鱼骨型分支水平井结构

摘要

本发明公开了一种鱼骨型分支水平井结构，包括具有相连通的竖直井段和水平井段的主井，所述主井的末端位于所述水平井段；所述水平井段包括靠近所述竖直井段的第一井段和具有所述末端的第二井段，所述第一井段具有第一延伸方向，所述第二井段具有偏向所述第一延伸方向一侧的第二延伸方向。与所述第一井段相连通的末端分支井，所述末端分支井沿着与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向均不同的第三延伸方向延伸，所述第三延伸方向相对于所述第二延伸方向偏向所述第一延伸方向的另一侧。本发明所述的鱼骨型分支水平井结构，能够在控制同样油藏面积的情况下，减少钻井进尺，缩短施工周期，减少施工成本，从而提高经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及水平井钻井工程领域，特别涉及一种鱼骨型分支水平井结构。

背景技术

水平井技术作为老油田调整挖潜、新油田产能建设、实现少井高效开发的一项重要技术， 已得到了广泛的推广应用，它在降低钻井风险和总体投资、开发特殊油藏、提高单井产量等 方面具有较大的技术优势。

目前水平井技术已发展到以常规水平井为主，侧钻水平井为辅的多分支水平井技术阶 段。其中较为典型的一种多分支水平井为鱼骨型分支水平井。所述鱼骨型分支水平井设置有 主井眼，所述主井眼包括竖直井段和水平井段。在主井眼的水平井段上设置有2个或2个以 上的分支井眼。所述各分支井眼与主井眼之间呈鱼骨状分布。

所述鱼骨型分支水平井通过在所述水平井段上设置分支井眼，有效增大了井眼与油藏的 接触面积，使得所述分支井眼周围的原油也能流入到主井眼的水平井段后被采出，从而提高 了单井产量。由于所述鱼骨型分支水平井在增大控油面积和泄油通道方面优势明显，现已广 泛应用于稠油油藏，天然裂缝致密油藏等多种特殊油气藏。

如图1所示，为现有技术中鱼骨型分支水平井结构示意图，其中所述鱼骨型分支水平井 设置有主井眼1。所述主井眼1包括竖直井段10和水平井段20。在主井眼1的水平井段20上设 置有分支井眼。

如图1所示，在靠近所述水平井段20的末端B处，所述各分支井眼沿着水井井段钻进的方 向依次设置有分支井眼：第一分支21、第二分支22、第三分支23。所述第一分支21与所述水 平井段20所夹的锐角θ可为30度。所述第一分支21的侧钻点即起点为A，终点为Z1。所述第 一分支21井眼的长度为200米。所述第一分支21的侧钻点A距离第二分支22的侧钻点E的长度 为200米。

所述第二分支22与所述水平井段20所夹的锐角相应为30度。所述第二分支22的侧钻点即 起点为E，终点为Z2。所述第二分支22井眼的长度为200米。所述第二分支22的侧钻点E距离 第三分支23的侧钻点F的长度为200米。

所述第三分支23与所述水平井段20所夹的锐角相应为30度。所述第三分支23的侧钻点即 起点为F，终点为Z3。所述第三分支23井眼的长度为200米。所述第三分支23的侧钻点距离水 平井段20的端点B的长度为200米。

在假设油藏相对均质，不考虑油层厚度的情况下，现有技术中鱼骨型分支水平井结构的 控油面积示意图如图2所示。图中打剖面线的阴影部分30为现有的鱼骨型分支水平井结构的 控油面积。所述现有的鱼骨型分支水平井结构的控油面积为边长分别为AB和两倍的AZ1在垂 直于AB方向的投影的长度H，根据三角型几何学原理H＝AZ1*sinθ，因此控油面积的矩形面积 为AB*2*H＝AB*2*AZ1*sinθ。

当所述锐角θ为30度，AB为600米，AZ1为200米时，所述现有的鱼骨型分支水平井结构 的控油面积为600*2*200*sin30°＝120000(平方米)。

在水平井段20的AB段总的长度为AB+AZ1+EZ2+FZ3＝600+200+200+200＝1200(米)。

通常在同一水平井段上，各个分支井眼与水平井段20所夹的锐角θ是相同的，其角度的 大小一般不大于45度。所述分支井眼与水平井段20所夹的锐角θ的大小取决于水平井所处的 油层的性质和参数。所述分支井眼的长度考虑到地层的实际情况以及综合的经济效益，通常 取值为100米至300米之间。在假设油藏均质，不考虑油层厚度的情况下，所述侧钻点即分支 井眼的起钻点之间的距离通常也均匀分布，间隔相等。

然而在钻所述鱼骨型分支水平井时，需要在主井眼1的水平井段20上钻进各个分支井眼， 就水平井段20而言，其总的长度增加了600米，相应地钻井进尺就增加了600米，由于整个钻 井进尺增加，导致钻井施工周期较长，施工成本较高。

因此如何能在控油面积相当的情况下，缩短施工周期、减少施工成本，从而提高鱼骨型 分支水平井的经济效益成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种鱼骨型分支水平井结构，在控油面积相当的情况下，能够减少 钻井进尺，缩短施工周期，减少施工成本，从而提高经济效益。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种鱼骨型分支水平井结构，包括：具 有相连通的竖直井段和水平井段的主井，所述主井的末端位于所述水平井段；所述水平井段 包括靠近所述竖直井段的第一井段和具有所述末端的第二井段，所述第一井段具有第一延伸 方向，所述第二井段具有偏向所述第一延伸方向一侧的第二延伸方向；与所述第一井段相连 通的末端分支井，所述末端分支井沿着与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向均不同的第 三延伸方向延伸，所述第三延伸方向相对于所述第二延伸方向偏向所述第一延伸方向的另一 侧。

在优选的实施方式中，所述末端分支井在所述第一井段上设置有末端侧钻点，在所述末 端侧钻点至竖直井段与水平井段交界的第一井段上还布置有至少一个常规分支井。

在优选的实施方式中，所述任意一个常规分支井与所述第一井段所夹的锐角的角度不大 于45度。

在优选的实施方式中，所述末端分支井与所述第二井段所夹的锐角的角度大于所述任意 一个常规分支井与所述第一井段所夹的锐角的角度。

在优选的实施方式中，所述常规分支井在所述第一井段上设置有常规侧钻点，所述末端 分支井的末端侧钻点的位置距离最近的常规分支井侧钻点的距离为相邻两个常规分支井侧 钻点的距离的1倍至2倍。

在优选的实施方式中，所述末端分支井的末端侧钻点的位置距离最近的常规分支井常规 侧钻点的距离为相邻两个常规分支井常规侧钻点的距离的1.5倍。

在优选的实施方式中，所述末端分支井、常规分支井的进尺为100米至300米。

本发明的特点和优点是：本发明提出了一种鱼骨型分支水平井结构，包括：具有相连通 的竖直井段和水平井段的主井，所述主井的末端位于所述水平井段；所述水平井段包括靠近 所述竖直井段的第一井段和具有所述末端的第二井段，所述第一井段具有第一延伸方向，所 述第二井段具有偏向所述第一延伸方向一侧的第二延伸方向；与所述第一井段相连通的末端 分支井，所述末端分支井沿着与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向均不同的第三延伸方 向延伸，所述第三延伸方向相对于所述第二延伸方向偏向所述第一延伸方向的另一侧。所述 末端分支井与所述第二井段构成“Y”型井眼结构，能够在控制同样油藏面积的情况下，减 少钻井进尺，缩短施工周期，减少施工成本，从而提高经济效益。

附图说明

图1是现有技术中鱼骨型分支水平井结构的示意图；

图2是现有技术中鱼骨型分支水平井结构的控油面积示意图；

图3是本发明实施例中一种鱼骨型分支水平井结构的示意图；

图4是本发明实施例中一种鱼骨型分支水平井结构的控油面积示意图；

图5是本发明一种鱼骨型分支水平井结构在沈630-H1218井的应用实例图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅 用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发 明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

鱼骨型分支水平井技术是在油气藏构造精细描述的前提下，结合水平井钻完井经验，采 用多分支型鱼骨水平段，科学设计井眼空间分布，综合利用水平井、分支井钻井技术，提高 了钻遇油层的长度，有效增大了井眼与油藏的接触面积，提高单井产量。然而相对来说，分 支井在施工时钻井进尺较长，因而施工周期较长，施工成本较高。为了能够在控制同样油藏 面积的情况下，减少钻井进尺，缩短施工周期，减少施工成本，从而提高经济效益。本发明 提出了一种改进的鱼骨型分支水平井结构。本发明所述的鱼骨型水平井结构的模型中的具体 参数是针对同一油藏而言的，特别是可以理解为是在油层相对均质的情况下设置的。

请参阅图3，本发明实施例中一种鱼骨型分支水平井结构的示意图，在现有技术中鱼骨 型分支水平井结构的示意图的基础上作了进一步的改进。

本发明所述的鱼骨型分支水平井结构具有相连通的竖直井段10和水平井段30的主井2， 所述主井2的末端G位于所述水平井段30。所述水平井段30包括靠近所述竖直井段10的第 一井段AC和具有所述末端G的第二井段CG，所述第一井段AC具有第一延伸方向X，所述第 二井段CG具有偏向所述第一延伸方向X一侧的第二延伸方向T。与所述第一井段AC相连通 的末端分支井34，所述末端分支井34沿着与所述第一延伸方向X和所述第二延伸方向T均 不同的第三延伸方向Z延伸，所述第三延伸方向Z相对于所述第二延伸方向T偏向所述第一 延伸方向X的另一侧。所述末端分支井34与所述第二井段CG构成“Y”型井眼结构，能够 在控制同样油藏面积的情况下，减少钻井进尺。

所述末端分支井34在所述第一井段AC上设置有末端侧钻点C，在所述末端侧钻点C至竖直 井段10与水平井段30交界的第一井段30上还布置有至少一个常规分支井35。当所述常规分支 井35的个数为2个以上时，在假设油藏相对均质，不考虑油层厚度的情况下，所述常规分支 井35沿着第一井段AC两侧均匀间隔分布。

所述常规分支井35在所述第一井段AC上设置有常规侧钻点A，所述末端分支井34的末 端侧钻点C的位置距离最近的常规分支井35的常规侧钻点A的距离为相邻两个常规分支井 35侧钻点的距离的1倍至2倍。在优选的实施方式中，所述末端分支井34的末端侧钻点C 的位置距离最近的常规分支井35常规侧钻点A的距离为相邻两个常规分支井35常规侧钻点 A的距离的1.5倍。例如，所述相邻两个常规分支井35侧钻点的距离为200米，则所述末端 分支井34的末端侧钻点C的位置距离最近的常规分支井35的常规侧钻点A的距离为300米。

在一种实施方式中，所述常规分支井35与所述水平井段30所夹的锐角θ可为30度。所述 常规分支井35井眼的长度为200米。所述常规分支井35与所述水平井段30的交点A为所述常规 分支井35的常规侧钻点。所述常规分支井35的常规侧钻点A距离所述末端分支井34的末端侧 钻点C的长度AC可为200米至400米之间。优选的，所述AC的长度为300米。当所述AC的长度为 300米时，更有利于整个水平井段30的布置地均匀合理，从而有利于将储层中的油液充分采 出。

所述末端分支井34井眼的长度可为200米。所述末端分支井34与所述水平井段30的交点C 为所述末端分支井34的常规侧钻点。所述末端分支井34与所述水平井段30的第一井段AC所夹 的锐角为30度。

当所述AC的长度为300米时，所述末端分支井34与所述水平井段30的第二井段CG所夹的 锐角θ1的角度为48.4度。

当合理控制所述末端G的位置时，所述鱼骨型分支水平井结构，能够在控制同样油藏面 积的情况下，减少钻井进尺。如图3所示，若所述末端G位置与已知控油面积的矩形的右下顶 点D重合，则可以保证本发明所述的鱼骨型分支水平井结构与现有的鱼骨型分支水平井结构 的控油面积相当。具体计算过程如下：

在假设油藏相对均质，不考虑油层厚度的情况下，请参阅图4，为本发明实施例中一种 鱼骨型分支水平井结构的控油面积示意图，图中打剖面线的阴影部分50为现有的鱼骨型分支 水平井结构的控油面积。

所述鱼骨型分支水平井结构的控油面积为边长分别为AB和两倍的AZ1在垂直于AB方向的 投影的长度H，根据三角型几何学原理H＝AZ1*sinθ，

因此控油面积的矩形面积为AB*2*H＝AB*2*AZ1*sinθ。

当所述锐角θ为30度，AB为600米，AZ1为200米时，所述现有的鱼骨型分支水平井结构 的控油面积为600*2*200*sin30°＝120000(平方米)。

另外，在水平井段30的A点以后总的进尺之和为AC+CG+AZ1+CZ4＝300+CG+200+200

其中因此所述长度之和为1016(米)。

因此在控油面积相当情况下，长度相对于现有的鱼骨型分支水平井结构的长度1200米而 言，缩短了184米，相当于节约了进尺184米，相应地缩短施工周期，减少施工成本，从而提 高经济效益。

当所述常规分支井35与所述水平井段30所夹的锐角θ为20度时，同样的，在保证相 当的控油面积的情况下，在水平井段30的A点以后总的长度之和为：

AC+CG+AZ1+CZ4＝300+CG+200+200，

其中CB＝300(米)，H＝AZ1*sinθ＝200*sin20°＝58.5(米),

则因此所述进尺之和为1008(米)。

因此在控油面积相当的情况下，其长度相对于现有的鱼骨型分支水平井结构的长度1200 米而言，缩短了192米，相当于节约了进尺192米，相应地缩短施工周期，减少施工成本， 从而提高经济效益。

由于在钻进目的层时，钻井液接触储层，会影响到储层的物性，比如降低渗透率，堵塞 渗流通道等，会影响油井的产量。而本发明所述的鱼骨型分支水平井能够缩短油层的钻井时 间，也就是说缩短了钻井液对油层的侵害时间，有利于保护储层，因而其油井日产量相对较 高，平均比邻井高1.2吨。

如图5所示，是本发明一种鱼骨型分支水平井结构在沈630-H1218井的应用实例图。所 述沈630-H1218井，于2012年9月28日开钻,2013年3月13日完钻。原设计三分支水平井 段AB累计长度1080m，改“Y”型鱼骨分支设计施工后水平段累计长870m，相当于节约钻井 进尺210m，节约钻井周期2.4天。

以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只 是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域 的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细 节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围 为准。