煤层气钻井与完井技术
煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨
煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨对煤层气进行高效开发,需要结合地层特点,对钻完井工艺技术进行探讨,根据不同的煤层气,利用不同的工艺技术对煤层气进行高效开发。
在储层改造方面,主要以水力压裂改造为主,钻井类型以定向井井型为主;利用空气旋冲钻井工艺来实现煤层气的钻井工艺改造,通过对煤层气高效开发完井工艺技术分析,得出了相关的改进建议,能够提高煤层气的开发效率。
标签:煤层气;钻完井工艺;技术探讨对煤层气勘探阶段需要确保完全准确的地质资料,在进入开发以后的主要目标是提高产量,实现高效开发。
由于很多煤层气的单井产量偏低,而且钻井效率不高,因此需要针对地层特点,选择合适的钻完井工艺技术才有利于提高单井产量,实现煤层气的高效开发。
在选择钻完井技术工艺时,需要考虑的一个重要问题就是储层是否需要改造。
储层利用哪种方式进行改造取决于储层的特性,因此探讨煤层气的钻完井工艺技术,需要研究储层的特性和改造工艺中所出现的问题。
1储层改造工艺探讨1.1储层是否需要改造储层是否需要改造取决于储层中的渗透率,根据大量实践表明,渗透率在至最合适煤层气开采,适合储层改造的渗透率范围在至,如果渗透率小于就需要进行水利压裂改造,才能出现较好的产量。
因此需要根据储层的渗透率来决定储层是否需要改造。
1.2储层改造工艺煤层气储层进行改造的工艺主要有两种:第一种为水力压裂改造;第二种为空气动力造穴改造。
煤层气进行水力压裂改造与常规的油气田改造基本相同,空气动力造穴主要的原理是将高压气体注入井内,在瞬间释放压力的作用下时,煤层气储层产生裂缝,进而改善煤层气储层的渗透率。
空气动力造穴完井没有得到广泛推广的原因主要有以下几方面:第一,对于造穴的时间难以预测,就会造成成本难预测的情况。
第二,该技术对储层渗透率的改善效果不是特别明显;第三,需要特殊的钻井工具及设备。
第四,非常容易对环境造成污染。
第五,由于在进行造穴过程中瓦斯、氧气浓度和明火这三项的控制力不高,很有可能形成瓦斯爆炸的事故。
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
第六章 煤层气钻井完井工艺技术
5.1 煤层的钻井完井特点
钻井液中不同粒径的固体颗粒,特别是其中的微粒和胶体颗粒
会沿着煤层的割理和孔隙进入煤层,对煤层气的运移通道产生填充
和堵塞。
(4)强亲水伤害
煤层气储层的低孔隙度、低渗透率、强亲水性、大比表面积,
造成了高束缚水饱和度。 在储层原始状态下,原始含水饱和度一般低于束缚水饱和度。 当使用水基钻井液将煤储层打开时,很强的毛细管作用力使地层强 烈吸水,而正压差作用下的渗流则加剧了水侵深度,直到储层吸水 达到束缚水饱和度为止。
◆在巷道打的水平轴放瓦斯井;
◆从地面先打直井再造斜,沿煤层钻水平井(排泄井)。
5.2 煤层气钻井完井分类及程序
垂直井是从地面打直井穿过煤层进行采气,是主要的钻井 方式。对直井的分类见表5-1。
钻井类别 埋深
种类 单煤层和多煤层井 资料井、试验井(组)和监测井 浅煤层井和深煤层井
由于煤杨氏模量小,泊松比高,天然割理及节理发育,使煤的抗拉、 抗压强度比较低。
(2)正压差伤害
在正压差作用下,钻井液中的胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附在煤 层气的孔隙喉道上,钻井液滤液的侵入又可能发生各种敏感性反应。
(3)固相伤害
钻井液中所含固相颗粒分为粗粒(大于2000 μm )、中粗粒(2502000 μm )、细粒(44-250 μm )、微粒(2-44 μm )和胶体颗粒(小 于2 μm )。
5.1 煤层的钻井完井特点
2、煤层气钻井完井中常出现的问题
(1)井壁稳定性差,容易发生井下复杂事故
由于煤层气机械强度低,裂缝和割理发育,存在较高剪切应力作用, 因而煤层段井壁极不稳定,易发生井壁坍塌、井漏、起下钻遇卡甚至埋 掉井眼等复杂事故。
(2)煤层易受污染,保护措施难度大
煤层气开采方法与技术
煤层气开采方法与技术煤层气是一种天然气,储存在煤层中,主要由甲烷组成。
煤层气开采是一种新兴的能源开发方式,它将煤矿的煤层中的天然气利用起来,既能提供清洁能源,又能实现煤矿资源的综合利用。
下面将详细介绍煤层气开采的方法与技术。
1.井网式开采:井网式开采是目前常用的煤层气开采方法。
它通过设置分层水平钻孔和垂直钻孔,在煤层中建立井网系统,将煤层中的天然气连续、稳定地抽采出来。
井网式开采具有开采效果好、井网布置合理、生产能力大等优点,已被广泛应用于煤层气的开采。
2.水平井开采:水平井开采是一种相对较新的煤层气开采方式。
它通过在煤层中平行钻探水平井,使水平井与煤层气的运移方向一致,提高气体采收效果。
水平井开采具有开采效果好、钻井速度快、减少矿井建设工作量等优点,但是水平井的建设和操作技术相对较为复杂。
1.井眼稳定技术:井眼稳定技术是煤层气开采中的关键技术之一、由于煤层中存在着岩层断裂、软弱层等问题,井眼稳定技术的好坏直接影响到井眼的穿越效果。
目前,井眼稳定技术主要采用套管固井、衬套固井和液氮注入固井等方法来保证井眼的稳定。
2.完井技术:完井技术是煤层气开采中的重要环节。
完井技术主要是指将井上的钻井设备检修、拆除后,用专门的设备和工具对井眼进行封堵和密封,确保气体不泄漏。
完井技术主要包括套管完井技术、封堵技术和沉积纠正技术等。
3.固井技术:固井技术是煤层气开采中的关键技术之一,它是指在井眼周围进行注水泥浆、环氧树脂等材料的注入,形成稳定的井壁和环境。
固井技术可以增强油井的强度和耐久性,防止井眼侧泄和污染。
除了以上的方法和技术,煤层气开采还需要进行地质勘探、工程设计、环境保护等工作,以确保煤层气的有效开采和利用。
总之,煤层气开采是一种新兴的能源开发方式,它具有广阔的应用前景和重要的经济意义。
通过煤层气的开采,不仅可以提供清洁能源,还可以实现煤矿资源的综合利用。
为了有效地开展煤层气开采工作,需要采用适当的方法和技术,确保工程的高效、稳定和可持续发展。
煤层气U型井钻完井工艺探讨_王立峰
煤层气U型井钻完井工艺探讨_王立峰河南科技2013.NO.09Journal of Henan Science and Technology工业工程与技术1U 型井钻井技术简介煤层气“U ”型井一般由一口洞穴直井和一口定向水平井组成[1-2],由于水平井在水平段的靶点末端与洞穴直井相连通,两口井形成一个“U ”字形的井筒结构,因此形象地称U 型井(图1)。
图1典型煤层气U 型井井身结构图2工程概况2.1地质依据井田位于太原西山煤田的南东部,西山古交国家规划矿区清交区的东南部一带。
井田内地表基岩出露良好,第四系中上更新统黄土零星覆盖于沟坡、山梁之上。
出露地层主要为二叠系上统上石盒子组,东南部沟谷两侧局部出露二叠系下统下石盒子组,下部地层未出露。
地层由老至新为:奥陶系中统上马家沟组(O 2s)、峰峰组(O 2f);石炭系中统本溪组(C 2b );石炭系上统太原组(C 3t );二叠系下统山西组(P 1s )、下石盒子组(P 1x );二叠系上统上石盒子组(P 2s );第四系中上更新统(Q 2+3)、全新统(Q 4)。
2.2工程概况YQ-01井组是蓝焰公司在煤矿区内进行煤层气地面抽采(瓦斯治理)工程,设计一组U 型对接井,水平井水平段在沿煤层顶板钻进。
资料表明,预施工区域内15#煤比较松软,易发生坍塌,在煤层中施工钻孔难度相当大,成孔的概率极低。
鉴于此,将YQ-01井组设计成由一口水平井YQ-01H1和一口洞穴直井YQ-01V 组成的一个U 型井组。
设计中,先钻一口垂深685.00m 的直井,以钻入15号煤层底板以下50m 完钻,直井井口距离水平井井口621.00m ,在15号煤层及顶板内下入1根玻璃钢套管。
177.8mm 套管固井后,下入造穴工具破碎15煤层顶板的玻璃钢套管和水泥环,洞穴孔径≥500mm 。
3设备、钻具及定向仪器配置3.1钻井设备主要钻井设备:ZJ-20钻机;泥浆泵为F800;柴油机为12V190、12V135;空压机为XRXS1275;发电机组为300GF (300KW )、120GF (120KW )。
简述煤层气开发常用钻井完井技术应用
简述煤层气开发常用钻井完井技术应用摘要:煤层气作为一项非常规资源,主要是以依附的状态存在于煤层当中,并且最为主要的成分为甲烷,含量高达90%以上。
在文本中,结合煤层气钻井完井常见问题,对较为常用的水力脉冲钻井、激光钻井、径向水平井钻井等钻井完井技术及其应用进行详细分析,最后也对煤层气钻井技术应用要点及注意事项进行阐述。
也希望本文研究内容能够为相关人士发挥一定参考作用。
关键词:煤层气;钻井完井技术;应用;分析煤层气是一种非常规的油气资源,对其进行有效开发,可以实现天然气良好接续。
然而在实际煤层气开发过程中,由于受到裂缝体系发育较多、应力敏感性较强等问题影响,导致钻井完井技术应用中容易对储层造成不良影响。
为确保煤层气正常开发,加强煤层气钻井完井技术应用研究非常有必要,通过钻井完井技术在煤层气开发中顺利实施,也能够保障和提高煤层气开发效果[1]。
1煤层气钻井完井技术实施情况分析1.1技术实际应用难点在实际使用钻井完井技术进行煤层气开发过程中,受到特殊成岩结构、沉积方式等因素影响,导致技术有效应用比较困难,主要体现在:(1)井壁不够稳定,在开展钻井完井施工过程中,成井壁坍塌事故发生机率比较高,进而引发井下复杂事故,随着现代科学技术不断发展,钻井技术也取得巨大进步,现阶段也可以充分借助水基,又或者是油基钻井液体系,虽然可以充分发挥出保护储层作用,但是因为在地层应用过程中会出现比较大的滤失量,也会导致钻井液粘度降低、携岩性较差问题发生,最终致使井下复杂事故发生;(2)煤层易受污染,在煤层钻进过程中,为了保障钻进速度和钻井安全性,就需要对液体密度和固相含量进行添加,但是这会对储层造成不利影响,具体体现在:得到的储层压力准确性不足、表皮系数偏差相对较大等等;(3)煤层形态分散情况严重,在煤层区域存在很多游离气,从某种程度上来说也会影响到取芯,因为煤层胶结比较松散,使得取芯过程中很难完整进行,而煤层气主要是通过地层气,然后不断富集起来,一旦完成割芯工作以后,就需要将其往上提,这时候取芯筒到井口的长度也会呈现出逐渐缩小趋势,内部芯包含的气体也在不断被解吸,就很容易使煤芯冲出筒外,进而出现取芯失败的情况。
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。
煤层气开发常用钻井完井技术应用分析
煤层气开发常用钻井完井技术应用分析摘要:煤层气开发是能源开发的新领域,它与常规天然气开发相比较,钻井和完井技术存在着较多难点,容易造成储层伤害,所以需要对钻井完井技术选择、实施和应用进行彻底分析,才能更好地辅助进行煤层气开发。
关键词:煤层气开发;钻井技术;完井技术1我国煤层气资源开发利用现状及现实意义1.1煤层气资源开发现状我国的煤层气资源十分的丰富,上世纪五十年代,我国在进行煤炭开采的同时,就开始加大投入力度,对煤层气进行研究和开发,但是并没有进行大规模的开发。
直到近些年来,我国的煤层气开发才有了很大的突破,取得了一些显著的成果。
我国的煤层气利用率相对比较低,究其原因,主要包括以下两个方面:其一,我国的煤层气字眼赋存条件十分复杂,其煤层渗透率相对比较低,在已经抽采出的煤矿瓦斯中,很大比例是低质量浓度瓦斯,但是我国当前缺乏有效的方式应用低质量浓度瓦斯,因此大量的瓦斯被直接排放在大气中,因其对环境的危害,因此使用规模是有限的;其二,我国煤层气产业体系不完善,当前我国的煤层气产业中,上游开发、中游集输、下游利用发展相当的不协调,上游抽采出的煤层气没有合适的利用方式,或者没有与之相适应的长输管线。
煤层气作为一种非常规油气资源,是未来天然气的良好接续。
但在钻井和完井开发中,存在应力敏感性较强、裂缝体系发育较多、孔隙压力较低等问题,钻井完井技术实施不当,易造成储层伤害,影响煤层气正常开发。
因此,有必要对煤层气钻井完井技术进行探究。
1.2煤层气资源开发现实意义我国的资源分布中,多煤少油少气,一直以来我国对天然气需求较大,天然气进口量较大。
我国冬季气候较为寒冷,在供暖中对天然气的需求量较大,近几年天然气的消费力持续激增。
天然气的开采现状为其产量不及天然气的需求量的上升,缺口较大。
煤层气作为优质的清洁能源,其发现对于我国降低对天然气的依赖具有重要作用,缓解了我国天然气的需求量,降低了进口依赖。
我国正处于经济的战略转型阶段,产业、行业升级换代,由粗放型向节约型转变,倡导建立资源节约型、环境友好型社会。
煤层气多分支水平井钻完井技术浅析
煤层气多分支水平井钻完井技术浅析摘要:煤层气就是人们俗称的“瓦斯”,是一种与煤炭伴生的非常规天然气,主要成分为甲烷。
以吸附态吸附在煤的微孔隙表面的气体,需要通过排水降压方式才得以采出,是一种非常规气藏。
这一常常引发煤炭事故的“麻烦”气体,却蕴含着巨大的资源价值。
煤层气的下游应用与天然气类似,可用作民用、工业、发电和汽车燃料等,其中民用占比最高。
目前我国煤层气直接商业利用率偏低,未来随着天然气的供不应求,煤层气或将作为有效补充加速融入常规天然气产业链。
关键词:煤层气多分支钻完井技术一、多分支水平井技术多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼,也可以在分支上继续钻二级分支,因其形状像羽毛,国外也将其称为羽状水平井。
1.各井段钻具组合主井眼垂直段重点控制井斜,所以常用塔式钻具组合。
如果直井段增斜较严重,应使用钟摆钻具等纠斜钻具组合。
主井眼造斜段一般常用“导向马达+LWD”的定向钻具组合,施工过程中要确保工具的造斜率能够达到设计要求,使井眼轨迹在煤层中顺利着陆。
水平段及分支一般采用“单弯螺杆+LWD+减阻器”的地质导向钻具组合钻进。
通过连续滑动钻进的方式实现增斜、降斜;通过复合钻进的方式稳斜,既达到了连续钻进的目的,又可根据需要随时调整井眼状态,有效提高了钻井速度和轨迹控制精度。
2.分支侧钻工艺煤层中的各分支是在裸眼中侧钻完成的,裸眼侧钻是煤层气分支井钻井中的难点。
由于煤层比较脆,所以煤层气多分支井的侧钻不同于油井的侧钻,具体侧钻工艺如下:2.1起钻至每一个分支的设计侧钻点上部,然后开始上下活动钻具,在井壁上拉一个槽,然后将钻柱中的扭力释放后开始悬空侧钻。
2.2侧钻时采取连续滑动的方式,严格控制平均机械钻速),新井眼进尺1~2m内ROP控制为0.8~1.2m/h,2~3m内控制为1.2~2.5m/h,3~10m内控制为3m/h,整个侧钻工序预计需要5个小时。
2.3滑动侧钻至设计方位和井斜后开始复合钻进,钻进过程中要密切注意摩阻扭矩的变化。
国内煤层气钻井完井技术发展现状
国内煤层气钻井完井技术发展现状随着我国能源需求的快速增长,煤炭作为我国的主要能源资源,在经济社会发展中仍扮演着不可或缺的角色。
然而传统的煤炭开采方式存在很大的环境污染和安全隐患,为了推动煤炭的清洁有效利用,煤层气钻井技术应运而生。
作为一种新兴能源,煤层气是一种天然气,主要成分是甲烷,也含有少量乙烯、乙烷等物质,是一种清洁、环保、低成本的燃料。
目前,煤层气产业在我国仍处于初级阶段,但随着近年来政策的大力支持和技术的不断突破,煤层气钻井完井技术也得到了快速的发展。
一、煤层气钻井完井技术的发展历程煤层气钻井完井技术的发展经历了三个阶段:试验阶段、推广阶段和加快推进阶段。
试验阶段:上世纪80年代,我国在广西、山西等地对煤层气钻井开展了试验,取得了一定的成效。
然而由于技术水平的限制,钻井效率和完井质量较低,难以实现商业化开采。
推广阶段:1996年,我国提出了煤层气产业的发展战略,将煤层气列为国家支持的重点开发项目。
随后,我国对煤层气钻井完井技术进行了大力推广,技术稳步提升,取得了较大的进展。
然而在推广过程中,也暴露出了技术和人员不足等问题。
加快推进阶段:近年来,我国对煤层气开发的重视程度不断加强,各地政府纷纷加大对煤层气开发的支持力度。
同时,我国的煤层气钻井完井技术也得到了快速的发展,目前已初步实现了“可持续、高效、安全”的商业化开采。
二、煤层气钻井完井技术的现状1、钻井技术的突破传统的煤层气钻井方式主要采用钻井机或压缩机等设备压缩空气将煤层气排放至地面,但由于压缩空气含氧量高,易引发事故。
近年来,我国的煤层气钻井技术经过不断的探索和创新,出现了一些新技术,如泡沫钻井技术、柔性制冷技术等,使得钻井作业更加高效安全。
2、完井技术的提升煤层气完井技术是指在钻井之后,进行钻孔衬套、水泥封固等工艺,保障煤层气井的长期稳产。
近年来,我国的煤层气完井技术也得到了大力提升。
例如新型包套完井技术、自膨胀水泥注浆技术等,大大降低了完井成本并提高了完井质量。
《煤层气井钻井工程安全技术规范》解读
煤层气井钻井工程安全技术规范前言煤层气井钻井工程是提取煤层气资源的关键工作之一,其操作过程具有一定的危险性。
为保障生命财产安全,保障煤层气井钻井工程的有效实施,必须制定相应的技术规范来进行规范化管理。
本文档旨在对《煤层气井钻井工程安全技术规范》进行解读,以提高钻井作业人员的安全意识,增强各级管理人员对钻井工程的安全管理能力。
规范适用范围本规范适用于煤层气井的钻井、井壁完井和放气作业,适用于在陆地、浅海和沿海等地区开展的煤层气井钻井工程。
规范基本原则1.安全第一。
以坚持安全第一为原则,确保人员安全和环境安全。
2.防范为主。
防范为主、综合治理,加强前期预测和控制,掌握地质条件和钻井安全隐患,制定相应的钻探技术方案和安全措施。
3.实行分类管理。
区别管理不同性质、不同等级的钻井作业区域和设施,实行分类管理,措施有针对性。
4.全员参与。
各级领导、钻井工人、管理人员、技术人员、安全人员等必须全程参与,实行层层负责、协同作业,形成全员参与的安全生产氛围。
规范内容钻井前的准备工作1.制定严格的施工方案和作业流程,详细规定钻井机械设备的工作参数和安全技术要求,并制定应急预案和应变措施。
2.对井本体、掘进路线、井口周围地质环境,以及各项测试、评价的结果进行系统分析,保证在井下作业时能够发现和处理各种异常情况。
3.根据探明的地质条件进行编制钻井岩心信息汇编,整理和分析地质情况,制定岩心分析方案。
4.钻井前进行详细的人员培训,明确各工种的职责和工作内容,对临时工、外来人员,要加强安全教育和培训。
钻井过程中的作业安全1.采用优良的钻探工艺和装备,配合科学的钻探方案,保证钻探井筒的完整性和稳定性。
2.加强钻井现场管理和安全监控,掌握各级井筒变形和钻进液体量等参数信息,进行安全预测和预警,确保现场作业安全。
3.按照现行标准对井下电气设施进行检查和维护,确保其运行安全。
4.严格控制井下烟火,设置烟雾探测装置和灭火设施,加强对烟火安全的管理和监督。
煤矿区煤层气地面钻井抽采技术
煤矿区煤层气地面钻井抽采技术
2013-04-16 | 来源:矿产资源储量司 | 【大中小】【打印】【关闭】
一、技术类型
煤炭资源综合利用技术。
二、适用范围
适用于中硬、中渗透率、高含气量煤层的煤层气开发。
三、技术内容
(一)基本原理
采用地面钻井进入煤层排采煤层解吸和游离态的煤层气。
(二)关键技术
钻井工艺,水力压裂,煤层气排采工艺。
(三)工艺流程
钻井→固井→测井→完井→压裂→排采→集输。
四、主要技术特点
根据矿区煤层赋存条件和地形地貌,地面钻井可选用垂直井、丛式井、水平井、水平羽状井等开采煤层气。
钻井参数、井间距、井深等基本参数依据矿区具体条件设计。
如晋城矿区采用直径8英寸(215.9mm),下7英寸半(190.5mm)套管,井间距选用300m×300m。
五、典型实例及成效
该技术已在晋城、韩城、阜新、阳泉、淮南、淮北等矿区应用。
晋城无烟煤集团已形成直井为主的地面钻井规模化开采煤层气。
2010年地面井抽采煤层气9.08亿
m3。
六、推广前景
煤矿区地面煤层气开采技术解决了煤层透气性低、解吸难度大的难题,形成了从钻井、完井、压裂抽采和集气输送的成套工艺,实现了商业化运营,可以在各煤层气富集矿区推广应用。
煤层气的完井技术
煤层气的完井技术第一篇:煤层气的完井技术煤层气的完井技术常用的完井技术目前常用的完井技术有以下几种:1、裸眼完井这是在煤层气开发的最初阶段广泛采用的一种完井方式,可以避免在注水泥过程中造成伤害,且成本较低。
但是使用这种完井方式不能选择在某一煤层进行测试和完井、不能格挡各单个煤层间的气窜,而且由于井筒中煤细粒的聚集不能在煤层之下,煤细粒也常堵塞井筒,使煤层中的气不能有效地流向井眼。
因此这种完井方式逐渐被另一种裸眼扩眼完井方式所取代。
2、裸眼扩眼完井在煤层之上下套管,然后在水,空气或泡沫的负压下钻穿煤层,再使用空气或泡沫排出循环钻井液,并在煤层段扩眼,形成一个大的中腹。
因为负压钻井减少了地层损害,扩眼又进一步提高了井筒附近劈理系统的渗透性,所以可以获得较好的产能。
煤层段的空腔有时是通过井的多次“冲击过程”,即可获得预期的扩眼效果,然后经高速空气或泡沫循环除去井筒中坍塌的煤屑和流入的地层流体,再下入衬管,即可投入生产。
3、下套管射孔压裂完井套管完井解决了裸眼完井遇到的许多问题,可以选择行的对某一煤层进行完井和开发,可以在煤层之下钻一段“鼠袋”,用于储集煤细粒和安装脱水泵,从而获得更高的产气量,压裂处理可以有效地提高产能,在对煤层实施水力压裂时,常采用较高的处理能力,压裂可以在煤层甚至邻层中产生相当复杂的裂缝形态,包括垂直裂缝和水平裂缝。
除上述二种基本完井方式之外,还有两项新技术可以提高气井产量和降低成本。
4、水平井钻水平井是一项极具潜力的天然气裂缝煤层气藏的完井技术,与最大渗透性方向垂直的长水平井眼已被证明是十分有效的。
最大渗透率方向与通常天然裂缝方向一致,或与壁理方向一致,所以在最大渗透率方向容易确定的情况下,可采用钻水平井有效地开发煤层气,但若最大渗透率方向不好确定,最大渗透率方向与劈理方向关系不大,这种情况下水平井就不一定比相当长度的水力压裂裂缝更有效。
5、多层完井多层完井是降低煤层气开发成本的一种重要手段,通过多层完井,可以增大一口井的开采储量,提高井的产量,降低单位开发成本。
煤层气地面开发技术
煤层气地面开发技术第一节主要内容:一、煤层气井完井方式1、裸眼完井裸眼完井又分为常规裸眼完井和裸眼洞穴完井。
(1)常规裸眼完井通常,煤层气井裸眼完井是在煤层顶部下表层套管后,一直钻进煤层至设计深度终孔,将煤层用砂或砾石填满,然后将套管下到煤层上方并注水泥返至地表,再用空气或水冲洗井眼,使煤层裸露。
(2)裸眼洞穴完井裸眼洞穴完井适用于高压、高渗透性厚煤层。
该方法是在井底造一个大的洞穴,下入割缝衬管后进行排采作业。
2、套管射孔完井套管射孔完井时钻穿煤层直至设计井深,然后下生产套管至煤层底部“口袋”,注水泥固井,最后射孔,射孔弹射穿生产套管、水泥环并穿透煤层某一深度,建立起气流的通道。
3、混合完井混合完井也叫多煤层完井,根据各煤层的特点和上下围岩的性质,使裸眼完井和套管完井在同一口井同时使用。
混合完井的形式包括套管射孔完井、套管射孔+裸眼完井、裸眼洞穴完井等几种类型。
一般情况下,上部煤层采用套管射孔或套管割缝完井,下部煤层采用裸眼完井或裸眼洞穴完井。
4、水平井完井技术水平井完井由地面垂直向下钻至造斜点后,以中、小曲率半径侧斜钻进目的煤层,在煤层中按设计方向延伸几百米至上千米。
水平井的水平段一般采用裸眼1完井或4英寸(11.43cm)割缝衬管完井。
2二、煤层气井固井工艺向煤层气井的钻井井眼中下入套管,并在套管和井壁的环空中注入水泥浆,以加固井壁、封隔煤层的施工程序叫固井。
通常煤层气井从大到小要下两至三层套管。
1、下套管下入井内的套管,根据其作用不同,可分为三种。
第一种为表层套管,其作用是封隔地表不稳定的松软易坍塌地层、水层、漏层;安装井控的井口装置。
第二种是支撑中间套管,下入深度一般是数十米到数百米,水泥返到地面。
第三种为生产套管,它将目的层与非目的层隔开,给煤层气生产形成中途不流失的通道,为实施增产措施创造条件,水泥返到地面。
2、注水泥固井作业所用水泥是一种有特殊要求的硅酸盐水泥,其成分、物理化学性能都有明确而具体的要求。
煤层气井钻井关键技术
煤层气钻井关键技术一、煤层气钻井技术关键(1)后期完井及排采工作要求煤层气井最大井斜不大于3°,100m增斜率小于1°,井底水平位移小于20m,选择合理的钻具组合,优选钻井参数,确保井深质量。
井深质量要求全井最大井斜角如表所示,当地层倾角大于15°,则最大井斜角适当放宽1~2°。
(2)钻井液使用清水和水气混合钻井液,重点防垮及井垮造成的复杂情况:①钻井液要与煤储层有良好的配伍,钻井液具有以下特点:②降低固相值③降低失水量失水量是钻井液中一项重要性能指标,为防止因钻井液滤液侵入伤害,钻井液中压失水应采用降失水剂来控制在9ml以下。
④酸碱值要适当一般PH值在7.5~8.5之间。
⑤抑制水化、膨胀为防止泥页岩及煤储中粘土颗粒水化分散,膨胀剥落,造成煤储层伤害,可使用钾基系列优质钻井液。
⑥降低钻井液密度,实行平衡或近平衡钻井。
如钻进煤系地层时,规定要用清水,其性能不受限制,但密度<1.03g/cm3,含沙量小于0.2%。
(3)建立合理的井身结构,加快钻井速度,减少煤层浸泡时间,以减少钻井液对煤层的污染。
(4)取芯,难以形成芯柱,特别是要用清水取芯,清水取煤粉。
绳索式取芯能够达到取芯到装罐的时间要求。
(1)缩短各工序间间隔时间,减少钻井液对煤层的污染,防止煤层垮塌。
煤的机械强度低,杨氏模量小,一般在1135~4602MPa,泊松比一般在0.18~0.42,平均0.33;抗压强度19.5~119MPa,煤比岩石易压缩,当煤层被破碎后,煤层难以支撑上覆地层的压力,易于塌垮,钻开后的煤层,浸泡时间越长,煤层垮塌更厉害。
(2)煤层孔隙和割理发育,煤的孔隙体积一般占总体积的60%,割理相当发育,钻开后滤失量大,易吸水塌垮产生漏失,造成孔隙堵塞。
(3)煤层压力系数变化大,规律差,同一口井不同的煤层压力系数不一样,时常出现上高下低。
(4)煤液量酸性,孔隙发育,要求钻井液PH≦7.5。
煤层气地面开发技术
第七章 煤层气地面开发技术煤层气地面开发包括煤层气生产井的施工和后期的排采管理两部分内容,涵盖了煤层气生产井的钻井、测井、固井、增产改造、设备安装、排采等一系列程序。
第一节主要内容:一、煤层气井完井方式1、裸眼完井裸眼完井又分为常规裸眼完井和裸眼洞穴完井。
(1)常规裸眼完井通常,煤层气井裸眼完井是在煤层顶部下表层套管后,一直钻进煤层至设计深度终孔,将煤层用砂或砾石填满,然后将套管下到煤层上方并注水泥返至地表,再用空气或水冲洗井眼,使煤层裸露。
(2)裸眼洞穴完井裸眼洞穴完井适用于高压、高渗透性厚煤层。
该方法是在井底造一个大的洞穴,下入割缝衬管后进行排采作业。
2、套管射孔完井套管射孔完井时钻穿煤层直至设计井深,然后下生产套管至煤层底部“口袋”,注水泥固井,最后射孔,射孔弹射穿生产套管、水泥环并穿透煤层某一深度,建立起气流的通道。
3、混合完井混合完井也叫多煤层完井,根据各煤层的特点和上下围岩的性质,使裸眼完井和套管完井在同一口井同时使用。
混合完井的形式包括套管射孔完井、套管射孔+裸眼完井、裸眼洞穴完井等几种类型。
一般情况下,上部煤层采用套管射孔或套管割缝完井,下部煤层采用裸眼完井或裸眼洞穴完井。
4、水平井完井技术水平井完井由地面垂直向下钻至造斜点后,以中、小曲率半径侧斜钻进目的煤层,在煤层中按设计方向延伸几百米至上千米。
水平井的水平段一般采用裸眼完井或214英寸(11.43cm )割缝衬管完井。
二、煤层气井固井工艺向煤层气井的钻井井眼中下入套管,并在套管和井壁的环空中注入水泥浆,以加固井壁、封隔煤层的施工程序叫固井。
通常煤层气井从大到小要下两至三层套管。
1、下套管下入井内的套管,根据其作用不同,可分为三种。
第一种为表层套管,其作用是封隔地表不稳定的松软易坍塌地层、水层、漏层;安装井控的井口装置。
第二种是支撑中间套管,下入深度一般是数十米到数百米,水泥返到地面。
第三种为生产套管,它将目的层与非目的层隔开,给煤层气生产形成中途不流失的通道,为实施增产措施创造条件,水泥返到地面。
煤层气开发工艺技术规程
煤层气开发工艺技术规程煤层气是指煤层中嵌入的天然气,其开发利用对于能源供应和环境保护具有重要意义。
为了保障煤层气开发过程的安全、高效、环保,需要制定煤层气开发工艺技术规程。
以下是一份700字的煤层气开发工艺技术规程:一、前期调查和评估1. 煤层气资源勘查:采用地质勘探、测井、采样等技术手段,确定煤层气储量、赋存状态、地质条件等。
2. 煤层气区块选址:综合考虑煤层气资源条件、地质条件、环境因素等,选择适宜的开发区块。
3. 煤层气勘探评价:对选定的开发区块进行煤层气勘探,评估煤层气资源储备量和可采储量。
二、钻井和完井技术1. 钻井设计:根据煤层气地质条件和开发需求,制定合理的钻井方案,包括钻井深度、井径、井壁稳定等。
2. 钻井作业:按照设计方案进行钻井作业,控制钻井质量,及时处理井下问题。
3. 完井设计和作业:根据地质条件和煤层气储层特征,设计合理的完井方案,进行固井、油管处理等作业,确保煤层气的产能和稳定性。
三、煤层气开采技术1. 煤层气透气技术:采用适宜的透气方式,提高煤层气渗透性,提高煤层气产出能力。
2. 煤层气增产技术:采用压裂、刺激等技术手段,增加煤层气产能。
3. 采气方式选择:综合考虑煤层气地质条件和开发需求,选择抽采、抽吸等采气方式。
4. 煤层气控制技术:采用适当的压力维持措施,保证煤层气开采的安全和有效性。
四、煤层气运输和利用技术1. 煤层气收集和处理:选择合适的收集方式,对采集到的煤层气进行处理,包括除尘、除水、脱硫等。
2. 煤层气管道运输:设计合理的管道网络,进行煤层气的运输和分配,确保煤层气的安全和有效利用。
3. 煤层气利用技术:采用适宜的利用方式,包括发电、供热、化工等,最大限度地实现煤层气资源的价值。
五、安全环保要求1. 安全管理措施:建立严格的安全管理制度,加强安全培训和技术交底,提高作业人员的安全意识和技术水平。
2. 环境保护措施:制定环境管理方案,采取降尘、防治水和废弃物处理等措施,保护周边环境的安全和健康。
关于煤层气地面工程工艺技术及优化研究
关于煤层气地面工程工艺技术及优化研究煤层气是一种重要的非常规天然气资源,其地面工程工艺技术及优化对于煤层气的开发和利用至关重要。
本文将重点介绍煤层气地面工程工艺技术及优化的研究现状和未来发展方向。
一、煤层气地面工程工艺技术1.煤层气开采工艺煤层气开采主要包括煤层气井钻井、完井、调试、注水和生产等工艺步骤。
在煤层气钻井过程中,需要钻井液、钻井工具和技术、钻井设备、油藏岩心取样等。
完井是指在煤层气井钻至设计井深后,根据井下条件和煤层气井的具体特点,进行完钻一系列工艺操作。
2.煤层气地面设施煤层气地面设施包括煤层气处理厂、管道输送系统、气体压缩站等。
煤层气处理厂是将从煤层气井产出的气体进行脱二氧化碳、脱水和除尘等处理,同时可以根据气体的市场需求进行加气、压缩、分装等操作。
管道输送系统是将处理后的煤层气输送到市场或者其他使用地点的管道系统。
3.煤层气井生产优化煤层气井生产优化包括井筒优化、产能提高、水气井治理等。
通过提高煤层气井产能,降低生产成本,延长井寿命,实现煤层气资源的高效利用。
二、煤层气地面工程工艺技术优化研究1.煤层气地面工程工艺优化技术煤层气地面工程工艺优化技术是指通过科学的方法和手段,对煤层气地面工程工艺进行深入研究和优化,提高煤层气的开采效率和经济效益。
煤层气地面工程工艺优化技术包括控制技术、监测技术、测量技术、调节技术等。
2.煤层气井生产优化技术煤层气井生产优化技术是指通过对煤层气井的生产过程进行深入分析和研究,采取有效的措施和方法,提高煤层气井的产能和稳定性。
煤层气井生产优化技术包括压裂技术、提高产能技术、水气井治理技术等。
三、煤层气地面工程工艺技术优化研究展望1.加强煤层气地面工程工艺技术研究煤层气地面工程工艺技术是煤层气开采的重要环节,其研究应该与煤层气勘探、地质预测等环节相结合,形成完整的煤层气开采技术体系。
未来应该加强煤层气地面工程工艺技术研究,提高煤层气的开采效率和经济效益。
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煤层气井钻井完井技术浅议蒋作焰【摘要】:煤层在储层物性、机械力学性质及储集方式等方面具有与常规油气储层不同的特征;这些特征决定了煤层气井钻井、取心、完井及储层保护诸技术的特殊性。
据此,我们从钻井完井工程的角度分析了现有技术存在的问题和制约煤层气开发效果的主要因素。
研究并形成了一整套煤层气井的取心技术、储层保护技术和完井技术。
这套技术应用于中国多个煤层气试验开发区,不仅满足了地质评价的需要,也为实现煤层气工业性开采起到了积极推动作用。
【关键词】:煤层气钻井技术完井技术【作者】:蒋作焰2006年毕业于长江大学石油工程专业,中原石油勘探局钻井一公司工程师。
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~,高为2~5m。
目前有两种造穴方式,即水力造穴和机械工具造穴。
水力射流造穴法利用了高压水射流破碎岩石的能力,施工中用钻具把特殊设计的水力射流装置送入造穴井段,开泵循环,使循环钻井液经过小喷嘴时产生高压水力射流,破坏煤储层,形成洞穴。
机械工具造穴法利用了机械切削的原理,用钻具把特殊设计的机械装置送入造穴井段,然后通过液压控制方式使造穴工具的刀杆张开,并在钻具的带动下旋转,切削储层,形成满足实际需要的洞穴。
2、井眼轨迹控制技术煤层气多分支水平井定向控制的主要参数包括:井斜角、方位角、垂深。
为了很好地将井眼轨迹控制在煤层中,采用地质导向技术进行井眼轨迹适时监测与控制。
首先利用前期地震的资料建立区块的地质模型,然后利用从LWD随钻监测到的储层伽玛、电阻率参数来修正地质模型并调整井眼轨迹。
另外,定向工程师可以结合综合录井仪实时监测到的钻时和泥浆返出的岩屑,判断钻头是否穿出煤层。
各井段钻具组合主井眼垂直段重点控制井斜,所以常用塔式钻具组合。
如果直井段增斜较严重,应使用钟摆钻具等纠斜钻具组合。
主井眼造斜段一般常用“导向马达+MWD”的定向钻具组合,施工过程中要确保工具的造斜率能够达到设计要求,使井眼轨迹在煤层中顺利着陆。
水平段及分支一般采用“单弯螺杆+LWD+减阻器”的地质导向钻具组合钻进。
通过连续滑动钻进的方式实现增斜、降斜;通过复合钻进的方式稳斜,既达到了连续钻进的目的,又可根据需要随时调整井眼状态,有效提高了钻井速度和轨迹控制精度。
分支侧钻工艺煤层中的各分支是在裸眼中侧钻完成的,裸眼侧钻是煤层气分支井钻井中的难点。
由于煤层比较脆,所以煤层气多分支井的侧钻不同于油井的侧钻,具体侧钻工艺如下:(1)起钻至每一个分支的设计侧钻点上部,然后开始上下活动钻具,将钻柱中的扭力释放后开始悬空侧钻。
(2)侧钻时采取连续滑动的方式,严格控制ROP30S参数(30s的平均机械钻速),新井眼进尺1~2m内ROP30S控制为~h,2~3m内控制为~h,3~10m内控制为3m/h,整个侧钻工序预计需要5个小时。
(3)侧钻时将工具面角摆到 90o,首先向左/右下方侧钻,形成了一条向下倾斜的曲线。
因为钻柱处于水平井眼的底部,而不是中心线部位,90o的工具面角能够让钻头稳定地和井眼接触,以防止振动引起煤层的跨塌。
(4)滑动侧钻至设计方位和井斜后开始复合钻进,钻进过程中要密切注意摩阻扭矩的变化。
钻完每一个分支后,至少循环一周,然后起钻至下个分支的侧钻点位置。
重复上述步骤,完成其余分支井眼的作业。
PZP08-1H悬空侧钻工作程序(1)、起钻至侧钻位置,开泵将工具面摆至°。
(2)、保持工具面在°,慢慢上提下放钻具8~10m,控制下放速度100m/h以内,反复划槽3~5次。
(3)、将钻头放至侧钻点,开始侧钻。
(4)、控制钻速在2m/h,钻进1m,然后控制钻时在3m/h钻进2m,再控制钻时在4m/h钻进2m。
最后控制钻时在5m/h钻进3m,然后将工具面摆至90°控制钻时6~10m/h再钻进3~4m,悬空侧钻结束。
悬空侧钻结束后地质导向师利用LWD随钻测井数据超前预测和识别钻头在煤层相对位置,地层走向,地层倾角,并指导钻井工程师根据需要来调整井眼轨迹,引导钻头准确在煤层钻进。
3、水平井与洞穴井连通技术两井连通过程中采用的技术为近钻头电磁测距法。
国外通常称为Rotating Magnet Ranging Service,英文缩写为RMRS。
RMRS这一概念是在1995年提出的。
随着两井对接技术服务的市场需求,到1999年该技术得到了进一步发展并逐渐走向成熟。
目前RMRS技术在CBM井、SAGD、控制井喷等领域得到了广泛应用。
硬件构成包括永磁短节和强磁计或探管。
永磁短节的长度约为40㎝,由横行排列的多个永磁体组成,它主要用来提供一个恒定的待测磁场,电磁信号的有效传播距离为50m。
探管由三部分组成:扶正器、传感器组件、加重杆,其长度约为3m。
RMRS必须与MWD和马达等配合使用。
连通原理当旋转的永磁短节通过洞穴井附近区域时,探管可以采集永磁短节产生的磁场强度信号,最后通过软件可准确计算两井间的距离和当前钻头位置。
RMRS技术的连通过程首先在直井中下入探管,在钻头处接一个永磁短节。
钻具组合通常为:钻头+永磁短节+马达+无磁钻挺+MWD+钻杆。
连通前将两个井井底所测的陀螺数据输入到RivCross配套采集软件中,初始化坐标系。
当钻头进入到探头的测量范围后,接收仪器就可以不断地收到当前磁场的强度值(Hx、Hy和Hz),定向工程师然后根据采集的测点数据判断出当前的井眼位置,适时计算当前测点的闭合方位并预测钻头处方位的变化,然后通过调整工具面,及时将井眼方向纠正至洞穴中心的位置。
接近洞穴时,根据防碰原理,利用专用的轨迹计算软件进行柱面法扫描,判断水平井与洞穴中心的距离,从3D视图上分析轨迹每接近洞穴一步其变化趋势,以达到连通的目的。
PZP08-1H井实际连通情况2008年11月4日组合连通钻具下钻。
钻具结构:Φ× +RMRS×+motor×+FV×+UBHO×+NMDC×+GAP×+SNMDC×+NMDC×+Φ,洞穴直井下入连通仪器(Vector)。
2008年11月4日17:30三开,根据直井Vector 反馈的信息,实时沿直井洞穴中心修正轨迹,并严格控制井眼的方位角钻至洞穴位置。
2008年11月5日2:30钻进至进入3#煤层。
2:00钻进至,根据直井反馈信息,距洞穴直井2~3m左右,水平井停止钻进,直井将仪器起出。
井口闸门微开。
3:00水平井恢复钻进,钻至时钻压突降,井口泥浆停止返出,泥浆损失。
洞穴直井液面上涨,表明两井连通成功。
为避免大量煤粉进入直井随即关闭井口,连通井深。
连通一次成功,连通后钻进至起钻,甩掉强磁接头(RMRS)。
4、多分支水平井技术多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼,也可以在分支上继续钻二级分支,因其形状像羽毛,国外也将其称为羽状水平井。
多分支水平井的特点多分支水平井技术是近年来发展起来的一项快速开采煤层气资源的先进技术;该技术集钻井、完井和增产于一体,是开发低压、低渗煤层的主要手段。
其主要特点:(1)解决了高产高效的问题,相对于常规水力压裂直井,产能提高约10-100倍,单井日产量5万方/天,高者已突破10万方/天。
(2)实现了在煤层中定向开采,单井眼水平定向延伸能力可达1000-1500m。
(3)实现了欠平衡储层保护。
(4)使煤矿全程瓦斯抽放成为现实。
多分支水平井井眼剖面优化设计因为煤层一般较浅,所以煤层气多分支水平井主水平井眼采用消耗较少垂深而得到较大位移的理念进行井身剖面设计,从而达到更大的水垂比。
其井身剖面设计主要考虑的因素有钻机和顶驱设备的能力、井眼的摩阻/扭矩大小、钻柱的强度、现场施工的难易程度等因素,主要有以下几项设计原则:(1)主井眼入煤层方位的确定考虑煤层的产能优化和井壁稳定,尽量让进入煤层的井眼方位垂直于煤层最小主应力方向。
(2)满足现场施工工况的要求由于煤层气多分支水平井垂直井段短,通常在500m以内,而水平段一般在1000m以上,钻柱能提供的钻压是有限的,所以在多分支水平井井身剖面设计中,要使所设计的井眼轨迹满足滑动钻进时的工况要求。
(3)应当满足各种设计条件下的最短轨迹根据煤田地质确定的目标点,按照不同设计方法设计出来的轨道,其长度是不同的。
显然应尽可能选择轨迹长度短的轨道,减少无效进尺,既可以提高钻井的经济效益,也可以降低施工风险。
同时应尽量缩小可钻性较差的地层进尺,例如尽量避开研磨性的宁武盆地石盒子组地层。
(4)钻柱摩阻和扭矩最小煤层气多分支井的显着特点是水平位移大,分支较多,80%以上的进尺为水平段,从而导致钻柱和套管柱在井眼内摩阻和扭矩很大,以及钻压难以加上等问题,摩阻和扭矩是多分支水平井的水平位移大小的主要限制因素,所以应尽可能选择摩阻扭矩小的轨迹。