多分支井

哥伦比亚科罗拉多油区多分支井钻井技术评价本文是对哥伦比亚科罗拉多油区应用多分支井钻井技术可行性的研究，针对该油区分析了三种井身结构设计，通过对比该油区的经济回报率，确定最适合科罗拉多油区的设计类型。

标签：哥伦比亚；多分支井；钻井工程；完井1 多分支井简述多分支井技术是指在1口主井眼的底部钻出2口或多口分支井眼（二级井眼），可以在1个主井筒内开采多个油气层，实现1井多靶和立体开采。

多分支井是钻井领域的重大技术之一，提供了一种创新的方法来提高原油产量。

1.1 多分支井的意义多分支井可以从老井也可以从新井再钻几个分支井筒，实现原井再钻，可充分利用油区已有结构设施，不仅可用于生产，还能用来向油层注入液体，或者取样。

其主要优越性如下：①增大井眼与油藏的接触面积，扩大泄油面积，改善油藏动态流动剖面，降低锥进效应，从而提高采收率；②多个分支共享井口和上部井段，可缩短钻井时间，减少了钻进时间，提高了钻井效率；③减少环境污染。

钻井井段减少，从而减少泥浆及岩石碎屑的处理及其带来得污染，减少环境污染。

1.2 多分支井技术发展历史分支井技术是水平井、侧钻井技术的集成和发展。

从分支井筒的意义上讲，分支井最早为侧钻井，而开始打侧钻井的目的是重新使新的生产井底生产，而原来的井底不生产。

后来，人们开始期望侧钻井和原来的井底都可生产，并且开始钻多个侧钻井，这便是现在意义上的分支井。

在20世纪50年代初期，前苏联科学家亚历山大·葛列格严对美国科学家L.Yuren的“增大储层井眼半径就能提高产量”的观点做进一步研究，指出“对储层井眼进行分支以增大储层裸露面积”的理论。

1953年，葛列格严把理论应用于No 66-45油井，该井的产油层是水平段，油层厚度33-197英尺。

钻至1886英尺后裸眼钻开了一个新的分支。

完井后，从造斜点开始有水平距离446英尺的新产油段。

这是第一口有记录的多分支井，葛列格严也成为公认的多分支井技术的创始人。

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 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 达到水平井同样的成熟度大约要花几年甚至 10年的时间 年的时间Li Qi4.1  多分支井定义 4.1   多分支井定义多(底)分支井是指在一口主井眼的底 眼 部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼 (二级井眼 二级井眼) )，甚至再从二级井眼中钻出三 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 也可以是水平井。

分支井眼可以是定向斜 井、水平井或波浪式分支井眼。

Li Qi第2页4.1  多分支井定义 4.1   多分支井定义分支井——各分支井眼可为 直井、定向井、水平井等多底井——各分支井眼为水 平井、大斜度井分支井包括多底井 但国际上 致认为：用多底井统称 分支井包括多底井，但国际上一致认为：用多底井统称。

Li Qi第3页4.2  分支井特点 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 纵向调整油藏的开采 可以应用于多种油气藏的经济开采。

油 藏 工 程减少无效井段 减少钻井设备的搬迁；节约套管 泥浆 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 建设、油井管理等费用也大大降低 增加了经济效益 面 建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益Li Qi第4页4.2  分支井特点 4.2   分支井特点与普通定向井、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。

140多分支井是从一个主井眼中侧钻出分支井眼的井，用分支井开采油气田。

多分支井技术是上世纪50年代提出来的，第一批多分支井开始于前苏联的俄罗斯和乌克兰地区，第二批多分支井于1968年开钻于前苏联的西伯利亚地区[1]。

20世纪多分支井技术在俄罗斯、北海油田及北美得到广泛应用，并逐步推广到中东、南美、欧洲与亚洲[2] 。

目前，我国的新疆、辽河、胜利、南海、四川等油田都先后钻成了多分支井。

 由于单井口可以利用多支开发多个层位，泄油面积增加，单井产能提高，井口数量可以减少，相应的可减少海上平台的数量或减少单个平台的井槽数，降低油气田开发费用，多分支井技术已经成为油气田开发的一项先进技术[3-7]。

1 油田基本概况海上E油田储层岩性主要为细～中粒长石岩屑、长石石英砂岩，砂岩成份主要为石英（平均占67%）。

油田储集空间类型为孔隙型，储层孔隙发育，孔隙连通性较好，测井解释孔隙度14.4%～26.3%，渗透率26.7～1762.6mD，属中-高孔隙度、中～特高渗储层。

为进一步挖潜油气成藏潜力，缓解油田产量压力，提高油田采收率，油藏计划在E油田剩余油富集的构造高部位部署一口调整井A，动用Z层。

同时根据储层展布和剩余油分布，为有效增加储层的裸露面积，提高新增井产能，设计A井为多分支采油井对非均质性较强的低渗储层开展多分支井井先导性试验。

2 多分支井方案设计本油田在2020年1月投产一口多分支井，完井方式为主井眼优质筛管防砂，分支井眼没有采取防砂措施。

此分支井初期效果较好，2021年底有微量出砂0.05%，产液量下降。

分析认为初期分支井眼保持较完整，因分支井未采取防砂完井措施，出现井壁坍塌而出砂并失去供液能力，后续整体产能受影响，目前本井已经采取抑砂措施。

海上油田多分支井完井新技术应用晁一寒 邱森 卞涛 敖民 徐先亮中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司 广东 深圳 518000摘要：E油田现处于开发初期，但油田投产以来，生产井递减快、稳定产量低、高部位生产井能量亏空较大、采油速度慢。

水平井和多分支井技术水平井作为一种开发低渗透油气田的一项成熟技术已经在世界各国油田中得到广泛应用。

从低渗透油田开发的角度来讲，水平井水平段在油层中的位置、延伸长度和延伸方向是决定水平井产能的关键因素，因此在水平井的建井过程中必须应用能保证水平井以最佳井身轨迹钻进的新工艺。

目前，俄罗斯已经可以利用地震声学X射线层析成像法以高精确度确定产层在不同方位上产层的深度和含油厚度，作为最佳井身轨迹的设计的依据；并且试图建立能够控制钻具钻进移动方向的自动系统，该自动系统包括从井底方向和钻柱下部组合装置的表面遥测控制系统，能自动和手动操作钻柱下部组合装置、钻具(变向器、钻铤、寻中器、稳定器)的控制工具。

美国Andrill公司研制出地质导向工具，可测得离钻头1?2m范围内的方位、地层电阻率、伽玛射线、转速和井斜等，并把这些钻头附近的数据传到MWD系统，以便更好地引导钻头穿过薄层和复杂地层，利用测井数据直接进行地质导向钻井，而不是按预先设计的井眼轨迹钻井。

多分支井的完井已经有TAML分级标准，但是仍然是分支井技术上的难点，其主要困难在于主井眼与分支井眼的连接技术。

分支井的连接技术是分支井所特有的，支井眼与主井眼的密封连接问题是目前分支井完井作业技术难度最大的。

因此分支井研究的主要方面集中在分支井完井中的主、支井眼连接技术。

不密封连接方式(仅将主井眼与支井眼内管柱机械地连在一起)有Sperry公司的可回收分支井系统和分支回接器，Baker公司早期的根部系统等；密封连接系统目前有Sperry公司的RMLS系统、ITBS及LTBS系统，Hauiburton公司的分支井系统3000TM，Baker公司最新的根部系统；为了顺利再进入分支井眼，可使用选择性再进入工具(SRT)。

多数密封连接系统都是选择性再进入的，如Sperry-San公司的多管柱完井系统(MSCSTM)，PCE公司的分支井再进入系统等。

由Marathon oil与Baker oil Tools、National oil well联合开发的井下分离头系统(Down hole oil Splitter System)是一项专利技术，利用该系统可以在一口井中钻数个分支，并可以下套管固井、完井，同时可以保持各分支间的任意进入性。

煤层气多分支水平井技术及现场应用李兵摘抄多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼，也可以在分支上继续钻二级分支，因其形状像羽毛，国外也将其称为羽状水平井[1]等。

多分支水平井集钻井、完井和增产措施于一体，是开发低压、低渗煤层的主要手段。

煤层气多分支水平井工艺集成了煤层造洞穴、两井对接、随钻地质导向、钻水平分支井眼、欠平衡等多项先进的钻井技术，具有技术含量高和钻井风险大的特点。

目前美国、加拿大、澳大利亚等国应用多分支水平井开采煤层气已取得了非常好的效益[2]，而我国处于刚刚起步阶段。

2005年廊坊分院组织施工的武M1－1羽状水平井顺利完钻，该井垂深达900m，是世界最深的一口煤层气羽状水平井。

2005年底山西晋城大宁煤矿完成DNP01、DNP02两口羽状水平井，每口井的日产气量约为2～3万方。

2006年2月中联煤公司完成了DS－01井的钻井施工，目前该井处于排水阶段。

与此同时，华北与CDX、长庆、辽河、远东能源等国内外企业都已启动了羽状水平井开发煤层气的项目。

多分支水平井是煤层气高效开发方式的发展趋势，该技术的普遍应用必将为煤层气的勘探开发带来突破性进展，在我国掀起开发煤层气的热潮。

1煤层气多分支水平井钻井技术难点分析煤层气多分支水平井工艺集成了水平井与洞穴井的连通、钻分支井眼、充气欠平衡钻井和地质导向技术等，这是一项技术性强、施工难度高的系统工程。

同时为了保持煤层的井壁稳定，煤层段一般采用小井眼钻进（φ152.4mm井眼），因而对钻井工具、测量仪器和设备性能等方面都提出了新的要求。

煤层气多分支水平井面临的主要难点可概括为如下几点：（1）煤层比较脆，而且存在着互相垂直的天然裂缝，而这种脆性地层中钻进极易引起井下垮塌、卡钻等复杂事故，甚至井眼报废。

(2）煤层易受污染，储层保护的难度大，一般需采用充气钻井液、泡沫或清水等作为煤层不受污染的钻井液体系。

（3）由于煤层埋藏比较浅，同时井眼的曲率较大，钻压难以满足要求，同时钻水平分支井眼时钻柱易发生疲劳破坏，导致井下复杂。

分支井钻井技术付建红西南石油学院石油工程学院Multilateral Well Conceptl分支井技术是指从一个母井眼侧钻若干子井眼的钻井技术，这些子井眼轨迹可以是任意的但多数是水平井或大斜度井。

层或反方向双支排列的多个分支井眼分支井的历史l孕育于1920年1953年，应用于前苏联，在170米范围内，钻了10个分支,增产17倍。

l1928年，美国人申请第一个分支井专利分支井的历史l自1999年，全世界有近3000口分支井，分布在以下地区分支井的历史分支井现状(到2000年)分支井现状(到1999年)分支井现状(到1999年)分支井现状(到2002年)正确理解分支井l并非只用于水平井l成本高l风险大l失败比成功多常见分支井系统为什么钻分支井？l可以从一个母井眼侧钻多个分支井眼，因此母井眼可以得到重复利用以节省钻井成本；l能显著提高薄油藏、致密油藏和稠油藏原油采收率；l能从一个母井眼开采多个油藏；l分支井眼可以穿过更多的裂缝；l可以减少油藏的压力降、防止油井出砂或气水锥。

分支井的应用l稠油油藏；l低渗或天然裂缝油藏；l卫星油藏；l薄地层或层状油藏；l被分隔的油藏。

分支井的应用l稠油油藏；分支井的应用l低渗或天然裂缝油藏；分支井的应用l边际油藏；分支井的应用l被分隔的油藏。

分支井的应用l薄地层或层状油藏；Level 4Trunk and Lateral Cemented @ JunctionLevel 6S－BAKER OIL TOOLS Schematic of Downhole Splitter SystemLevel 6－Schlumbergerl名称：rapid seal,继磨銑开窗、rapid connect和rapid exclude之后发展起来的l特点：Level 6－Schlumberger1 钻主井眼。

经联接进行套管下扩眼和放大裸眼井段、在主套管内下如rapidseal系统；2 在rapidseal系统出口，定位电缆回收膨胀工具托架。

190超短半径多分支井技术是利用特制柔性钻具和轨迹控制技术，可在薄油层或不同油藏内实现多分支位移井眼改造，在目标油藏内实现一定长度的水平或近水平井段，该技术与Z油田S井增产需求契合度较高，成功实施可以显著提升油井产能。

通过对该技术开展详细的可行性论证和方案设计，顺利完成矿场实验并取得显著效果，具有广泛的推广价值，特别是为海上油田开发后期综合改善治理提供新路径。

1 超短半径多分支井技术可行性研究超短半径多分支井技术对老井眼可实现新增多个曲率半径比常规短半径更短的水平分支，实现高达16~30(°)/m造斜率即1.5~3.6m曲率半径，采用导斜装置、柔性钻具、保径钻头、导向稳定装置等组合形成一套较为完善的工具，是将开窗、造斜、水平钻进全部在油层内完成并沿油层走向钻进的增产措施技术，详见图1。

该技术要求油层度1m以上，最大作业井深3500m，最高作业温度150℃以内，直井无方位限制，斜井开窗点井眼轨迹方位左右90°以内，可多分支防砂完井。

通过对近井地带（100m左右）进行增加分支改造，增大泄油面积，沟通过零散剩余油，增强流体渗流和导流能力，缓解传统补孔合采层间矛盾，解决近井地带小规模剩余油经济性动用难的问题，增加油井产量，降低综合开采成本，实现高效开发。

图1 超短半径多分支井技术示意2 长关井油藏潜力分析Z油田位于中国南海珠江口盆地，已投产30余年，其构造为基底隆起上发育起来的低幅度披覆背斜构造，各油藏为中孔、中高渗储层，地下原油具有黏度低、饱和压力低、地饱压差大、气油比低的特点，油田整体采出程度超53%，剩余油高度分散，挖潜难度大。

2.1 长关井原生产层位潜力分析水平井S于2014年4月投产，2021年6月25日因电泵故障关停，躺井前产量水平相对较低，海油作业成本较高，导致长期处于关停状态。

关停前水平段单独生产底水M油藏，平均孔隙度21.4%，渗透率1119mD，平均有效储层厚度19.8m，储层较为均质，隔夹层不发育，地层原油黏度1.7mPa超短半径多分支井技术在南海Z油田典型应用赵义强 万钧 罗启源 郑圣黠 屈学锋中海石油（中国）有限公司深圳分公司 广东 深圳 518054摘要：在开展超短半径多分支井技术实施的可行性论证的基础上，通过精细方案设计及实施超短半径多分支井技术。

多分支井的技术展望多分支井技术展望：提高采油效率与降低成本的革命性方法随着全球能源需求的不断增长，提高采油效率、降低采油成本已成为石油行业的首要任务。

多分支井技术作为一种具有重大应用前景的石油开采技术，正日益受到业界的。

本文将详细介绍多分支井技术的原理、应用前景以及面临的挑战和解决方案。

一、多分支井技术原理多分支井技术是一种在垂直主井眼周围钻出多个分支井眼的技术。

通过这种技术，可以在一口井内开采多个油层，提高采油效率。

多分支井的原理主要基于对储层的精确分析，能够有效地克服传统开采方法的弊端，实现分层开采，进一步提高石油采收率。

二、多分支井技术的应用前景多分支井技术以其独特的优势，在未来石油工业的发展中具有广泛的应用前景。

首先，该技术可以显著提高采油效率。

通过同时开采多个油层，可以实现原油产量的大幅提升。

其次，多分支井技术还可以有效降低采油成本。

由于同时开采多个油层，可以减少钻井数量，从而降低开发成本。

此外，多分支井技术在复杂地质条件下的应用具有巨大潜力。

例如，在海上油田的开采中，多分支井技术可以减少平台数量，降低开发成本。

在非常规油气资源的开发中，如页岩气、致密气等，多分支井技术也有望发挥重要作用。

三、多分支井技术的挑战与解决方案尽管多分支井技术具有显著的优势，但在实际应用中仍面临一些挑战。

首先，该技术的实施需要高精度的钻井和完井技术，对设备和人员的素质要求较高。

其次，多分支井的施工过程复杂，需要精确的工程设计和技术支持。

此外，多分支井的长期稳定性和生产能力也需要通过技术创新加以解决。

为解决这些挑战，可以采取以下措施：1、加强技术研发：加大对多分支井技术的研究力度，提高钻井和完井技术水平，优化施工流程，降低实施难度。

2、引入先进设备：采用高精度钻井设备和传感器，提高施工精度和安全性。

3、加强人才培养：开展专业培训，提高钻井和完井人员的技能水平，确保技术的顺利实施。

4、强化工程设计：进行详细的工程分析和设计，确保多分支井的稳定性和生产能力，延长井的使用寿命。

不同井型多分支水平井方案比较-以柳林区块为例富地柳林燃气有限公司 任光军 2013年9月前言相比较传统的压裂直井而言，煤层气多分支水平井具有多方面 的优势：单井控制面积大、产气量高、采气速度快、水平段不 下钢套管、不压裂对煤矿采煤影响小等等，所以只要地下和地 面条件允许，几乎所有的煤层气区块都在使用多分支水平井技 术。

对于煤层气多分支水平井，大家关注的往往是煤层总进尺，却 很少有人关注水平分支间距。

其实一口煤层气多分支水平井产 气峰值的大小，产气寿命的长短、总产气量的多少除了和煤层 进尺有关外，还和水平分支间距有关，说到底，其实就是和控 制面积有关。

汇报提纲一、柳林煤层气田地质特征 二、不同水平井方案 三、经济评价 四、结论位置及范围柳林煤层气区块位于山西省西 部，鄂尔多斯盆地东缘中部，南邻 石楼北区块，北邻三交区块；区块 面积183.82平方公里整体为向西南倾斜单斜 构造；地层倾角5°左右。

在山西组和太原组，发 育了十几套煤层，其中山西 组的4（3+4）、5号煤和太 原组的8+9号煤是煤层气勘 探的主要目的层。

4（3+4）号 煤层厚度0.8～ 4.8m，5号煤层 0～4.2m，其中 厚度大于2m，适 于钻水平井的区 域主要分布在中 北部。

4号煤与5 号煤间距3～ 5m，中间夹层岩 性主要为泥岩。

自2009年始，在柳林区块实 验了多种类型的煤层气水平井， 有传统的单煤层多分支水平井、 “U”型水平井、国内首创的双煤层 多分支水平井，目前为止，已完 成水平井14口。

这些水平井，都 或多或少取得了成功。

开发柳林煤层气田，特别是 要经济开发柳林煤层气田，这些 水平井型是否都可行，还需进一 步论证。

汇报提纲一、柳林煤层气田地质特征 二、不同水平井方案 三、经济评价 四、结论在这里对两种类型的水平井进行了比较，一种是常规的单煤层多分支水平 井，另一种是在双煤层多分支水平井。

前者一口水平井只钻一层煤，水平 分支间距约150m，煤层进尺4000m，控制面积约0.4km2；后者一口水平 井钻两层煤，水平井分支间距约300m，单煤层进尺4000m，单层控制面 积约0.86km2。

一：1，多分支井钻井：在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气层的分支井眼，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、水平井或波浪式分支井眼。

2，几何导向钻井：对钻井井眼设计轨道负责，使实钻轨道尽量靠近设计轨道，以保证准确钻入设计靶区。

3，地质导向钻井：用地质准则来设计井眼的位置。

用近钻头地质，工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置。

地质导向的任务就是对准确钻入油气目的层负责，为此，它具有测量、传输和导向三大功能。

4，套管钻井：用套管代替钻杆对钻头施加扭矩和钻压，实现钻头旋转与钻进。

5，控压钻井：在油气井钻井过程中，能有效控制井筒液柱压力剖面，达到安全高效钻井的钻井技术。

二：对现代钻井技术包含的内容和未来钻井技术发展方向进行分析对现代钻井技术包含的内容现代钻井技术主要进展1.1 随钻井下测量与评价技术定向井中使用的MWD与近钻头测斜器(MNB)配合使用,可以随钻测得井斜角和方位角，求出井眼实时偏差矢量，实现几何导向。

随钻测井(LWD)可进行地层电阻率、体积密度、中子孔隙度和自然伽马测井，已成为标准的LWD，可进行实时地面传输和井下仪器芯片内储地质导向技术(GST)是在MWD、LWD和SWD技术基础上发展起来的一种前沿技术，是使用随钻定向测量数据和随钻地质评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹的钻井技术。

1.2 井下动态数据实时采集、处理与应用技术传感检测技术和微电子技术的进步，开发出了钻井动态传感检测元件和高速数据监测及处理应用系统(DDS)，实现了钻井动态数据在井下采集和诊断，然后将诊断结果传输到地面，以有效地对井下钻具的运动状态进行控制。

1.3 井下闭环钻井技术闭环钻井技术是信息化、智能化钻井向自动化钻井迈进中发展起来的集成化钻井技术，包括以下6项工作：⑴地面测量，主要包括钻井液录井和钻井参数地面测量；⑵井下随钻测量，即采用MWD及LWD测量井下几何参数和地层参数；⑶数据采集和地面计算；⑷数据整体综合解释，主要包括把测量数据解释成有用参数以指导作业,并用“人工智能”把世界范围内专家经验应用于井场；⑸地面操作控制自动化；⑹井下操作自动控制，主要是利用“智能”型井下工具和可控的井底钻具组合进行控制。