MWD在煤层气定向井施工中的应用

MWD 在煤层气定向井施工中的应用

郝登峰

(河南省煤田地质局,河南 450053)

摘 要:采用MWD 无线随钻测斜仪施工煤层气定向井,对井眼轨迹的控制以及钻井效率的提高效果十分明显,在做好施工设计的同时要加强钻井参数和实际操作的配合。关键词:MWD 煤层气 定向井

MWD Applications in CBM Construction of Directional Well

Hao Dengfeng

(Henan Bureau of Coal Geological Exploration,Henan 450053)

Abstract:Adopted wireless NWD to directional coalbed methane drilling well,it is obvious to control the well trajectory and improve drilling efficienc y.The co-ordination between drilling parameters and practical opera tion should be enhanced.

Keywords:MWD;CB M;directional well MWD 无线随钻测斜仪是通过钻井液的压力脉冲传递井下仪器测取的参数,取消了有线随钻仪的起下电缆作业,大大缩短了测斜时间。主要用于定向井定向造斜、扭方位中随钻监控井眼轨迹,直井段和稳斜段转盘钻井的井眼轨迹控制,大斜度井、水平井井眼轨迹控制。普通煤层气定向井一般采用电子单、多点进行定向,为了加快工程进度,缩短建井周期,缩短钻井液对煤层的浸泡时间,同时有效控制井眼轨迹,就要优选施工措施,采用MWD 无线随钻测斜仪进行定向。现以山西某区块的定向井为例,对该仪器在煤层气井施工中的应用进行分析和研究。

1 地质概况

所施工的煤层气定向井,位于山西省吉县,其构造位置处于鄂尔多斯盆地东南缘晋西挠褶带与渭

北隆起交汇处延川南区块。地层自上而下为:第四系(Q),三叠系中统纸坊组(T 2z),三叠系下统和尚沟组(T 1h)及刘家沟组(T 1l),二叠系上统孙家沟组(P 2s)及上石盒子组(P 2sh),石炭系上统太原组(C 3t),石炭系中统本溪组(C 2b)。

2 主要设备机具

(1)钻机:TSJ-2000

(2)柴油机:12V135/380HP 、6135/150HP 各1台(3)泥浆泵:TWB1200、兰石1000各1台(4)测斜仪器:MWD 系统(技术参数见表1)。主要是通过井下探管测量井下数据,转换成电压脉冲码给功率驱动器,功率驱动器驱动旋转阀脉冲器产生泥浆压力脉冲,泥浆压力脉冲通过压力传感器转换成0~20m A 电流传到数据采集仪,数据采集仪降噪、解码,还原成井斜、方位、工具面等具体数据。

作者简介 郝登峰,男,工程师,毕业于焦作工学院,水文地质与工程地质专业。现从事煤层气钻井施工与技术管理工作。

第7卷第5期 中国煤层气 Vol 7No 52010年10月 CHINA COALBED METHANE October 2010

表1 MWD技术参数表

井斜测量精度 0 1 泥浆类型无限制

方位测量精度 1 电池电压35V 重力工具面测量精度 1 电池类型10芯DD锂电池磁性工具面测量精度 1 电池耐温125 或150 工作温度范围0 ~125 电池连续工作时间300小时重力和 5 堵漏剂(LCM)40lbf/bbl

磁力和 3%每个脉冲的能量消耗6 8J

磁倾角 1 适用钻井液的排量7~70LPS 工具面更新时间14~50s钻井液粘度 150s

全测量更新时间60~150s井下仪器工作温度0~125 仪器长度7 2m地面仪器工作温度-20 ~60

仪器外径47 6mm适用最大钻井液含砂量2 5%定向探管的测点距离无磁上端面5 7m

注意:在使用MWD时应注意泥浆中不能加入堵漏材料,塑料小球等大颗粒物质。

3 定向施工工艺

该井施工设计采用直、增、稳三段制井眼剖面(井眼轨道设计见表2)。直井段:0~150m,造斜段:150~304m,稳斜段:304~1080m,井斜达到25 75 。其剖面特点是:造斜点浅,稳斜井段长。为有效降低最大井斜角,同时保证井眼清洁,采用的造斜率为5 /30m。

表2 井眼轨道设计

剖面类型直-增-稳

井底设计垂深(m)960 00井底设计斜深(m)1038 00

最大井斜角( )25 75井底闭合距(m)352 84

造斜点井深(m)150 00靶心设计方位( )3 54磁偏角( )-3 42 增斜率( /30m)5

靶点数据

垂深(m)846 00斜深(m)911 43

闭合距(m)297 85靶区半径(m)30 00

节点数据斜深(m)垂深(m)井斜角( )方位角( )水平位移(m)直井段0 00~150 000 00~150 0003 540

增斜段150 00~304 52150 00~299 3725 753 5434 15

稳斜段304 52~1038 00299 37~960 0025 753 54352 84

3 1 直井段施工

钻具组合: 311mm牙轮钻头+ 203 2mm钻铤 3根+ 177 8mm无磁钻铤 1根+ 177 8mm钻铤 3根+ 165mm钻铤 2根+ 127mm钻杆钻井参数:钻压40~80KN,转速60~100r/ min,泵压1MPa,钻井液密度1 03g/c m,粘度34s。

在该段施工中要注意根据实际钻进情况调整钻进参数,控制严重跳钻,防钻具脱扣、粘扣。维持钻井液中高粘度,确保悬砂携屑、井眼畅通。控制钻进参数,做好防斜工作。3 2 增斜段施工

钻具组合: 215 9mm牙轮钻头+ 172mm螺杆(1 25 )+ 165mm无磁钻铤+定向短节+ 158 8mm钻铤 6根+变扣+ 127mm钻杆。

钻井参数:钻压40~60KN,转速20~40r/s,泵压2~4MPa,钻井液密度1 02g/cm,粘度30s。

在该段施工中注意选择好造斜点,控制好造斜率和方位非常重要,过高的造斜率会造成较大的摩阻和扭矩,而且容易形成键槽。而造斜点选择靠后,往往出现前面造斜率不足或方位不准,后面采

36中国煤层气 第5期