程中，在分支窗口附近易發(fā)生下鉆困難或進(jìn)入錯(cuò)誤井眼等情況，因此較多的分支井眼要求施工進(jìn)度快速緊湊，對井下工具、地面設(shè)備要求高；另外，分支井眼側(cè)鉆點(diǎn)附近鉆井工藝技技術(shù)要求高。

3 試驗(yàn)井油藏地質(zhì)特點(diǎn)

太平油田沾18斷塊位于義和莊凸起東部斜坡上，古地貌高低起伏不平，溝梁交錯(cuò)，總趨勢為西高東低，即由沾18斷塊向沾5塊抬高，坡度在1°～11°之間。古生界潛山頂面構(gòu)造圖（如圖1）顯示，本斷塊古地貌形態(tài)為三溝三梁相間，其軸線呈近東西向或北東向展布。沾18塊Ng下段地層為一套發(fā)育在古生界潛山之上的河流相（辮狀河）超覆沉積，儲(chǔ)層巖性以砂巖、含礫砂巖為主。砂巖多為不等粒砂巖、中砂質(zhì)細(xì)砂巖、含粉砂細(xì)砂巖。Ng下1砂組儲(chǔ)層巖性主要為不等粒長石砂巖和細(xì)粒長石砂巖，本塊Ng下段油層埋深在1130～1185m(減補(bǔ)心高)之間，埋藏淺，壓實(shí)程度差，膠結(jié)物含量少且為泥質(zhì)膠結(jié),砂巖膠結(jié)疏松。

沾18-支平1井采用三開井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，水平段主井眼下入Φ177.8mm篩管完井，分支井眼裸眼完井。

一開井眼尺寸：Φ660.4mm，井深：201m，套管尺寸：Φ508mm，下深：200m；水泥返至井口；

二開井眼尺寸：Φ346.1mm，井深：1283m，套管尺寸：Φ273.05mm，下深：1280m；水泥返至井口；

三開主井眼尺寸：Φ241.3mm，井深：1745.42m，套管尺寸：Φ177.8mm（0~1280m）+Φ177.8mm精密濾砂管（1280～1742 m），水泥返至井口；

三開四個(gè)分支井眼尺寸：Φ241.3mm，均采用裸眼完井的方式。

4 施工簡況及開采效果

現(xiàn)場施工中，鉆進(jìn)主井眼采用的鉆具組合為：Φ241.3mm鉆頭＋Φ197mm1.5°單彎動(dòng)力鉆具×1根＋Φ127.00mm無磁承壓鉆桿×1根＋LWD＋Φ127.00mm無磁承壓鉆桿×1根＋Φ127mm斜坡鉆桿＋Φ127.0mm 加重鉆桿×30根＋Φ127.0mm斜坡鉆桿（在距鉆頭150～200m處加一個(gè)欠尺寸穩(wěn)定器修正井眼），鉆進(jìn)時(shí)主井眼始終保持在分支井眼下面，既有利于主井眼鉆進(jìn)，又可避免分支井眼完成后主井眼鉆進(jìn)時(shí)巖屑在側(cè)鉆點(diǎn)處過量堆積導(dǎo)致的分支井眼堵塞；側(cè)鉆分支井眼上翹、主井眼下垂并呈魚骨狀分布，有利于完井管柱順利下入主井眼，按照水骨分支井懸空側(cè)鉆方法，先鉆進(jìn)第一分支段，再從第一分支側(cè)鉆點(diǎn)處沿主井眼走向鉆進(jìn)；完成第二分支段，裸眼完井后，上提鉆具至第二分支側(cè)鉆點(diǎn)，再從該點(diǎn)沿主井眼走向鉆進(jìn)；完成第三分支段，裸眼完井后，再從第三分支側(cè)鉆點(diǎn)沿主井眼走向鉆進(jìn)；完成第四分支段，裸眼完井后，再從第四分支側(cè)鉆點(diǎn)沿主井眼走向鉆進(jìn)完成主井眼。試驗(yàn)井三開實(shí)鉆主井眼長度為403.60m，第一分支井眼長度為91.02m，第二分支井眼長度為143.74m，第三分支井眼長度為144.14m，第四分支井眼長度為105.52m，四個(gè)分支井眼總長484.42m，水平段總進(jìn)尺888.02m，油層鉆遇率達(dá)100%。

沾18-支平1井周圍開發(fā)Ng下1目的層目前有4口生產(chǎn)井，包括1口水平井，其中直井平均日產(chǎn)油2.9t；水平井日產(chǎn)油17.0t；沾18-支平1井目前日產(chǎn)油50t，是同區(qū)直井的17.2倍，是同區(qū)水平井的2.9倍，目前已累計(jì)產(chǎn)油13423t。經(jīng)過數(shù)模分析認(rèn)為，沾18-支平1井可吞吐7年，累積可注汽5.76×104t，累積可產(chǎn)油5.2×104t，顯示出良好的開發(fā)效果。

5 結(jié)論和認(rèn)識

沾18-支平1井是勝利油田第一口稠油熱采水平分支井，稠油熱采區(qū)塊在采油工藝方面具有特殊性，本井的成功實(shí)施為水平分支井鉆井技術(shù)在稠油熱采區(qū)塊的推廣應(yīng)用提供了可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持；同時(shí)，對疏松淺地層非常規(guī)大尺寸井眼造斜規(guī)律有了進(jìn)一步的認(rèn)識，為同類區(qū)塊水平井開發(fā)積累了經(jīng)驗(yàn)。

水平分支井特殊的井身結(jié)構(gòu)和特殊的鉆進(jìn)方式要求鉆井液具有良好的潤滑性和抑制性，解決好鉆井液攜巖能力、造壁性與油層保護(hù)的矛盾是水平分支井鉆井液技術(shù)的關(guān)鍵。

水平分支井與常規(guī)水平井相比具有最大限度地增加油藏泄油面積、降低鉆井成本、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。

作者簡介：王愛國（1966-），男，2001年7月畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，工程師，主要從事鉆井科研與現(xiàn)場技術(shù)安全工作。