[發明專利]海域天然氣水合物鉆采用多分支井分支機構及建井方法

在審

• 申請號: 202110627135.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113374413A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李彬;寇貝貝;黃芳飛;于彥江;申凱翔;李晶;李博;曾靜;歐芬蘭;于浩雨;李星辰
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/12;E21B17/10;E21B33/13
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 李東梅

本發明公開了一種海域天然氣水合物鉆采用多分支井分支機構及建井方法，其中，該分支機構包括主井套筒、固設于主井套筒內的中心筒、固設于主井套筒內并由主井套筒第二端伸出的至少兩根分支井套筒、套設于中心筒內的短節筒、與短節筒第二端連接的長節筒、以及連接于長節筒第二端的扶正器，主井套筒第一端內固設有用于固定中心筒和至少兩根分支井套筒的上固定板，主井套筒第二端內固設有用于固定中心筒和至少兩根分支井套筒的下固定板，短節筒與中心筒之間通過第一剪切銷釘連接，短節筒與長節筒之間通過第二剪切銷釘連接，扶正器上與分支井套筒相對應位置處設有為分支井套筒彎曲進行導向的導向槽，扶正器上位于導向槽兩側設有導向翼板。

技術領域

本發明涉及海域天然氣水合物鉆采領域，更具體地說，涉及一種海域天然氣水合物鉆采用多分支井分支機構及建井方法。

背景技術

我國海域天然氣水合物分布廣泛，資源量大，是常規、非常規石油天然氣等化石燃料最有可能的接替能源。目前，我國已開展了兩次海域天然氣水合物的試采，2017年第一次試采采用直井井型，2019年中國地質調查局率先在南海采用水平井井型進行水合物試采，創造了“產氣總量、日均產氣量”的世界紀錄，但是由于儲層暴露面積有限，單井產能還不能滿足商業開發條件。在借鑒陸地致密油氣、稠油及煤層氣開發經驗基礎上，采用多分支井井型開采海域天然氣水合物，在一個主井眼中再鉆1個或以上分支井眼將數倍增大儲層暴露面積，數倍提高單井產能，同時降低開發成本，是提高天然氣水合物單井產能的有效途徑。另一方面，海域天然氣水合物一般分布在水深800m以深，泥線以下300m以淺區域內，儲層及上覆地層一般沒有膠結成巖，地層承壓能力低、開采過程中地層強度不斷降低，常規側鉆分支井眼可能會在側鉆點處發生井壁坍塌失穩，從而導致鉆井事故。因此需要設計針對海域天然氣水合物多分支井高效開發的多分支機構，在提高多分支井單井產能的基礎上提高分支井眼處的機械強度，保障生產井筒的力學完整性、水力密封性及后續完井修井工具的可重入能力。

多分支井是從一口主井眼中鉆出兩口或多口進入油氣藏的分支井眼，甚至再從二級井眼中鉆出三級子井眼。主井眼可以是直井、定向井，也可以是水平井，分支井眼也可以是定向井或水平井，多分支井又稱為多底井。與普通直井、定向井和水平井相比，多分支井具有增大油氣藏暴露面積，提高泄油效率，改善油氣流動剖面，降低流動阻力；減少直井段的建井費用和風險，減少鉆機搬遷次數，充分利用海上平臺井口槽，降低建井成本，增加經濟效益。多分支井的關鍵核心技術是實現分支井眼與主井眼在分支井口處的力學完整性、水力密封性及分支井眼的可重入性。

目前，大部分分支井是先完成主井眼和分支井眼鉆進后，再下多分支完井機構處理側鉆點處主井眼與分支井眼的力學完整和水力密封。多分支井分支井口處一般采用的預開孔套管、套管回接及套管開窗側鉆等，分支井眼處連接方式為多管的搭接方式，這種搭接技術具有一定的力學強度，但是不能保證分支井眼處的水力密封性。因此目前的多分支井成井以后分支井眼處也是整個分支井中最弱的部分。

考慮到海域天然氣水合物儲層埋藏淺，現有的三開井身結構且生產套管不固井對生產井筒的井筒完整性要求高，必須要滿足水力密封性才能確保降壓開采的順利開展；海域天然氣水合物降壓開采過程中未固結地層強度不斷減弱，在地應力及上覆地層壓力作用下井壁變形加劇，現有分支井多分支機構的力學強度難以滿足力學完整性要求。

發明內容

本發明針對現有技術的上述缺陷，提供一種海域天然氣水合物鉆采用多分支井分支機構及建井方法。