煤层气水平井方案

二开 D241.3
60°之前
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
60°~二开底
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
0~60m
D374.6mm 钻 头 + 托 盘 +D165mmNDc×1 根 +D165mmLDc×5 根 +D127mmDp
上直段
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
/
/
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。
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
➢ 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
11
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）二开钻井液设计—聚合物钻井液
膨润土：40~50kg/m3 NaOH：1~2kg/m3
Na2CO3：2~3kg/m3 KPAM： 4~6kg/m3
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。
14
二、钻完井方案
6、固井设计 1）套管强度校核
套管尺寸 mm
井段 m
273.1
0~59
段长 m
钢级×壁厚 mm
单重 kg/m
段重 t
累重 t
安全系数 抗挤 抗内压 抗 拉
59 J-55×8.89 60.27 3.56 3.56 /
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
钻头尺寸 mm
钻头型号×数量
钻进井段 m
进尺 m
纯钻时间 机械钻速
h
m/h
1 374.6 HJ517G×1只 0~60
60
6~12
5~10
2~5 241.3
MD517×4只
~1216 二开中完
1283 加65m先导眼
321~641
煤层气水平井 钻完井方案
2014年2月
1
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
2
一、总体思路及目的
思路：
目的：
由于煤层气水平井排采 ➢去除排采直井，节约成本，保护环境；
工艺得到解决，设计及试 ➢完井方式满足煤层段后期作业；
验常规水平井开发煤层气。 ➢与 已 钻 直 井 配 套 形 成 “ 水 平 井 压 降 控 制
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
项目
初始温度 ℃
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。
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
最终温度 升温时间
℃
min
初始压力 MPa
最终压力 MPa
配方1
20
35
20
6
30
项目
密度 g/cm3
造浆量 ml
流动度 cm
稠化时间 min
滤失量 析水 强度/24小时
ml ml
MPa
配方1 1.88 0.8
22
≥100
≤50 0
≥14
19
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
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、钻完井方案
6
二、钻完井方案
1、井身结构
➢ 一开用D374.6mm钻头， 下D273.1mm套管；
三开 D171.4
三开~ 井底
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
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。
NPAN：7～12kg/m3
乳化石蜡：10~20kg/m3
FT-103：8～10kg/m3
SMP-Ⅰ：5～10kg/m3
RH-2润滑剂：10~20kg/m3
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
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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 扶正器，减小套管的阻力，确保套管能够正常下入。
mm
一开 D374.6
二开 D241.3
三开 D171.4
井段 m
0~60 60~1020 1020~见煤 （先导眼）
1020~1216
1216 ~2016
施工项目
内容
钻进、辅助 固井、装井口等 定向钻进、辅助 复合钻进 封堵、候凝等 定向钻进、辅助 下套管、固井、候凝、测固 井质量等 水平段钻进 通井、下套管、固井侯凝、 测固井质量等 风险周期
二开着陆点
先导眼
60°先导眼 70°先导眼
约51m 约70m
煤层
9
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
10
二、钻完井方案
3、钻具组合
井眼尺寸 开次
mm
钻进井段
钻具组合
一开 D374.6
项目
初始温度 ℃
最终温度 ℃
升温时间 min
初始压力 MPa
Leabharlann Baidu
最终压力 MPa
20
35
20
6
30
项目
密度 g/cm3
造浆量 ml
流动度 cm
稠化时间 min
滤失量 析水 强度/24小 ml ml 时MPa
1.87 0.68 22
≥150
≤50
0
≥14
20
二、钻完井方案
7、周期预测
开钻 次数
钻头 直径
时间 d 2 1.5 11 1 3 2
4
2
2
4.5
累计时间 d 3.5
24.5
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
275.27
段长 (m)
793.12 360.00 40.00 22.53 800.00
垂 直 投 影 图
8
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。