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
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。
浅谈如何提高煤层气钻井质量的技术
浅谈如何提高煤层气钻井质量的技术1 前言煤层气是一种赋存在煤层中、以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，俗称瓦斯。
当煤层气的主要成分甲烷在空气中的浓度达到5%-16%时，遇明火便会爆炸，因此，它一直被看作是煤矿开采过程中的危险气体。
但如果将其利用起来，则是一种优质能源和重要的化工原料。
煤层气钻井工艺与石油钻井工艺基本类似，都是在井眼钻成之后，全井下生产套管，固井，最终达到采气的目的。
煤层气钻井技术具有一定的难度，如何有效避免煤岩体的伤害，提高煤层气钻井的质量，是众多勘探人员面临的首要难题。
2 煤层气钻井中的关键技术问题2.1井斜控制井斜指的是实钻井眼对设计铅锤井眼的偏离。
井斜的不合理控制会带来键槽卡钻、起下钻遇阻、井壁坍塌；钻柱磨损套管；钻杆接头损坏；下套管困难，影响固井质量等众多不良后果，也就是说井斜对后续施工有极大的影响。
因此，钻井质量中的井斜有着极其严格的要求：当井深达到500m时，井斜控制在0到1.0度间为优质；1.0到2.5度为合格；2.5到3.0度为不合格；超过3.0度则为报废。
因此，井斜的控制是煤气层钻井施工的一个关键环节。
造成井斜控制不当的原因涉及多个方面的原因，例如：钻机的安装不当、钻具组合的不恰当、开钻钻进参数的不合理、松软地层中没有控制地尺不当或者单点测斜的滞后等。
2.2钻井液固相控制钻井液固相控制是指在保存适量有用固相的前提下，尽可能地清除无用固相，它是实现优化钻井的重要手段之一。
在煤气层钻井施工中，一开对钻井的液性可以不做要求，以确保钻井生产正常进行为基本原则。
但从二开起，必须采用清水钻进，在进入煤系地层之后，更是有一系列要求：粘度23-25s、密度 1.02-1.04g/cm3、pH值7.5-8、含沙量<0.5%。
在煤层钻进时，为了避免对煤层产生伤害，更是将钻井液密度严格控制在1.01～1.03g/cm3之间。
煤层气多分支水平井钻井工艺研究
２ ．Ｒｅｅ ｒ ｈ Ｉｓｉ ｔ ｆ Ｐｅｒ ｌｕ Ｅｘｐ ｏａ ｉｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ— ａ ｇ ａ ｇ，Ｐｅｒ Ｃ ｉａ，Ｌ ｎ ｆ ｎ ６ ０ ７，Ｃｈ ｎ ｓａ ｃ ｎ ｔｔ ｅｏ ｔｏｅ ｍ ｕ ｌｒ ｔｏ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔＬ ｎ ｆ ｎ ｔｏ ｈ ｎ ａ ｇ ａ ｇ０ ５ ０ ｉａ）
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煤层气多分支水平井钻井技术浅析
煤层气多分支水平井钻井技术浅析摘要: 由于我国煤层气储层具有渗透率低压力低的特点，直井煤层控制面积小，产量低，钻单支水平井不利于后期的排水降压作业，所以现在煤层气开发多采用羽状水平井，羽状水平井需要工艺井与排采井之间的连通，两井连通需要对两井距离方位偏差新的靶点坐标、南北坐标、东西坐标等进行精确测量，找出新的靶点，然后对定向井进行定向指导，确保成功连通。
可以提高单井的产量、降低钻井的综合成本。
本文主要介绍了煤层气多分支水平井的主要特点以及煤层气多分支水平井钻井的几种主要技术。
关键词：煤层气；多分支水平井；钻井技术一、煤层气多分支水平井的主要特点煤层气水平井主要借鉴的是常规天然气水平井的钻井工艺技术，但是，其工作的对象与煤层气的储藏性质和排采方式不相同，所以，在设计及施工的工艺等方面都有自己独有的特点：1、开发目的层比较单一，而且是水平面多分支。
运用多分支的水平井钻井技术来开发煤层气，当前通常是选择某个主力煤层进行开发，在某个单一层相似的水平面上会钻出很多分支，这和油井在两个以上的层位钻出的多分支也不相同。
2、目的层段的分支和进尺比较多。
因煤储层的地层压力及渗透率相对来说比较低，因此，如果要提高煤层气的产量，就要比常规的油气井有更加多的渗滤面积和排气通道，这就会使煤层段所钻的分支变得更多，通常有l到2个主分支，在主分支的两侧需要钻出多个，通常是6到8个分支，而累计煤层段的进尺通常需要达到4000米以上。
3、运用裸眼完井的方式。
煤层气的多分支水平井通常会运用裸眼完井的方式，这主要是因为：（1）煤层气的开发区一般也是煤炭的开采区，比如山西的沁水盆地。
按国家先采气、后采煤、采气和采煤一体化的政策要求，在采完气之后还需要采煤，然而采煤的禁忌是在煤层里有金属套管；（2）因为受到完井技术的限制，当前很多的分支井还较难下入完井的套管或者筛管。
4、主井眼和分支井眼的尺寸比较小。
由于煤层的强度和胶结的程度比较差，容易发生垮塌。
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 。
煤层气钻井水平井施工的难题及对策
煤层气钻井水平井施工的难题及对策作者简介：张鹏展（１９８４－），男，河南滑县人，本科，钻探工程师，研究方向：勘查技术与施工㊂张鹏展（河南省煤田地质局四队，河南郑州４５０００３）摘㊀要：作者根据自己在生产实践中摸索出来的经验，从三个方面对煤层气钻井水平井施工中的难题及对策提出了自己的看法：在造斜阶段，要特别注意托压问题，煤层着陆点问题；在煤层水平段钻进时，要严防触底触顶问题，在薄煤层中钻进轨迹应尽量处在煤层中下部，要管理好钻井液，注意控制钻时；在脆性煤层中钻进时，要确保钻进时钻井液性能合理；要一丝不苟地照章操作，以免因操作过猛引起煤层井壁失稳和压裂煤层；要控制好钻压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序钻进㊂关键词：煤层气钻井；水平井；难题及对策中图分类号：ＴＥ２５文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０２－００９３－０２１㊀引言水平井系指井斜角达到或接近９０ʎ，井身沿着水平方向钻进一定长度的钻井㊂一般来讲，水平井可以增加目的层长度，增大泄油㊁泄气面积，数倍地提高油㊁气产量㊂由于煤层气水平井单井产量高，成本回收快，有直井不能替代的优势和潜力，我国各涉足煤层气的企业都在积极筹划采用水平井开发煤层气，水平井技术必将成为开发煤层气的主要技术手段之一㊂近几年来，我单位先后在山西沁水及陕西延安等几个区块施工数十口煤层气水平井，对于水平井施工中的一些难点和应对措施具有比较成熟的经验㊂２㊀造斜阶段的难题及对策造斜，顾名思义是指从设计好的造斜点开始，使钻头按照预定的轨迹偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程㊂在水平井钻井中，造斜段钻进是关键的一环㊂而在这一环节，极易出现以下问题，若不加以预防，将使施工困难：（１）托压现象㊂由于井眼轨迹以及各种阻力的原因使钻具加压后，压力很难传递到钻头；综合录井仪器及指重表显示，在钻压不断增加时，钻头的位置不变，没有进尺，泵压不升高㊁不憋泵，在钻压继续增加时可能会突然憋泵㊂托压一方面影响正常的定向施工，另一方面如操作不当易产生卡钻㊂为预防和解决这一问题，需采取以下措施：一是加强井眼轨迹的控制，最有效的措施是简化钻具结构，减少钻铤的数量，增加加重钻杆的数量，降低钻具的刚性，减少钻具与泥饼的接触面积防止托压和黏卡㊂二是加强净化包含加强泥浆的携砂性能和固控设备的使用，并加强短起下作业破坏井壁岩屑床㊂三是钻井液要具有良好的润滑性能㊂为此，必须减小钻井液的失水及含砂量㊂实钻中，及时加入降失水剂㊁防塌剂㊁润滑剂以提高钻井液的润滑和防卡性能㊂同时，还根据孔内情况，及时跟进ＣＭＣ，加入多元共聚物，以提高钻井液的黏度和携岩性能㊂通过这些措施，以达到钻井施工中 造斜后全面实施减阻防卡措施 的要求，保证造斜段的顺利施工㊂（２）严格按照设计规程施工㊂钻达造斜点时，司钻必须严格按照定向设计的要求操作，操作要平稳，不要提前加压，以免导致造斜失败㊂要选用合适的螺杆钻进，不发生因造斜率不够而起钻换螺杆情况㊂同时，在造斜过程中要认真检查定向仪器及动力钻具性能，以保证达到定向段的机械转速㊁井斜和方位的要求㊂（３）找准煤层着陆点㊂着陆点是造斜段的关键工序，钻遇标志层时与录井队沟通好，观察岩屑㊁钻时㊁气测等变化，做好地层对比，修正着陆轨迹㊂造斜钻进过程中，定向段使用ＭＷＤ仪器（井斜㊁方位㊁随钻伽玛等项目），水平段使用ＬＷＤ（方位伽玛㊁电阻率／类电阻信号值㊁井斜㊁方位㊁立管压力㊁钻速等），来完成导向要求㊂钻进时，地质导向人员加强地层对比分析优化井眼轨迹使用，提前作出地质预告并通知造斜人员，以便造斜人员及时微调轨迹㊂遇到井下情况异常，现场造斜人员可及时与甲方现场监督人员沟通，调整技术措施㊂３㊀水平钻进阶段的难题及对策煤层水平钻进是整个钻井施工的关键环节，能否顺利钻达目的点位并下入筛管，直接决定了钻井施工的成败㊂此阶段应注意以下几个方面：（１）触顶与触底现象㊂在煤层进行水平钻进中，有时煤层会突然不见了，而按照所掌握的地质资料是不应３９该出现这种情况的，这就是触底或触顶现象㊂一旦遇到这种情况，就要及时退回，侧钻重新定向（亦即新孔Ｍ２）㊂此刻，操作人员必须按监督人员㊁定向人员的指令，平稳操作，不能出现溜钻㊂在开始划眼时，一定要控制在１００ｍｉｎ／ｍ的速度钻进㊂同时要严格控制泵压（以８ １０ＭＰａ为宜）㊂从第２ｍ开始时（此时仪器显示微弱钻压），控制在５０ ６０ｍｉｎ／ｍ的速度，钻进３ ５ｍ时，一般就会出现钻压㊂从１０ｍ左右之后，控制在１０ １５ｍｉｎ／ｍ；钻进２０ ３０ｍ，则证明Ｍ２已经得到巩固，重新定向成功，方可正常钻进（３ ４ｍｉｎ／ｍ）㊂（２）遇到煤层厚度较薄㊁倾角急变时，则容易进入顶板灰岩和底板泥岩层位，导致进尺变慢，影响钻进速度㊂遇到此种情况，钻进轨迹应尽量处在煤层中下部，同时要勤调㊁微调井斜，保证轨迹平滑和煤层钻遇率，尽量少出煤或者不出煤，避免进入顶㊁底板，造成后期施工相对的复杂㊂（３）使用好钻井液㊂水平井钻进中，钻井液中使用瓜胶㊁黏土稳定剂和杀菌剂，泥浆密度１．０２ １．０４ｇ／ｃｍ３，黏度４５ ５３ｓ㊂此环节中的关键在于控制钻井液失水，确保岩屑能及时带出地面，保证煤层不会由于泥浆的渗透而造成垮塌，为快速钻进提供安全保障㊂钻进施工人员应坚守岗位，加强坐岗，认真观察记录井口钻井液返出情况和振动筛煤屑返出情况，认真观察记录钻井液总量㊂后期扭矩增大（５ ６ｋＮ㊃ｍ），完钻起钻前及时跟进润滑剂，减小井壁摩阻，保证筛管顺利下入㊂（４）在煤层段水平钻进过程中，钻进时间过长时应活动钻具，防止黏卡钻具㊂同时，在煤层中钻进，由于地层易跨塌㊂所以，在煤层钻进时，钻至８００ｍ左右及时控制钻时，以利于带砂㊂４㊀脆性煤层中钻进的难题及对策由于断层的作用，使得一些煤层比较脆，而且存在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㊁卡钻等复杂事故，甚至井眼报废㊂因此，在这种煤层中的水平钻进，特别要抓好以下几点：（１）确保钻进时钻井液性能合理，其黏度保持在４０ｓ以上，并在钻井液内加入防塌材料，要求固控设备（除泥器㊁除砂器㊁振动筛㊁离心机）使用率达１００％㊂控制好泥浆的固相含量，勤探锥形灌的沉砂，一旦沉砂较多，及时清灌㊂泥浆工要坚持坐岗，确保钻进的正常运行㊂（２）一丝不苟地照章操作㊂起下钻时，严禁操作人员速度过快，杜绝野蛮操作㊂每次起下钻时，监督人员都要在钻台盯守㊂遇到起钻困难的点㊁井段，都要处理顺畅后再继续起钻㊂每次开泵须缓慢，先将柴油机转速调至最低，再逐步达到正常值，避免压力激动造成煤层井壁失稳和压裂煤层㊂在下筛管时若有遇阻情况，要及时汇报并采取合理的措施使之顺畅后方可继续进行㊂（３）控制好钻压，在煤层中水平钻进时，钻压控制在２ ３ｔ㊂同时要防止托压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序进行，每加一根９ｍ的钻杆前４ｍ定向钻进，后５ｍ复合钻进，如此反复依次进行㊂５㊀结语对于煤层气钻井水平井施工的难题，主要从以下３个方面解决：（１）造斜阶段，一是要预防托压很关键，发现问题，及时解决；二是随时关注着陆轨迹，找准煤层着陆点㊂三是要精心操作，保证斜率复合要求㊂（２）在煤层中水平钻进时，一是要严防触底触顶问题；二是在薄煤层中钻进轨迹应尽量处在煤层中下部；三是要管理好钻井液；四是注意控制钻时㊂（３）在脆性煤层中钻进时，一是要确保钻进时钻井液性能合理；二是要一丝不苟地照章操作，以免操作过猛引起煤层井壁失稳和压裂煤层；三是控制好钻压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序钻进㊂参考文献：［１］㊀郭元恒，何世明，刘忠飞，等．长水平段水平井钻井技术难点分析及对策［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１３（１）：１４－１８．［２］㊀魏殿举．川西地区中浅水平井钻井难点与对策［Ｊ］．钻采工艺，２０１５（２）：１０５－１０７．［３］㊀邓增库，左洪国，夏景刚，等．冀东油田水平井钻井液技术［Ｊ］．钻井液与完井液，２００５（４）：７２－７３．４９。
煤层气钻完井的难题与技术
前言煤层气又称煤层甲烷,是一种优质高效清洁能源。
凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益，煤层气的勘探开发已在国际上引起广泛的关注。
我国煤层气资源十分丰富,但是目前我国的天然气勘探开发还处于起步阶段。
中原钻井通过多年的攻关研究和试验，形成并掌握了一整套适合煤层气的钻井完井工艺技术，其内容包括：煤层造穴技术、连通技术、煤层井眼轨迹控制技术、水平分支井技术、充气欠平衡钻井技术、煤层绳索取心技术、煤层气完井技术、煤储层保护技术、煤层气井完井技术等。
一、煤层气井钻井完井的特殊性煤层气钻井完井技术是建立在煤层地质力学性质及开采要求基础之上的。
煤层具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面：1、井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障。
煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用。
因而煤层段井壁极不稳定，在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂。
2、煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大。
煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，保持一定的压力平衡。
这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。
因此，存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾，从而使实施煤层保护较油气层更为困难。
3、煤层破碎含游离气多，取心困难。
煤层机械强度低，一般煤层取心收获率低，完整性差。
而且煤层气井都是选择在含气量较高的煤区，割心提升时，随着取心筒与井口距离的缩短，煤心中游离气不断逸出，当达到一定值时会将煤心冲出取心筒，造成取心失败。
4、煤层气井产气周期长，对井的寿命要求高。
煤层气主要是吸附在煤层缝、隙表面上的吸附气，它的产出规律与天然气正好逆向，须经过较长时间的排水降压后才慢慢地解吸。
据有关资料介绍，煤层气井少可供开采20年以上，因此对井的寿命要求特别高。
二、煤层气井钻井技术1、煤层造穴技术为了易于实现水平井与洞穴井在煤层中成功对接并且建立气液通道，需要在洞穴井的煤层部位造一洞穴，洞穴的直径一般为0.8～1.5m，高为2～5m。
煤层气多分支水平井钻井技术探究
数 、控制 操 作措 施 和施 工之 上认 真 地进 行 分 析 进而 判 断。 ７ 小井 眼 的钻井 技术 。 、 计 的方 向前进 。 ２ 直 井裸 眼 的造穴 技术 。 、 煤 层 气 多 分 支 水 平 井 通 常 采 用 的 是 直井 ， 排采 煤 层气 的生产 井 ， 是 能够 确保 １２ ５． 米 、２ ． 毫 米 的钻 头 进 行 钻 进 的 ， ４毫 １０ ５ ６ 工 艺井 和直 井之 间的连 通 。工作 人 员要 在 直 用这 么小 的井 眼 和长 裸 眼钻 进 时 ，一 定 要解 井 的煤 层气 处造 穴 ， 主要 过程 是 ： 直井 完 决好 小钻 具 、小 螺杆 以及 小 钻头 使 用 的寿命 其 往 及对 井下 的工 作 情况 进行 井 眼 的清 洁 、 判断 、 加 压 、 制循 环 的压 力 、 控 处理 事故 等 方 面的 问 题。 当然 ， 在实 际的施 工 中需要 应 用 的工艺 技 术有 很 多 ， 设备 的配套 也 有一 些要 求 ， 对 比如 钻 机要 装配 顶驱 、空气 欠平 衡钻 井 则要 安 装 井 控 的设 备 ，尤 其是 旋 转 的控 制头 及 液气 的 分 离器 等 。
Ｒ Ｒ 系统 ， Ｍ Ｓ 主要 是 利用 旋 转 磁性 接 头 ， 正 在 钻井 里 可 以产生 几 十米 之外 就 能够 探测 的一 个磁 场 信号 ，在 目标 井 里下 人 一个 有 线 的探 管， 以测 量 出磁场 的强度 及 方 向 ， 通 过对 测 并 量 的数 据进 行分 析来 判 断钻 头 和洞 穴 间 的相 艺。 对 位置 ，在 连通 前 还要 对 轨迹 进行 有 效地 调 当一 口井 完 成之 后 ，通 常需 要进 行 排水 整 ， 样才 能实 现连 通 。 这 降压 以使 煤层 气 解析 ， 这样 才 可 以产气 。 层 煤 ４ 欠平 衡 的钻井 技术 。 、 气 的多分 支水 平 井 因为其 工 艺 的特 点 ，需 要 为 了达到 保护 产 层 、 快 速度 、 于携 带 加 利 专 门的排 采直 井来 排 水 和产气 ，而且 这 口直 煤 屑 的 目的 ， 采用 欠平 衡 的钻 井 技术 ， 是 要 就 井 一定 要水 平 井相 连通 才 可 以达 到 目的。 因 从 另 外 一 口井 里 把 气 体 注 入 到 水 平 井 的 中 此 ，煤层 气 的 多分 支水 平 井通 常 都要 先打 一 间 ， 以实 现在 环空 的气 液 混合 ， 降低 液 柱 的 并 个排 采 直井 ，然 后再 在适 和的 位置 打 一 口水 压力 ，这种 情 况 也只 有在 煤层 气 多分 支 的水 平 井 （ 称 为工 艺 井 ）这 口水 平井 和 直 井 相 平 井 中才会 有 。 也 ， 连通 ， 之后 再钻 多分 支 的水平 井 。 ５ 、井 身 结 构 和井 眼轨 迹 优 化 的 设 计 技 二、 煤层 气 多分 支水 平井 钻井 技术 分 析 术 。 煤 层气 多分 支水 平 井是 多种 先 进 的钻 井 煤层 气 井通 常 比较浅 ，排采 直井 和 工艺 技术 综 合的 运用 ， 主要 有 以下 几种 技术 ： 井井 口问 的距 离 一定 要适 当 ，而 且还 要依 据
论煤层气井钻井工艺及优化研究
论煤层气井钻井工艺及优化研究发布时间：2021-11-03T08:07:00.432Z 来源：《科学与技术》2021年7月21期作者：朱晓忠[导读] 由于煤层的煤气资源已经逐渐受到社会的认可，朱晓忠内蒙古煤炭建设工程（集团）总公司，内蒙古呼和浩特 010010摘要：由于煤层的煤气资源已经逐渐受到社会的认可，已经逐步应用于生活、社会、企业等各个方面，在很大程度上已经取代了部分天然气资源，成为社会上依赖的资源，所以，对于煤气开采钻井越来越受到煤炭企业及社会的重视，由于煤气开采的范围、深度的不断扩大，其开采的难度也不断加大，因此，提高开采工艺确保开采钻井顺利进行成为企业研究的方向。
本文根据煤气层钻井存在的问题，使用针对性的、可靠的、安全的钻井保护工艺，在特定的地质条件下，使用特定工艺，有效地防止了污染物对煤层的渗透，做到了在钻井过程中对煤层的保护，避免了对煤层造成的破坏。
关键词：煤层气；钻井工艺；煤层煤层气体资源近年逐渐受到煤炭开采行业的重视，对于煤层气体资源的开发也逐步成为加大研究力度的主要方向，钻井设备是主要的气井钻井施工煤层气井开采使用的主要工具。
但是，因为煤层中的气井具有储层浅、含水比较丰富的特点，在气井开采作业过程中，由于煤层坚固性差，煤层非常容易发生裂缝、坍塌事故，因此进行气井钻井过程中，由于操作钻井设备不当或者钻井的力度过猛等原因，煤层将会出现大范围的塌陷以及污染物随井液通过地层裂缝渗透至地下等事故，最终会造成气层被大面积污染，如果煤气层遭到污染，其气井的价值将会大大降低，造成煤气资源的巨大损失，这对企业以及社会都十分不利。
所以，必须不断优化煤气井开采作业的生产工艺，制定出合理的钻井施工工艺流程，确保钻井开采作业能够顺利完成。
1 煤层气井钻井施工的工艺重要性煤层气井钻井施工的工艺，其主要价值为，煤层可燃气体已经逐渐成为城市能源的主力。
在进行不断扩大开采面积、范围、频率的同时，对其开采的技术要求与开采量需求也不断提高，但随着气井开采规模、范围的不断加大，其气井开采过程中出现的问题也逐步显现出来，如气井开采难度逐渐加大，气井开采的采出率逐渐降低，在气井开采的过程里，各种资源浪费现象非常严重，造成这些问题的原因主要为气井开采前，没有对煤层地质进行细致调查与研究，没有根据煤层地质情况制定出合理钻井施工工艺，从而导致开采过程中能源浪费非常严重，致使煤气的应用价值受到严重影响，最终无法缓解能源短缺的社会问题。
煤层气开采技术应用现状及其改进
233煤层气是一种新型清洁能源，属于非常规天然气中的一种。
开采煤层气不仅可以对现有的能源结构进行优化和完善，而且还可以对大气环境起到保护作用，同时保障煤矿整个生产过程更加安全、可靠。
当前，我国正处于能源转型的重要时期，从煤层气资源大国逐渐朝着煤层气生产大国发展。
虽然现阶段煤层气在整个勘探和开采过程中已经取得一定的发展成效，但是在实践中仍然存在很多问题。
要想实现煤层气产业更加高效发展，就必须要针对当前存在的诸多问题进行客观分析和处理，提出有针对性的改进措施，为煤层气开采技术的发展提供有力支撑。
1 煤层气开采技术应用现状1.1 钻井成本普遍比较高煤层气开采在实际应用过程中，钻井成本占投入比例较高。
经过详细的统计计算分析发现其在总成本中的占比在50%以上。
虽然在目前钻井工艺中，以欠平衡钻井技术为主，该技术在实践过程中也有很多优势，但在对钻井液的选择和利用上，仍然面临很多问题。
主要表现为空气、泡沫等类型的钻井液只适用于在浅煤层中，而对于超过1000米的深部煤层，通常还是以使用泥浆携带钻屑的钻进液为主[1]。
这就造成一旦操作不当，很容易导致煤层受到严重污染，其自身的渗透性也会大幅降低，对后期煤层气排采造成非常不利的影响。
针对这种情况，研发低伤害、低污染、高携带性能的钻井液体系尤为突出，同时还要考虑低成本钻井的开发要求，达到钻井效果与成本控制的有机统一，这样才能保证煤层气开发效果达到预期。
1.2 压裂技术问题水力压裂是当前煤层气开发比较成熟的一种增产技术手段，该技术在实际应用过程中，由于煤层煤质较软，所以石英砂等支撑剂在煤层中很容易就会直接镶嵌进去，造成裂缝孔隙性下降，孔隙出现严重的闭合，造成增产改造效果差。
此外，部分遇水膨胀的煤层水力压裂后，其自身的渗透率就会下降，同样影响增产改造效果。
同时在进行压裂液选择时，不同类型压裂液体系成本相差较大，例如纤维压裂液体系、胍胶压裂液体系成本还比较高，清水、滑溜水等压裂液体系存在改造液量大、砂量大等问题，都会变相提高增产改造风险，延长投资回报周期。
探究煤层气多分支水平井钻井工艺5300字
探究煤层气多分支水平井钻井工艺5300字摘要：煤层气开采工艺不同于常规油田开采，需要利用适合于低压、低渗透、低饱和煤层结构的开采工艺。
多分支水平井钻井技术作为一种综合性强、开采率高的开采技术，已广泛应用于煤层气资源的开采工程中。
本文将对煤层气多分支水平井钻井工艺的相关内容展开讨论。
关键词：煤层气;多分支水平钻井;造洞穴技术;欠平衡技术1 概述煤层气作为一种储存较为丰富的能源已经引起了世界各国的广泛关注，关于煤层气的开采工艺也不断发展，已经形成了较为成熟的开发工艺。
煤层气90%以上以吸附状态附着在煤岩体表面，只有少量气体以游离态形式存储在岩层的裂隙、孔隙或溶解在煤层水中。
煤层气的存储方式决定了该类能源开采必须通过一定方式实现排水降压，进而使煤层气完成解吸-扩散-渗流，完成煤层气的开采。
我国煤层气藏较为丰富，但低压、低渗透、低饱和现象较为突出，煤层构造破坏现象严重，均匀性较差，给煤层气的开采带来了一定难度;多分支水平井技术是一项综合性强、开发效率高、对环境破坏较低的一种开采工艺，因此被应用于煤层气资源的开采。
2 多分支水平井钻井工艺2.1 工艺介绍煤层气多分支水平井钻井工艺是一项集钻井技术、完井技术、增产措施为一体的一种综合性开采工艺，该工艺施工过程中主要包括煤层造洞穴技术、随钻地质导向技术、两井对接技术、钻水平分支井眼技术以及欠平衡技术等，技术含量高，风险大，单产量高、对环境友好，可广泛应用于煤层气的开采。
2.2 技术难点煤层气多分支水平井钻井技术施工难度较高，这是由于该技术的技术含量较高，在施工过程中需要用到水平井与洞穴井连通、充气欠平衡钻井、钻分支井眼以及地质导向等技术;在施工过程中，煤层段井壁结构稳定性较差，因此可使用小井眼钻进技术，将经验长度控制在1512cm。
小井眼钻进技术所使用的钻具、测量仪器以及设备性能要高于普通油井钻进设备。
具体来说，其施工难点主要是以下几个方面：首先，煤层稳定性较差，对外力较为敏感。
煤层气水平对接井钻井技术研究
ｍｅ ｔｏ ＢＭ ｎ ｍｏ ｔ Ｏ ｅ ｅ ｏｒｃ ｎ ｉ ０ ｓ ｉ ｈ ｎ ． ｎ ｆＣ ｉ ｓ Ｃ ａ ｒ ｓ ｒ ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ Ｃ ｉ ａ ｌ ｖ ｉ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ｓ Ｓ；ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＣＢＭ ；ｇ ｏｏ ｉ ａ ｕ ｄ ｎ ｅ； ｈ ｒｚ ｎ ａ ｒｌｉ ｇ Ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｅ ｌ ｇｃ ｌｇ ｉ ａ ｃ ｏ ｏ ｔ ｄ ｌｎ ｉ ｌ ｉ
地南 部 ，单 井 产 气 量 最 高 已 突 破 １０×１ ／ ， ． ０ｍ ｄ 取得 了很好 的商业 化 开发效 果 。但 是 ，由于 羽状水 平井 在近端 与直 井联接 ，水 平分 支必须 向上 倾方 向 钻进 才 利 于 气 井 排 水 降 压 ，施 工 难 度 大 ，易 发 生 卡 、埋钻 事故 ，钻井 成本 高 ；在 气井 生产 阶段 ，水 平段 井 眼坍塌 和煤粉 堵塞 现象 时有发 生 ，造 成 主井
合 成本 低 。
裂煤 层气 井 的产量 。而顺 煤层水 平井 可有 效地 导通 煤储 层 的裂 隙系统 ，增加 气 、水导 流能力 ，大幅度 提 高单井 产量 和煤 层气采 收率 ，缩 短 回收周期 ，是 开发低 压 、低 渗地 区煤层 气 资源 的有效 手段 。近年
来 ，国 内实施 的大 批 煤 层 气 羽状 水 平 井 （ 多分 或 枝水平 井 ） 获 得 了较 大 的 成 功 ，尤 其 是 在 沁 水 盆
煤层气勘探与开发中的技术创新与应用研究
煤层气勘探与开发中的技术创新与应用研究一、引言煤层气作为一种重要的非常规能源资源，其勘探与开发具有重要意义。
随着全球能源需求的增长以及石油和天然气资源的逐渐枯竭，煤层气被认为是未来能源发展的重要选择之一。
本文旨在探讨煤层气勘探与开发过程中的技术创新与应用研究。
二、煤层气勘探技术创新与应用1. 三维地震勘探技术传统的地震勘探技术在煤层气勘探中应用受限。
为了有效提高地震勘探的精度和效率，在煤层气勘探中引入了三维地震勘探技术。
该技术通过获取多种角度和多层次的地震数据，能够更准确地识别煤层气储层的分布情况，为后续开发提供了精确的地质预测依据。
2. 储层分布预测技术煤层气的储层分布情况对于勘探与开发的成功至关重要。
传统的储层分布预测方法主要基于钻井数据和地质模型，但受制于钻井数量和地质构造的复杂性，其预测精度有限。
为了提高储层分布预测的精确性，煤层气勘探中引入了地震、地磁、电磁等非钻井勘探技术。
这些技术通过测量煤层气地下储层的物理特性，能够得到更准确的储层分布情况，为后续的开发工作提供了重要的依据。
三、煤层气开发技术创新与应用1. 煤层气井钻井与完井技术煤层气的开发首先需要进行钻井与完井作业。
传统的钻井与完井技术在煤层气勘探中存在一些问题，如易造成煤层地层损害、难以控制煤层气开采速度等。
为了解决这些问题，煤层气开发引入了水平井、双重完井和压裂等技术。
这些技术通过改进井筒结构和提高工程施工质量，能够有效减少煤层地层损害，提高煤层气产能。
2. 煤层气增产技术为了提高煤层气的产能，煤层气开发中还引入了一系列增产技术。
其中包括煤层瓦斯抽采技术、煤层瓦斯利用技术、煤层瓦斯净化技术等。
这些技术通过改善煤层气采收、净化和利用流程，能够有效提高煤层气的产能和利用效率，实现绿色高效开发。
四、煤层气勘探与开发技术创新的发展趋势1. 与智能化的融合随着人工智能和大数据技术的快速发展，智能化已成为煤层气勘探与开发技术创新的重要趋势。
煤层气水平井钻井工艺技术研究的开题报告
煤层气水平井钻井工艺技术研究的开题报告论文题目：煤层气水平井钻井工艺技术研究一、选题背景煤层气是一种重要的清洁能源，煤层气勘探和开发是我国能源战略的重要组成部分。
水平井钻井技术在煤层气勘探和开发中具有重要的地位，目前国内外在煤层气水平井钻井工艺技术研究方面的研究和应用还比较有限。
因此，针对煤层气水平井钻井的实际需要和发展趋势，开展相关技术的研究和探索，对于油气资源的高效利用和节能减排具有重要意义。
二、研究目的本论文的研究目的是通过对煤层气水平井钻井工艺技术的深入研究，探索出一套适合我国国情的煤层气水平井钻井工艺技术，提高煤层气勘探和开发的效率和质量。
三、研究内容（一）煤层气水平井钻井工艺技术的现状分析通过对煤层气水平井钻井相关文献的综合分析，探究煤层气水平井钻井工艺技术的现状、存在问题和发展趋势。
（二）煤层气水平井钻井设计方法研究结合国内外先进的水平井钻井工艺技术，掌握煤层气水平井钻井设计的原理、方法和技术路线，并进行针对性的研究和优化。
（三）煤层气水平井钻井操作措施的研究对煤层气水平井钻井的操作流程、技术要求和关键技术进行详细的研究，制定出一套适合我国国情的煤层气水平井钻井操作指南和技术标准。
（四）煤层气水平井钻井工艺技术的应用实践研究在实际的煤层气开采中，通过对煤层气水平井钻井工艺技术进行实践应用，探讨其优化效果和推广应用价值。
四、研究意义（一）对煤层气勘探和开发有重要的推动作用通过对煤层气水平井钻井工艺技术的研究和实践应用，提高了煤层气勘探和开发的效率，能够更好地利用煤层气资源。
（二）为煤层气水平井钻井工艺技术的研究提供实践经验本论文通过对煤层气水平井钻井工艺技术的研究和实践应用，为煤层气水平井钻井工艺技术的研究提供了实践经验和参考依据。
（三）推动清洁能源的开发和利用煤层气作为一种清洁能源，其勘探和开发对于推动我国清洁能源的发展具有十分重要的意义。
五、研究方法本研究将采用文献分析法、实地调研法、数理统计法、数据建模法等方法，结合已有的先进水平井钻井工艺技术，在对煤层气水平井钻井工艺技术的基础研究上，进一步开展探索和创新研究。
煤岩气长水平井钻井液技术研究与应用
煤岩气长水平井钻井液技术研究与应用摘要：本文针对复合盐水封堵钻井液技术在鄂尔多斯盆地煤岩气超长水平井中的应用，室内试验和现场应用表明复合盐封堵钻井液体系，由于强封堵、强抑制性，优良的钻井液性能，能够满足煤岩气长水平井钻井施工及其它相关工作的要求，具有良好的社会和经济效益。
关键词：复合盐、强封堵、钻井液、煤岩气、水平井0 前言目前国内煤岩气水平井，以炭质泥岩、煤层地层埋藏深度浅，地层稳定性差，煤岩气水平井在钻井过程中，常存在炭质泥岩、煤层地层垮塌严重，井漏等现象，严重影响钻井安全和提速。
调研煤层气煤层水平井，保德区域部署5号、8号煤层水平井，主要部署三层结构水平井，水平段长800-1300米；永和区域部署8号煤层二层结构水平井，水平段长1000-1200米。
煤层气水平井早期大多使用聚合物钻井液体系，山西煤层气近年来事故率超过20%。
随着开发的不断深入与水平段钻进、降低事故复杂风险的需求。
各油田逐步向抑制性强的盐水、复合盐水、有机盐钻井液体系转变。
1 本溪组8#煤层特性鄂尔多斯盆地本溪组8#煤层特性（佳34-2井取芯），煤体结构以原生结构煤、碎裂煤为主，割理发育，呈线状、网状连续性分布（见图1）；由于所钻煤层垂厚最小仅2m，水平井施工过程会出现顶出见泥岩，底出见炭质泥岩的风险，因此在强化钻井液强封堵能力的同时，要兼顾钻井液强抑制能力。
图1 邻井取芯煤岩照2复合盐水封堵钻井液的室内研究复合盐钻井液体系已在气井水平井中得到应用，该体系具有低粘度、低固相、低失水，良好的泥饼质量，较强的抑制性等特点，确保井下安全，保障钻井提速。
2.1抑制防塌技术煤岩气水平井在施工过程中，因地层倾角的变化等原因，常出现出层情况，通过对炭质泥岩黏土矿物及含量分析，粘土矿物含量平均88.15%，粘土矿物中伊利石平均相对含量60.85%，蒙脱石平均相对含量17.35%，伊蒙混层平均相对含量15.4%。
伊利石含量高容易因滤液进入层间膨胀剥落，此外一定含量的蒙脱石和伊蒙混层也会引起水化膨胀，数据见表3。
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。
延川南区块煤层气水平井固井技术的探讨
摘
要 ：介 绍 了延 川 南 区块 煤层 气 资源概 况 ，分析 了延 川 南 区块 煤储 层 的特 点 以及 煤层 气 井 固井
的难 点 ，提 出了针 对该 区块煤储 层 条件 的 固井技 术对 策 。文 中还指 出应 考虑后 期 开采 的 需求 ， 同 时结合 延川 南 区块 煤储 层埋 藏 浅、 非均 质性 强 ，机械 强度低 ，力 学稳 定 性 差 ，易坍 塌 ，易污 染等
ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｉ ｎ Ｙａ ｎ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｎ ａ ｎ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｙａ ｎ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｎ ａ ｎ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ； ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ；ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ； ｄ ｇ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ；
特 点 以及煤 层 气水 平井 固井 工艺难 点 ，研 究设计 出一 套适 合延 川 南 区块 煤层 气水平 井的 固井 工 艺
技术。
关键词 ：延川南区块
煤层气 固井工艺 顶替效率 摩 阻分析 水泥浆
Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ Ｃｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｈｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｃｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ
ｍｅ ｎｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｏ ｆ ｈ ｏ ｉｚ ｒ ｏ ｎｔ ｌ ａ ＣＢＭ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ，ａ ｓ ｕｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ
浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术
Engineering Technology150《华东科技》浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术赵 俊（云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 曲靖 655000）摘要：随着我国社会和经济的高速发展，对煤层气的需求量持续增加，各种煤层气开采工程越来越多，对煤层气开展要求不断提升。
为了进一步提升煤层气的开采效果，可以将煤层气多分支水平井钻井关键技术应用到实际钻井工程中，在降低煤层气开采难度的同时，还能够进一步提升煤层气开采质量。
为此，笔者在本文中对煤层气多分支水平井钻井关键技术进行探讨，希望对促进我国煤层气开采事业的发展，可以起到有利的作用。
关键词：煤层气；多分支水平井钻井；关键技术我国地域非常广大，很多地区的煤层气资源相对比较丰富，具有非常大的开采潜力。
根据大量研究发现，我国煤层气具有低饱和、低压、低渗透等特征，如果采用传统垂直开采的方式，往往开采局限性相对比较低，煤层气开采难度也相对比较低。
为了有效解决这个问题，可以将煤气层多分支水平井应用到煤层气的开采过程中，提升对煤层气的开采效果。
1 多分支水平井的技术优势 相对于垂直井的开采优势。
在煤层气垂直井开采的过程中，其通常会采用射完井、钻井、水力压裂增产技术，但这些技术方法在实际使用的过程中，往往会具有一定的局限性。
然而，在煤层气多分支水平井钻井技术的应用中，其就可以有效化解地质条件所带来的各种影响，其同垂直钻井开采技术相比，主要有如下几个优势：（1）能够更进一步增加气体的导流能力，其流动阻力能够不受裂缝长度的影响，相对于割理系统，煤层气流动阻力会降低很多。
（2）通过对多分支水平井开采技术的应用，能够有效避免在开采过程中，对地层所造成的伤害。
此外，通过该技术的应用，还能够进一步提升波及面积，加强割裂地区的联系[1]。
产量优势。
同直井开采技术相比，在多分支水平井开采技术得到应用之后，能够更进一步提升煤层气的开采效率，对资金的使用率也相对比较高，进一步提升煤层气开采经济效益，让钻井工序得到更进一步的减少。
煤层气多分支水平井钻井技术研究
支 水平 井 的增 产 机理 和基 本 模 式 ， 剖析 了该 工 艺 中井 位 优 选 ， 眼轨 迹 控 制 ， 井 液设 计 等 重 要 环 节 的技 术要 点 。 并 井 钻
２１ ０ １年
第 ７期
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ ＹＩＦ Ｒ ＴＯＮ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ ＯＧ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ
Ｏ矿业论坛Ｏ
科技信息
煤层气多分支水平井钻井技术研究
罗开艳 李 巨龙 王 冲 ｆ 中国矿 业大学 资源 与地球 科学学 院 江苏 徐州 ２ １ ０ ） ２ ０ ８
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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。
该技术被广泛应用，可用于水平井完井和钻井，建筑安全
性高，施工时间短。
由于钻孔时间短，储层损坏率低，无需机械封隔。
这是一项
现代水平井找平技术，国内外已有数百口砂酸处理井成功应用。
1.2环空封隔器分段压裂技术
环空封隔器分段压裂是将封隔器置于设计位置，用管道密封环空封隔器，然
后在支撑环中压碎。
解锁时，按下压力管路，断开连接，打开冲洗通道阀门，冲
洗完毕后取出被压碎的管柱。
再重复这些步骤加深研磨程度。
该技术施工过程中
使用的钻具较少，遇沙塞事故时，与选用双重密封、机械桥塞+封隔器的分段压
裂相比，处理难度系数比较低。
施工过程中，摩擦力低，设计档次高，设计难度低。
该技术应用于吉林油田的施工中，通过这项技术，水平井产量稳定在周围直
井产量的3.5倍。
2排采工艺优化
2.1井下泵组的优化
为了适应较大狗腿度的井眼，缩短了泵筒（芯）的长度，提高井眼的适应性。
主要是将泵组在原有的基础上进行缩短，尺寸缩短能更好的应对大斜度井况，狗
腿度变化大的井起下工具更通畅；同时减轻了重量，特别是泵芯重量减轻后，更
容易实现起泵芯操作。
为了解决排采过程中泵芯卡，无法更换泵芯检泵的问题，
通过优化改进泵组结构，减少检泵频率。
主要是优化泵芯和中心管插头的结构，
提高起泵芯成功率：改造泵芯和中心管插头的结构，在泵芯本体的外侧设置“凸”起的台阶，在中心管插头的内侧设置“凸”起的台阶。
泵芯遇卡时，上提中心管，带动泵芯一起向上移动，实现泵芯解卡。
2.2管柱结构优化
电潜螺杆泵在排采运转时，杆柱旋转，受偏心距和扭矩作用，抽油杆与油管
内壁的接触、摩擦，越靠近转子，偏心距作用越明显，偏磨越严重，导致油管磨穿。
因此，一般在井斜较大的定向井或水平井，一般推荐使用无杆排采设备。
为
试验螺杆泵在马必东区块L型水平井的应用，进行管柱结构优化使用万向导向装
置和双保护接箍，可以大大延长检泵周期。
2.3螺杆泵补水系统
螺杆泵排采设备在工作过程中，流套压控控制不好或者动动液面控制不当容
易造成烧泵，另外当井筒水质变差时还容易引起卡泵的问题，为此通过优化给井
筒内补水理念，一方面避免烧泵，另一方面改善井筒内水质环境，提高泵组的运
行效率。
补水系统主要由地面水箱及补水系统，当水箱液面下降到设定位置时，
补水系统直接自动给水箱补满水；井下主要有水管和注入头组成，水管和注入头
下入深度根据下泵深度确定，在下泵时连着油管一起入井。
3井型设计改进
3.1 L型水平井
L型水平井是目前使用较多的一种设计方式，主要包括采动区L型水平井和
常规地面抽采L型水平井。
一般在生产准备区布置采动区L型水平井，其中，水
平段在煤层顶板，直井段结合地质情况特殊设计。
该方式兼具煤矿高位钻孔抽采
和地面直井抽采的优点，能够通过煤层采动影响，有效释放地层应力，提高储层
渗透率，可以大规模推广应用。
在远景规划区一般布置常规地面抽采L型水平井，该设计方式能够通过排水降压使煤层中甲烷解吸产出，通过全水平段下入筛管或
套管，对水平井进行压裂或者氮气扩孔增渗，提高储层渗透率。
3.2 U型水平井
U型水平井由一个直井和一个水平分支组成，其中，直井主要在煤层处造穴，水平井穿过洞穴与直井连通。
U型水平井能够对煤层形成有效支撑，防止水平段
垮塌，实现水平井产量的大幅提升。
但该设计方式技术难度大，占地面积大，而
且造价成本较高，不符合大规模推广使用要求。
3.3直斜段固井技术
采用二开钻井工艺时，由于二开钻进直接钻完水平段，极易导致直斜段未固井，造成井筒坍塌，需采用直斜段下套管固井技术，通过在套管外增加分级箍、
封隔器及盲板等加固部件，实现了直斜段固井、煤层段不固井，有效增强了直斜
段稳定性，降低了水平井直斜段施工风险，同时也避免了对水平井段煤层的污染。
3.4储层保护性能评价
将煤岩岩心在不同钻井液中加压5MPa浸泡24h后，使用TAW-1000型岩石力
学试验设备测试其单轴抗压强度，每组钻井液测试2块岩心作为平行样，针对不
同钻井液类型，使用JHDS-Ⅲ型高温高压动态失水试验仪和KDY-50型岩心流动试
验装置对煤岩岩心开展储层保护性能试验。
首先，用地层水饱和待测岩心，用氮
气测试煤岩在束缚水饱和度下的初始渗透率；然后，在压差3.5MPa条件下用钻
井液对岩心进行污染，再反向驱替2倍孔隙体积的破胶液，测试破胶后的煤岩在
束缚水饱和度下的气测渗透率，计算渗透率恢复率。
结束语
（1）优化同心双管射流泵井下泵组减少了排采过程中泵芯遇卡的问题，优
化了地面工艺流程实现一拖二排采，一台柱塞泵能同时满足两口井的排采要求，
降低单井能耗。
通过现场应用试验取得了比较良好的效果。
（2）优化螺杆泵增
加万向导向装置和双保护接箍降低偏磨，增加注水系统降低烧泵风险，通过现场
应用取得了一定的效果。
参考文献
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