煤层气水平井方案201403
煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进研究
煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进研究摘要：近年来，随着中国煤层气开采的发展，新储层日益复杂，老煤层气田发展的困难也越来越大。
进一步提高老煤层气田发展效益，合理发展边际油地面积和提高油气采收率，是中国石油工业的共同目标。
近年来，在中国新发现的低渗透储量已占据全国新探明储量的50%以上。
应增强中国低渗透新探明储量的发展优势，大大提高单孔生产率。
实现低渗透率煤层的合理开发利用，实现国民经济的基本能源需求，是发展中国深煤层气产业的一个迫切任务。
本文对煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进进行分析，以供参考。
关键词：煤层气；水平井；钻井工艺；研究引言水平井钻井技术是煤层气高效抽采的关键技术之一。
中国的煤层气钻井技术主要借鉴引用油气开发钻井工艺，随着当前钻井技术的不断发展，水平井钻井技术体系已取得长足进步，尤其是在井眼轨道、井身结构、井眼轨迹和井眼稳定性影响因素探究等方面，技术工艺和参数优化水平有了很大的提升。
但对于煤层气开发，上述技术改进大部分基于工程技术研究方面，很少有基于煤层气开发原理的技术研究，因此有必要基于煤层气水平井井型设计，研究综合各类煤层气水平井井型的优点和缺点，针对性提出配套钻井工艺参数优化方法，提高煤层气水平井抽采效率。
1水平井分段压裂工艺研究1.1水力喷射分段压裂工艺水力喷射分段压裂是一种集射孔、水力压裂、封隔于一体的新型增产技术。
该工艺通过特殊套管爆破和岩石成孔等手段产生高速流体。
工作面流体压力大于破裂压力，形成单向主裂纹。
实际施工中会泵送少量的橡胶液，若确定载体溶液与喷嘴之间的距离，则孔数会迅速增加。
在注塑成型、密封圈关闭几分钟后，根据密封圈的设计性能或最大密封圈压力下的最大允许泵速，从密封圈中去除橡胶。
此时应根据设计排砂量和磨管内砂浓度对混合砂进行破碎。
第一次研磨后，调整钻具，使喷嘴对准下一次挤压和喷射研磨的位置，然后进行分级研磨。
根据需要，在不同裂缝尺寸的水平井中，可通过单根管线进行水力浇筑，并可以精确控制水平井的水力裂缝位置。
彬长矿区煤层气水平井钻井与完井技术
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｃｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ；ｈ ｏ ｉｚ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ；ｄ ｉｌ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ ｎｄ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ
关 键词 ：煤层 气 水平 井 钻 井 完井
Ｄｒ ｉｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｈｏ ｉｚ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｗｅ ｌ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ
Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｉ ｎ Ｂｉ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ａｒ ｅ ａ
第 １ Ｏ卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ２月
中国煤层气
Ｃ ＨＩ ＮＡ Ｃ ０ＡＬ Ｂ Ｅ Ｄ ＭＥ ＴＨＡＮ Ｅ
Ｖ０ １ ． １ ０ Ｎｏ ． １
Ｆ ｅ 完井技术
杜 新锋 田振林 赵永哲
（ １ ． 中煤科工集团西安研究 院 ，陕西 ７ １ ０ ０ ５ ４；２ ．陕西彬 长矿业 集团有限公司 ，陕西 ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ｏ ｉ ｒ ｚ ｏ ｎ ｔ ｌ ａ ｗｅ ｌ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｃ Ｂ Ｍ ｉ ｎ Ｂｉ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ，ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｌｉ ａ ｎ ｇ，ｇ ｅ ｏ ｓ — ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ，ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｖ ａ ｉ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ，ｃ ｏ ｌ ａ ｓ ｅ ａ ｉ ｎ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ
煤层气水平井方案
煤层气水平井方案1.方案设计1.1选址：选取地质条件良好、煤层埋藏深度适中、含气量较高的地区作为水平井的选址点，避免地质构造复杂、含水层丰富等问题的存在。
1.2井型设计：根据煤层气田的特点，选择合适的水平井井型。
常用的井型有水平主井和支撑井两种。
水平主井负责收集煤层气，支撑井则用于增加井眼的稳定性和增加压裂作业的缓冲地带。
1.3井距设计：井距的设计应根据地质条件、煤层厚度、煤层气含量等因素进行合理安排，以保证煤层气的充分开采。
1.4钻探方法：根据地质条件和煤层厚度，选择合适的钻井方法。
常用的钻探方法有常规钻井、立体钻井、环状钻井等，可根据实际需要选择合适的方法。
2.技术要点2.1钻井方法：常用的钻井方法有钻井绳、钻井管和旋喷法等。
钻井绳法钻井速度快，但要求井眼稳定性高；钻井管法钻井成本低，但作业效率较低；旋喷法结合了两者的优点，常用于煤层气水平井的钻井作业。
2.2完井技术：水平井完井技术是确保煤层气产量和采收率的关键。
常用的完井技术有压裂技术和射孔技术。
压裂技术通过将压裂液注入煤层，使其裂缝扩展，增加煤层的渗透性；射孔技术通过在煤层中钻孔，打通煤层与井筒之间的通道，使煤层气能充分流入井筒中。
2.3井眼稳定性控制：由于水平井位于地下较深处，地应力较大，井眼稳定性较差，需要采取一定的措施进行控制。
例如，在钻探过程中使用加筋套管和套管级间充填物，增加井眼的稳定性。
2.4井壁清洁与防塞措施：在钻井过程中，由于煤层中存在大量的湿气和浮游物质，会导致井壁被污染和堵塞。
因此，需要采取适当的措施进行井壁清洁和防塞，以确保水平井的正常运行。
综上所述，煤层气水平井的方案设计关键在于选址、井型、井距和钻探方法等的合理选择，而技术要点则涵盖了钻井方法、完井技术、井眼稳定性控制以及井壁清洁与防塞措施等方面。
只有在正确的方案设计和技术要点的指导下，水平井才能有效地提高煤层气的采收率和产量。
煤层气欠平衡水平井施工工艺研究
本井 在施 工 中采 用 空 气 潜 孔 锤 钻 进 ， 用 绳 索 取 利 芯， 了解 地层情 况 ， 对煤层 含气量 进行 了测试 和分 析 ， 而
后 回填进 行水平 段施 工 。
石 炭系 太原 组 ： ６ ． ０ ７ ６ ０ ｒｍ， 厚 ７ ｍ 以 ６０ ０ ～ ３． ０ ａ 钻 ６
第 四系 ：． ０ ９ ． ０ 钻 厚 ９ ． ０ １ ２ ～ ６ ０ ｍ， ４ ８ ｍ。本 组 为 黄
石炭 系 本 溪 组 ： ３ ． ０ ７ ９ ０ ｍ （ 穿 ） 钻 厚 ７ ６ ０ ～ ６． ０ 未 ， ３ ｍ。以深灰色 泥岩 、 ３ 细砂 岩 、 灰岩 、 石 灰色 铝 土质 泥岩 为主。
主要 为灰色 砂质 泥 岩 ， 色 细 砂 岩 。底 部砂 岩 （ ４ 为 灰 Ｋ） 灰色细 砂岩 ， 位于井 深 ６ ４ ０ ￣ ６ ９ ０ 主 ， 长石次 之 ， 暗色矿 物及 云母碎 片 ， 含 泥质 胶结 。与
下伏 地层呈 整合接 触 。
８ ７ —６５ （．５ １８ 。 ．８ ． ６ Ｏ ３ ） ． ７
１ 施 工区域地 质地 层情 况 本 区钻遇地 层 自上 而 下 为 ： 二叠 系 上 统石 千 峰 组 、 上 石盒子 组 、 叠 系下统 下 石 盒 子组 及 山 西组 、 原 组 二 太 石炭系 中统本 溪组 ， 钻遇 地层 分述 如下 ： 将
二 叠 系 山 西组 ： ３ ． ０ ６ ０ ０ ｍ， 厚 ２ ｍ。 由 ６９ ０ ￣ ６． ０ 钻 １ 深灰 色砂质 泥岩 、 细砂 岩及黑 色煤层 组成 。下 部 主要 煤
层： ３号煤 ６ ５ ４ ￣６ ７ ５ ｍ。 ４．３ ４． ３
识别 、 高煤 层钻 遇率 、 分 支水 平 井 排 采 和修 井 等 等 提 多 众多方 面 的技术 问题 ， 然有待 研究 、 仍 探索 和发展 ， 特别 是关键技 术 的工具 和装备 国产化 研发 。
煤层气水平井施工方案模板
煤层气水平井施工方案模板1. 引言本文档旨在提供一份煤层气水平井施工方案模板，以指导相关工程中的施工活动。
在编写施工方案时，需充分考虑工程的具体情况、环境要求以及安全、质量等方面的要求。
2. 工程概述在本节中，将对煤层气水平井的工程概况进行介绍。
包括项目背景、目标、范围以及施工的技术要求等。
此外，还需考虑施工过程中可能遇到的风险和相应的控制策略。
3. 施工准备在施工前，需要进行充分的准备工作。
其中包括但不限于以下内容：•确定施工队伍的组织架构和职责分工；•确定施工所需设备、工具和材料清单；•对施工区域进行勘察和测量，确定施工的具体位置、方向和尺寸等；•制定施工进度计划，并与相关方进行协调。
4. 施工步骤本节将逐步介绍煤层气水平井的施工步骤。
每一步骤都需详细描述所需的工作内容、方法和要求。
具体步骤可能包括但不限于以下内容：4.1 土建施工•准备施工用地，并进行清理和平整；•进行地基处理，保证施工的稳定性和安全性；•进行基坑开挖，按设计要求确定煤层气水平井的位置和尺寸；•进行地下室的施工，包括基础、墙体和屋顶等。
4.2 钻井施工•进行钻井井筒的布置和定位工作；•选择适当的钻井工艺和设备；•进行钻井作业，其中包括钻进、取芯、水平井段突破等；•进行注水和封井工作，确保煤层气水平井的稳定和安全。
4.3 设备安装•根据工程设计，安装煤层气开发所需的生产设备和管线；•进行设备的调试和试运行，确保其正常工作；•进行设备的保养和维修，确保其长期稳定运行。
4.4 完工验收•对施工完成的煤层气水平井进行检查和测试；•进行施工成果的验收和交接；•编写施工记录和报告。
5. 施工安全与质量管控在整个施工过程中，安全和质量是至关重要的。
施工方案应明确具体的安全和质量控制措施，并进行详细的风险评估。
•安全管控：包括但不限于安全培训、事故预防和应急处理等措施；•质量管控：包括但不限于质量检查、验收测试和质量保证措施等。
6. 环境保护在施工过程中，需充分考虑环境保护要求。
煤层气多分支水平井钻井工艺研究
５ ８～６ ４ ５ ｍ）钻 具 组 合 ： ｑ ｂ ２ １ ５ ． ９ １ Ｔ Ｉ 钻 头＋ 双 母 接 井郑 １ — ３ Ｖ１ 井 与郑 １ — ３ Ｖ ２井 共 同组 成 。郑 １平 一 ３ Ｈ （
１ ６ ５ ｍｍ Ｎ Ｄ ｃ Ｘ １根 ＋ １ ６ ５ ｍ ｍＬ Ｄ ｃ ｘ ｌ 根 ２ １ ３ ｉ ｎ ｏ ｔ 井根据 “ 主支疏通 、 分支解 吸” 的 水 平 井 设 计 理 念 设 头 ＋
． １ 直 井段 钻进 工 艺 ３ ０ ０ ０ ０ ｋ ｍ ， 煤 层 气 资 源相 当丰 富 。该 盆 地 含煤 地 层 ２
主要 为 上石 炭 统太 原 组 和下 二 叠 统 山西 组 ， 煤 层 总厚 适合 煤 层气 的勘 探 与开 发 ＿ ２ ］ 。
直 井 段 的井 斜 控 制 直 接 影 响 施 工 难 度 和下 部 井
ＤＯｌ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ５ ５ ３ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ １ ５
０ 前 言
煤 层 气是 一 种 以 吸 附状 态 赋存 于 煤 层 中 的非 常
Ｕ型 井 ； 郑 １平 一 ３ Ｈ 井 分 支 在 煤 层 中延 伸 钻 进 ， 通 过 多分 支 增 加煤 层 内井 眼 长度 ，扩 大煤 层 泄气 面积 ， 提 高煤 层 产气 能力 。
好 。为 控 制 上 部一 、 二 开 直井 段 井 斜 ， 采 用 轻 压 吊打
１ 工 程 概 况
并 配合“ 小塔式” 光 钻 铤 和 钟摆 钻 具 组 合 。一 开 直井
０ — ５ ８ １ Ｔ Ｉ ） 钻具组 合 ： ３ 】 １ ． １ ｉ Ｙ ｌ ｍ钻头＋ 双母接 头＋ 郑 １平 一 ３ Ｈ 井 是 沁 水 盆 地 郑 庄 区块 的 一 口煤 层 段 （ １ ６ ５ ｍ ｍＤ ｃ ｘ ６根 ＋ １ ２ ７ ｍ ｍＤ ｐ； 二 开 直 井 段 气多分支水平井 ， 该 井 由 工艺 井 郑 １ 平一 ３ Ｈ井 、 排 采
煤层气水平井方案
/
/
193.7 0~1214 1214 J-55×8.33 39.287 47.69 47.69 1.9 2.9
3.3
139.7 0~2014 2014 J-55×7.72 25.298 50.95 50.95 3.3 4.1
2.9
15
二、钻完井方案
（2）固井技术措施
① 固井特点及难点
a 套管下入困难； b 煤储层压力低，封固段长； c 水泥浆配方设计困难； d 煤层易受到伤害，保护煤层的难度大； e 三开固井质量难以保证。
煤层的割理发育图
16
二、钻完井方案
② 三开煤层段固井主要工艺要求
a 下套管前先通井，通井要有耐心，通井组合要从简至繁，从易至 难。
b 斜井段及水平段中要保证钻井液摩阻系数小于0.08，预防卡钻。 控制起下钻速度，防止出现抽吸和压力激动。
c 用好固控设备，清除砂泥，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。 若环空不畅岩屑较多可配制粘切较高的稠泥浆裹几次，直到起下较正常。
➢ 二开用D241.3mm钻头， 下D193.7mm套管中完；
➢ 三开用D171.4mm钻头， 下D139.7mm套管，射孔 压裂。
7
二、钻完井方案
2、轨道剖面设计
1）轨道设计 以1000m垂深，水平段长800m，地层倾角2°计算。
描述
上直段 造斜段 稳斜段 二开底
井底
测深 (m)
793.12 1153.12 1193.12 1215.65 2015.65
2~4
6 171.4 PDC钻头×1只 ~2015
800
40~53 15~20
以上钻头用1000m煤层垂 深进行设计。
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二、钻完井方案
煤层气水平井施工方案设计
煤层气水平井施工方案设计1. 引言煤层气开采已成为当前国内能源产业中的重要组成部分，水平井作为煤层气开采的重要工程技术之一，其施工方案设计对于煤层气开采的效果和工程安全具有至关重要的影响。
本文将针对煤层气水平井的施工方案进行设计和分析。
2. 水平井施工方案设计要点煤层气水平井施工方案设计需要考虑以下关键要点：2.1 井孔布置合理的井孔布置是水平井施工的基础。
根据煤层气的储量和分布情况，确定井孔的位置和间距，以最大限度地利用煤层资源。
采用合适的井孔布置可以有效减少施工成本和提高产能。
2.2 钻井技术钻井技术是煤层气水平井施工中的关键环节。
根据地质条件和目标井段的要求，选用合适的钻井工艺和设备，确保钻井进度和质量。
同时，合理设计钻井液的配方，减少钻井过程中的问题和事故发生。
2.3 钻井液管理钻井液是在钻井过程中起着冷却、润滑、携带岩屑和控制井壁稳定的重要作用。
合理管理钻井液是水平井施工过程中的关键一环。
设计合适的钻井液配方，定期检测和监控钻井液性能指标，及时调整和补充钻井液，有效控制钻井液的质量和使用成本。
2.4 钻井排水和防漏钻井排水和防漏是煤层气水平井施工中必须要考虑的问题。
根据井段地层的水文地质特征，设计合适的排水系统，及时排除井孔内的地下水，确保施工过程的顺利进行。
同时，采取合适的防漏措施，防止钻井液和煤层气在钻井过程中的泄漏。
3. 水平井施工方案设计流程3.1 工程前期准备确定煤层气水平井的目标和需求，编制施工方案设计任务书。
组织专业人员对煤层气井孔布置、钻井技术、钻井液管理以及钻井排水和防漏等进行技术论证和可行性研究。
3.2 方案设计根据需求和可行性研究结果，编制煤层气水平井施工方案。
方案中需要详细描述井孔布置、钻井技术、钻井液管理以及钻井排水和防漏等关键内容，同时进行技术计算和示意图绘制。
3.3 方案评审和修改完成方案设计后，组织相关专业人员对方案进行评审。
根据评审结果，及时修改和优化方案内容，确保方案的合理性和可行性。
煤层气驻井工作方案
煤层气驻井工作方案一、引言。
煤层气是一种重要的清洁能源资源，具有丰富的储量和广泛的分布。
随着能源需求的不断增加，煤层气开发已成为我国能源战略的重要组成部分。
而煤层气的驻井工作方案是煤层气开发中至关重要的一环，其质量直接影响着煤层气的生产效率和经济效益。
因此，制定科学合理的煤层气驻井工作方案对于提高煤层气开发的效率和质量具有重要意义。
二、煤层气驻井工作方案的必要性。
煤层气驻井工作方案是指在煤层气勘探和开发过程中，根据地质条件、井筒结构和工程要求，制定出一套科学合理的工作方案，以保证煤层气的有效开采和生产。
煤层气驻井工作方案的制定对于以下几个方面具有重要意义：1. 提高煤层气勘探和开发的效率。
通过科学合理的工作方案，可以最大限度地提高煤层气的勘探和开发效率，减少资源浪费。
2. 保证煤层气的安全生产。
煤层气开采是一项高风险的作业，制定科学合理的工作方案可以有效降低事故发生的概率，保证煤层气的安全生产。
3. 降低煤层气开发的成本。
通过合理的工作方案，可以降低煤层气开发的成本，提高经济效益。
三、煤层气驻井工作方案的制定原则。
制定煤层气驻井工作方案应遵循以下原则：1. 科学性原则。
工作方案应基于科学的地质勘探资料和工程技术标准，确保方案的科学性和可行性。
2. 灵活性原则。
工作方案应具有一定的灵活性，能够根据实际情况进行调整和修改。
3. 经济性原则。
工作方案应考虑到经济效益，尽可能降低开发成本，提高经济效益。
4. 安全性原则。
工作方案应注重安全生产，确保煤层气开发过程中的安全性。
四、煤层气驻井工作方案的制定步骤。
1. 收集地质勘探资料。
首先需要收集并分析地质勘探资料，包括地质构造、煤层分布、煤层气储量和地下水情况等。
2. 分析井筒结构和工程要求。
根据井筒结构和工程要求，确定井口设备、井筒材料和施工工艺等。
3. 制定工作方案。
根据地质勘探资料和井筒结构，制定科学合理的煤层气驻井工作方案，包括井口施工、井筒完井、井底开采等内容。
煤层气水平井施工技术研究与应用
煤层气水平井施工技术研究与应用随着能源需求和环境保护意识的日益增强，煤层气成为一种备受关注的清洁能源。
煤层气水平井是一种常见的开采方法，其施工技术的研究和应用至关重要。
本文将从以下几个方面详细讨论煤层气水平井施工技术的研究与应用。
一、水平井施工技术的分类与特点水平井施工技术主要包括直推型、压裂型以及钻爆型。
直推型水平井施工技术是运用聚能穿透技术，以压裂作辅助手段，将钻孔直推至煤层中。
压裂型水平井施工技术则将孔眼打到煤层中，再通过水射流对煤层进行压裂，形成水平井。
钻爆型水平井则利用钻爆器具将煤层炸裂扩大孔径，施工较为简单快捷。
这些不同的施工技术各有特点，可以根据实际情况选择合适的技术进行施工。
二、水平井施工技术的关键问题与解决方案在水平井施工中，存在一些关键问题需要解决。
首先是井眼稳定性问题，由于存在地应力差异以及煤层裂隙的存在，井眼容易变形和坍塌。
为解决这一问题，可以采用固井技术和应力控制技术。
其次是井眼离心力的影响，这可能导致顶部和底部井眼直径不一致。
通过提高钻杆转速和适时的挤压，可以减少离心力的影响。
另外，水平井的通流能力也很重要，通过增加压裂和合理设计井眼，可以提高水平井的通气能力。
三、水平井施工的关键设备与技术在水平井施工中，关键的设备和技术主要包括钻井设备、固井设备、压裂设备和井下测量设备等。
钻井设备需要满足水平井的要求，包括低噪音、高效率和可靠性等特点。
固井设备则需要能够稳定井眼以及提高固井质量。
压裂设备需要能够产生足够的压力，以扩大煤层孔径。
井下测量设备则用于监测井孔、煤层应力和温度等参数。
四、煤层气水平井的应用及其效益煤层气水平井通过有效开采煤层气，可以提高煤层气开采的效率和产量，减少煤层损失。
同时，煤层气水平井的施工技术还可以减少液体的使用，降低了对环境的影响。
此外，煤层气水平井还可以增加煤层接触面积，提高采收率，节约开采成本，并且降低了安全风险。
因此，煤层气水平井的应用具有广泛的推广和利用前景。
煤层气参数井设计方案(精)
3 煤层气参数井方案3.1 目的与任务1 主要目的(1取全取准各项地质资料,评价东升煤田煤层的煤厚、煤质、盖层及含气性。
(2了解工业产能,进一步评价煤层气勘探前景,为试采和开发试验提供地质数据。
本区煤层气勘探基础资料较少,因此在开展煤层气钻探的同时,必须进行钻探动态跟踪分析和综合研究,深化认识。
2 主要任务获取东升煤田煤层气可靠的评价参数,主要项目包括:煤层厚度、埋深、煤岩、煤质、割理和裂隙发育程度、煤体结构、等温吸附/解吸特征、含气量、含气饱和度、储层压力、煤层顶底板岩性、岩石节理/裂隙、结构/构造、成分、岩石力学性质、单井产气量等参数。
3.2 井位部署1 井位部署原则(1煤田勘探程度高,地层、构造、煤层厚度、地层倾角比较清楚。
(2煤层发育,单层厚度大,可采总厚度较大。
(3煤层气含量较高且稳定性较好,其附近构造相对简单或拉张应力场(如向斜翼部和正断层附近等部位。
(4煤的渗透性较好,煤层以原生结构、碎裂煤为主,裂隙(煤层割理较发育,避开构造复杂区和构造煤(碎粒煤、糜粒煤发育地段。
(5目标煤层为矿区主要可采煤层,且埋深300~1000m,并避开采空区。
(6煤层气含量面积大,资源量较大、资源丰度较高。
(7地形相对平缓、交通方便、施工条件相对较好等。
按上述条件,可优先考虑在东升井田东部施工1口煤层气参数井,目的层为七2、六2、、四2、二1煤。
东升井田参数井井位部署见图3.1和表3.1图3.1 东升井田地面井位置示意图设计井型为垂直井井型。
采用二开的井身结构方案:一开采用311.1mm钻头,钻穿基岩风化带20米后,下入244.5mm表层套管,封固地表疏松层,砾石层,建立井口,注水泥全封固;二开采用215.9mm钻头,钻至二1煤层底板以下60米完钻,下入139.7mm生产套管,注水泥封固至地面,加固井身,延长地面井瓦斯抽采时间。
图3.2 DS参-001井井身结构示意图3.4 取芯设计(1尽可能在钻遇煤层顶以上5 m开始密闭取心,取至底板岩心。
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进尺 m
60
纯钻时间 机械钻速 h m/h
6~12 5~10 2~4 15~20
~1216 1283 321~641 二开中完 加65m先导眼 ~2015 800 40~53
以上钻头用1000m煤层垂 深进行设计。
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二、钻完井方案
② 三开煤层段固井主要工艺要求
a 下套管前先通井，通井要有耐心，通井组合要从简至繁，从易至
难。
b 斜井段及水平段中要保证钻井液摩阻系数小于 0.08，预防卡钻。 控制起下钻速度，防止出现抽吸和压力激动。 c 用好固控设备，清除砂泥，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。 若环空不畅岩屑较多可配制粘切较高的稠泥浆裹几次，直到起下较正常。
扶正器，减小套管的阻力，确保套管能够正常下入。 h 针对水平井和直井的造穴第一次连通难，如果出现在第一次连通
不上，抽回重新钻进的情况，我们采取在废掉的井眼内打水泥塞，确
保不出现两个井眼的现象。
18
二、钻完井方案
（3）固井水泥浆设计
① 技术套管
配方1：G级水泥+微硅5%+降失水剂4% +堵漏剂4%+分散剂1.5%+早强剂 3%＋现场水
区” 。
删除
3
汇报提纲
一、总体思路及目的 二、方案设计依据 三、钻完井方案
4
二、方案设计依据
x庄3#煤层厚度为5~6m，埋深为1000m左右；
要求煤层水平段长600~1000m。
5
汇报提纲
一、总体思路及目的 二、方案设计依据 三一开用 D374.6mm 钻头， 下D273.1mm套管；
12
二、钻完井方案
3）三开钻井液设计
使用清水钻进煤层，在用清水垮塌严重，钻进困难的情况下，可 试验应用可降解钻井液钻进，且有利于三开完井。 绒囊钻井液 CBMD煤层钻井液
化学以及生物降解后的CBMD
传统钻井液
13
二、钻完井方案
5、钻头设计
序号
1 2~5 6
钻头尺寸 钻进井段 钻头型号×数量 mm m
2）二开钻井液设计—聚合物钻井液
膨润土：40~50kg/m3
NaOH：1~2kg/m3 NPAN：7～12kg/m3
Na2CO3：2~3kg/m3
KPAM： 4~6kg/m3 乳化石蜡：10~20kg/m3
FT-103：8～10kg/m3
RH-2润滑剂：10~20kg/m3
SMP-Ⅰ：5～10kg/m3
9 约51m 约70m
煤层
二、钻完井方案
3）下泵对轨迹的要求
为达到水平井无杆泵下至煤层以下的要求，二开轨迹降至煤层以下1m，三 开水平段在煤层中穿行，形成勺子形状，如图。
垂 直 投 影 图
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二、钻完井方案
3、钻具组合
开次 井眼尺寸 mm 钻进井段 钻具组合 D374.6mm 钻 头 + 托 盘 +D165mmNDc×1 根 +D165mmLDc×5 根 +D127mmDp D241.3mm钻头 +钻具止回阀 +托盘 +D165mmNDc×1根 +D165mmLDc×1根 +D239mmF+D165mmLDc×7根+D127mmWDp×18根+D127mmDp D241.3mm 钻头 +D172mm×（ 1~1.75°）单弯螺杆 + 钻具止回阀 + 循环接头 (MWD)+D165mmNDc×1 根 +D127mmNWDp×1 根 +D127mmWDp×24 根 +D127mmDp D241.3mm 钻头 +D172mm×（ 1~1.75°）单弯螺杆 + 钻具止回阀 + 循环接头 (MWD)+D127mmNWDp×2 根 +D127mmDp×若干根 +D127mmWDp×24 根 +D159mm随钻震击器+D127mmWDp×6根+D127mmDp D171.4mm钻头+D120.7mm单弯螺杆（1.5°）+钻具止回阀+循环接头(MWD 带 伽 马 ) + D88.9mmNWDp×2 根 +D88.9mmDp× 若 干 根 + D88.9mmWDp×51根+ D120mm随钻震击器+D88.9mmWDp
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二、钻完井方案
② 油层套管
配方 试验 条件 试验 结果 下部：G级油井水泥+微硅5%+降失水剂3%+膨胀剂0.4%+分散剂1%+堵漏 剂4%＋早强剂3% +现场水
项目
初始温度 ℃ 20 密度 g/cm3 1.87
最终温度 ℃ 35 流动度 cm 22
升温时间 min 20 稠化时间 min ≥150
单重 kg/m 60.27 39.287 25.298
段重 t 3.56 47.69 50.95
累重 t 3.56 47.69 50.95
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二、钻完井方案
（2）固井技术措施 ① 固井特点及难点
a 套管下入困难；
b 煤储层压力低，封固段长；
c 水泥浆配方设计困难；
d 煤层易受到伤害，保护煤层的难度大； e 三开固井质量难以保证。 煤层的割理发育图
垂 直 投 影 图
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二、钻完井方案
2）先导眼钻进
如水平井周围无邻井校准煤层深度，则二开钻进要确定着陆位置，需钻 进先导眼。
若井斜60°钻先导眼，先导眼长度65m，距二开着陆距离约70m。 若井斜70°钻先导眼，先导眼长度55m，距二开着陆距离约51m。
二开着陆点
60°先导眼 70°先导眼 先导眼
二开用 D241.3mm 钻头，
下D193.7mm套管中完； 三开用 D171.4mm 钻头， 下 D139.7mm 套管，射孔 压裂。
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二、钻完井方案
2、轨道剖面设计
1）轨道设计 以1000m垂深，水平段长800m，地层倾角2°计算。
描述 上直段 造斜段 稳斜段 二开底 井底 测深 (m) 793.12 1153.12 1193.12 1215.65 2015.65 井斜 (deg) 0.00 96.00 96.00 92.00 92.00 网格方 位 (deg) 276.80 276.80 276.80 274.72 274.72 垂深 (m) 793.12 1006.80 1002.62 1001.05 973.13 北坐标 (m) 0.00 28.10 32.81 35.06 100.85 东坐标 (m) 0.00 -235.65 -275.15 -297.51 -1094.31 狗腿度 (deg/30m) 0.00 8.00 0.00 6.00 0.00 闭合距 (m) 0.00 237.32 277.10 299.56 1098.94 闭合方 位 (deg) 0.00 276.80 276.80 276.72 275.27 段长 (m) 793.12 360.00 40.00 22.53 800.00
项目 配方1 项目 配方1 初始温度 ℃ 20 密度 g/cm3 1.88 造浆量 ml 0.8 最终温度 ℃ 35 流动度 cm 22 升温时间 min 20 稠化时间 min ≥100 初始压力 MPa 6 滤失量 析水 ml ml ≤50 0 最终压力 MPa 30 强度/24小时 MPa ≥14
一开
D374.6
0~60m
上直段
二开
D241.3
60°之前
60°~二开底
三开
D171.4
三开~ 井底
注：实钻过程中，施工单位可根据实际情况及现场经验调整钻具组合，但在水平段钻进时，所有入井钻具的内 径不能小于57mm，以便处理。
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二、钻完井方案
4、钻井液设计
1）一开钻井液设计—膨润土钻井液 膨润土：50~60kg/m3 NaOH：1~2kg/m3 Na2CO3：2~3kg/m3 KPAM： 2~4kg/m3
2
4.5
33
注：按煤层为1000m垂深预测。钻井周期预测不包括钻机搬家安装、射孔
压裂时间。
21
22
初始压力 MPa 6 滤失量 ml ≤50 析水 ml 0
最终压力 MPa 30 强度/24小 时MPa ≥14
项目
造浆量 ml 0.68
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二、钻完井方案
7、周期预测
开钻 次数 一开
钻头 直径 mm
D374.6
井 段 m 0~60
施 工 项 目
内 容 钻进、辅助 固井、装井口等 时间 d 2 1.5
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二、钻完井方案
6、固井设计 1）套管强度校核
安全系数
抗挤 / 1.9 3.3 抗内压 / 2.9 4.1 抗拉 / 3.3 2.9
套管尺寸 mm 273.1 193.7 139.7
井段 m 0~59 0~1214 0~2014
段长 m 59 1214 2014
钢级×壁厚 mm J-55×8.89 J-55×8.33 J-55×7.72
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二、钻完井方案
d 在狗腿度大的地方以及遇阻卡的地方要反复的正划眼和倒划眼， 以保证井眼顺畅。 e 油层套管采取在水泥浆体系中加入膨胀剂来提高水泥石的煤层的 胶结性能。在水泥浆体系中加入一种高分子的降失水剂，在保证失水 小于50mL的条件下，又保证了水泥浆的零析水。
f 针对煤层水平段800m下套管难，选择在套管底部适当的下入滚子
煤层气水平井
钻完井方案
2014年2月
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汇报提纲
一、总体思路及目的 二、方案设计依据 三、钻完井方案