煤层气水平对接井钻井技术研究
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Ｐ Ｃ筛管 ，克服 因煤 体坍 塌 、煤 粉 沉 淀 等原 因可 能 造成 的 水 平 井段 堵 塞 ，还 可 对 水 平段 井眼 进 Ｖ 行 双 向冲洗 ，保证 采 气阶段 井眼 的畅通 。煤层 气开发 实践证 明水平 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 和采收 率 ，是 开发 低压 、低 渗地 区煤层 气 资源
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
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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
Ｆｎ ｉ ｔ Ｌ ｉｇ ｅ ｇＱｎ ａ ， ｉ ｎ ｇｉ Ｐ
（ ． Ｔ ｅ１９Ｐｏｐ ｃｉ ｒｗ， ｈｎ ｏｌ ｅｌｇ ｄ ｉｉｒｔ ｎ Ｈｅｅ ０ ６ ０ ； １ ｈ ｒｓｅｔ ｇＣｅ Ｃ ｉａＣ ａ Ｇ ｏ ｙＡ ｍ ｎｓ ａ ｏ ， ｂ ｉ ５ １ ７ １ ｎ ｏ ｔ ｉ
中 国大 陆煤层 形成 后 的地史 时期 ，曾经受 过 多
期次 强烈 的地质 构造 运动 ，使 多数煤 储层 的原 生结
基金项 目 国家科技重大专项 “ 深煤层煤层气开发技术及装备研制” （０ １ Ｘ ５ ４ ） ２ １ Ｚ ０ ０ ２ 作者简介 丰庆泰 ，男 ，高级工程师 ，主要从事煤田地质 与煤层气开发。
气井 的生产 周期 。 当水 量较 大 时 ，在排 采初 期两 井
型井） ，对 沟谷 纵 横地 形 条件 复 杂 的 高 山地 区 ，可
节 约大量 钻前 工程 和地 面井场 占地 费用 ，利于 提高
投 资综合 效益 。另 外 ，水 平井 段完井 后下 入高 强度 Ｐ Ｃ筛管 保 证 井 眼 畅 通 ，能够 弥 补 羽 状 水 平 井 存 Ｖ 在 的缺 陷 ，更适宜 于 中 国大 多数 区域 的煤层气 储层
眼 内大 面积 的死 区或废井 ，严 重影 响气井 产量 和服 务 年 限 ，钻 井成 功 率 低 。水 平对 接 井 （ 称 “ 也 Ｕ”
图 １ 水 平 对 接 井 不 意 图
（ ） 可最 大 限 度 降 低 液 面 ，提 高 煤 层 气 采 收 ２ 率 。垂 直生产 井布 置在煤 层标 高较 低处 ，利 于排水 采 气 ，当液 面降 至井底 时 ，整 个水 平井段 均处 于水 位 以上 ，可最 大 限度地 降低煤 储层 压力 ，利 于扩展 煤 层气 泄压解 吸 面积 ，提高气 井产 量 和采收 率 。 （ ）能始 终 保 持 井 眼 畅通 ，延 长 气 井 服 务 年 ３ 限 。水 平井 段 完 井 后 下入 一 根 Ｐ Ｃ筛 管 ，可有 效 Ｖ 地 防止 排水 采气 过程 中井 眼坍塌 和煤粉 堵塞 ，延 长
开发 。实践 证 明一 口成 功 的水平对 接井 其产气 能力 可达 ５０ ２ ０ ０ ｄ ０ ０～ ０ ０ ｍ ／ ，显示 了 良好 的煤层 气 生产
进行 排水 降压 ，还可 通过 注 水 、注气 等方式 进行 对 冲洗井 和解堵 作业 ，保持 井
水 平下 斜 钻 进 ） 的远 端 。施 工顺 序 是 先 钻 探 垂 直
水 平 对接 井 与 羽状 多 分支 水 平井 技 术 相 比较 ， 其 建井 理论基 础及 增产 原理 相 同 ，都是 水平 井与垂 直井组合 ，由直井 排采 。主 要不 同点见 表 １ 。
的有效 手段 ，而 水平对接 井以其合 理的 井身 结构和 独特 的完 井方式 ，更适 宜于 中国大 多数 煤储 层
条 件 的煤层 气开发 。 关键 词 ：水 平对接 井 煤 层 气开发 地质 导 向 水 平钻进
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获 得高产 。 １ ２ 技术优 势 比较 ．
１ 水 平对 接 井技 术 特 点 及 优 势
１ １ 水 平对 接井技 术特 点 ．
水平对 接 井是 由 １～２口延 伸近 １０ ｍ定 向工 ００
程井 和一 口垂直 排采 井组成 的 “ Ｕ” 型 井组 。垂 直
井 布置在 煤层 标 高 相 对 较 低 处 的 定 向水 平 井 （ 近
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第 ４期
煤层气水平对接井钻井技术研究
１ ３
构遭 受 了很 大程 度 的破 坏 ，决定 了中 国煤层 气储 层 普遍 具 有 三 低 一 高 （ 压 、低 渗 、低 饱 和 及 高 含 低
气量 ） 的特 点 ，在很 大 程 度 上 限 制 了 地 面 垂 直 压
小 ，井 眼轨迹 易 于控制 ，钻井 效率 和成 井率 高 ，综
眼 的畅通 。
（ ）钻 进方 位可 控 ，适 应性 强 。鉴于 ＳＳ水 平 ４ Ｉ 井段 钻进 方位 可 控 ，可适 应 任 何 倾 角 的单 斜 地 层 。 另外 ，较 为 简单 的井 身 结 构 和 植 入 的 高 强 度 Ｐ Ｃ Ｖ 筛 管 ，可 以保证 在 煤层较 为破 碎 的地 区安 全成 井并
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第 ９卷 第 ４期 ２１ ０ ２年 ８月
中 国煤层气
ＣＨＩ Ａ ＯＡ ＥＤ ＭＥ ＨＡＮＥ Ｎ Ｃ ＬＢ Ｔ
Ｖｏ． ． １９ Ｎｏ ４ Ａｕ ｕｓ． ｇ ｔ２０１ ２
煤层气水平对接井钻井技术研究
丰庆泰 李
（ ．中国煤炭地质总局 １９勘探队 ，河北 １ １
平
４ ００ ） ５ ０ ０
０ ６０ ；２ ５ １７ ．格瑞克 能源 （ 国际 ）公司 ，河南
摘
要 ：水 平对接 井 （ Ｉ ） 由水 平 井与垂 直井 对接 组成 ，并 可根 据 地 质 条件 和 需要 ，设 计 成 多 ＳＳ
口水平 井与 ｌ口直井对接 的 多 “ ” 型组合 ；其 井 身结构 简单 ，尤其是 完 井后 可下入 一根 高强 度 ｕ
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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
Ｆｎ ｉ ｔ Ｌ ｉｇ ｅ ｇＱｎ ａ ， ｉ ｎ ｇｉ Ｐ
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中 国大 陆煤层 形成 后 的地史 时期 ，曾经受 过 多
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基金项 目 国家科技重大专项 “ 深煤层煤层气开发技术及装备研制” （０ １ Ｘ ５ ４ ） ２ １ Ｚ ０ ０ ２ 作者简介 丰庆泰 ，男 ，高级工程师 ，主要从事煤田地质 与煤层气开发。
气井 的生产 周期 。 当水 量较 大 时 ，在排 采初 期两 井
型井） ，对 沟谷 纵 横地 形 条件 复 杂 的 高 山地 区 ，可
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眼 内大 面积 的死 区或废井 ，严 重影 响气井 产量 和服 务 年 限 ，钻 井成 功 率 低 。水 平对 接 井 （ 称 “ 也 Ｕ”
图 １ 水 平 对 接 井 不 意 图
（ ） 可最 大 限 度 降 低 液 面 ，提 高 煤 层 气 采 收 ２ 率 。垂 直生产 井布 置在煤 层标 高较 低处 ，利 于排水 采 气 ，当液 面降 至井底 时 ，整 个水 平井段 均处 于水 位 以上 ，可最 大 限度地 降低煤 储层 压力 ，利 于扩展 煤 层气 泄压解 吸 面积 ，提高气 井产 量 和采收 率 。 （ ）能始 终 保 持 井 眼 畅通 ，延 长 气 井 服 务 年 ３ 限 。水 平井 段 完 井 后 下入 一 根 Ｐ Ｃ筛 管 ，可有 效 Ｖ 地 防止 排水 采气 过程 中井 眼坍塌 和煤粉 堵塞 ，延 长
开发 。实践 证 明一 口成 功 的水平对 接井 其产气 能力 可达 ５０ ２ ０ ０ ｄ ０ ０～ ０ ０ ｍ ／ ，显示 了 良好 的煤层 气 生产
进行 排水 降压 ，还可 通过 注 水 、注气 等方式 进行 对 冲洗井 和解堵 作业 ，保持 井
水 平下 斜 钻 进 ） 的远 端 。施 工顺 序 是 先 钻 探 垂 直
水 平 对接 井 与 羽状 多 分支 水 平井 技 术 相 比较 ， 其 建井 理论基 础及 增产 原理 相 同 ，都是 水平 井与垂 直井组合 ，由直井 排采 。主 要不 同点见 表 １ 。
的有效 手段 ，而 水平对接 井以其合 理的 井身 结构和 独特 的完 井方式 ，更适 宜于 中国大 多数 煤储 层
条 件 的煤层 气开发 。 关键 词 ：水 平对接 井 煤 层 气开发 地质 导 向 水 平钻进
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获 得高产 。 １ ２ 技术优 势 比较 ．
１ 水 平对 接 井技 术 特 点 及 优 势
１ １ 水 平对 接井技 术特 点 ．
水平对 接 井是 由 １～２口延 伸近 １０ ｍ定 向工 ００
程井 和一 口垂直 排采 井组成 的 “ Ｕ” 型 井组 。垂 直
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１ ３
构遭 受 了很 大程 度 的破 坏 ，决定 了中 国煤层 气储 层 普遍 具 有 三 低 一 高 （ 压 、低 渗 、低 饱 和 及 高 含 低
气量 ） 的特 点 ，在很 大 程 度 上 限 制 了 地 面 垂 直 压
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（ ）钻 进方 位可 控 ，适 应性 强 。鉴于 ＳＳ水 平 ４ Ｉ 井段 钻进 方位 可 控 ，可适 应 任 何 倾 角 的单 斜 地 层 。 另外 ，较 为 简单 的井 身 结 构 和 植 入 的 高 强 度 Ｐ Ｃ Ｖ 筛 管 ，可 以保证 在 煤层较 为破 碎 的地 区安 全成 井并
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第 ９卷 第 ４期 ２１ ０ ２年 ８月
中 国煤层气
ＣＨＩ Ａ ＯＡ ＥＤ ＭＥ ＨＡＮＥ Ｎ Ｃ ＬＢ Ｔ
Ｖｏ． ． １９ Ｎｏ ４ Ａｕ ｕｓ． ｇ ｔ２０１ ２
煤层气水平对接井钻井技术研究
丰庆泰 李
（ ．中国煤炭地质总局 １９勘探队 ，河北 １ １
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４ ００ ） ５ ０ ０
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摘
要 ：水 平对接 井 （ Ｉ ） 由水 平 井与垂 直井 对接 组成 ，并 可根 据 地 质 条件 和 需要 ，设 计 成 多 ＳＳ
口水平 井与 ｌ口直井对接 的 多 “ ” 型组合 ；其 井 身结构 简单 ，尤其是 完 井后 可下入 一根 高强 度 ｕ
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