井下定向钻孔与地面“U”型井组直井对接技术

为了提高地面煤层气井组抽采效率,验证对接钻孔来实现煤层瓦斯的立体式联合抽采的可能性,以保德煤矿施工完成的1个主孔孔深为1 544 m对接钻孔为实例,介绍了对接钻孔轨迹的设计方法、设计原则和孔深结构,研究了对接连通技术和定向钻孔轨迹控制技术,分析了对接钻孔与地面"U"型井组直井的联合抽采效果。结果表明:煤矿井下与地面"U"型井直井对接钻孔可以提高地面煤层气井组抽采效率,对煤矿的瓦斯治理和高效开发利用具有示范意义。     

河南省煤层气地面抽采技术取得重大突破

正近两年来,省煤层气公司坚持"以气为主"的发展战略定位,通过灵活的商业运作模式,将煤层气的水平井技术、连续油管技术、分段压裂技术、水力喷射技术、自动控制排采技术等高端技术手段应用于煤层气开采中。日前,由河南省煤层气开发利用有限公司自主设计、施工的平顶山SS-009煤层气直井单井地面抽采日产气量超过800 m3,大大超过了全国12 700口煤层气地面抽采直井日均产气量500 m3的平均水平,达到了     

我国煤矿区煤层气井上下联合抽采研究进展

煤矿区井上下联合抽采是煤层气开发的重要形式。首先,介绍了井上下联合抽采的技术内涵和实现方式,分析了井上下联合抽采发展现状及存在的问题,包括煤层气井上下开发方式和施工技术的联合,施工技术的联合又分为条带式井上下联合、地面井与井下长钻孔连通压裂联合、立体压裂联合、顶板压裂联合、井/孔对接联合。随后,针对煤层气井上下联合抽采需求及存在的问题,研究了地面直井与井下近水平钻孔联合抽采煤层气技术,实现了抽采通道和抽采工艺的联合。最后,对井上下联合抽采技术发展进行了展望。     

ZMK5530TZJ60型车载钻机的研制

全液压动力头式车载钻机可满足垂直井、水平对接井、羽状分支井等多种型式钻井的施工需要,是地面煤层气抽采钻孔施工的理想机型。ZMK5530TZJ60型车载钻机针对地面煤层气抽采钻孔施工需而研制,具备施工1 200 m钻孔的施工能力。介绍了钻机动力头和给进装置等主要执行机构的设计特点和在山西晋城寺河矿区施工远端对接井的工程实例。     

桥塞射孔分段压裂工艺在U型煤层气井——LG01-H井中的应用

LG01井组是一口包括1口排采直井LG01-V和1口水平对接井LG01-H组成的U型煤层气井。水平井LG 01-H采用套管完井,通过在水平段进行向下定向射孔和分段压裂(采用电缆桥塞+射孔联作)、优化压裂施工参数,优选压裂液和支撑剂组合,采取大排量施工来保证活性水造缝携砂,成功进行了压裂施工。实践证明,可钻桥塞分段压裂工艺应用于煤层气水平井具有很高的可行性,对进一步拓展该技术应用领域、推动应用与发展打下了坚实基础。     

煤层气远端对接水平井浅析

煤层气远端对接井作为一种煤层气施工应用不久的特殊井型,展现出了良好的发展前景。远端对接井是施工一定向水平井与远端的直井在井下联通。远端对接井水平段一般采用下山方式钻进,直井作为排采井,利用水重力原理,建立流体循环,达到排水降压,气体解吸的效果,从而提高产气量。     

石泉煤矿瓦斯地面抽采治理先导1井精细化排采管理实践

精细化排采是煤层气排采的一种管理实践。精细化排采管理是在排采过程中有效应用排采生产数据,进行科学合理的生产管理,达成提高排采产量的目标。瓦斯地面抽采时,煤矿开采导致地层能量降低,套管压力下降快,需要精细化排采管理技术来保障地面瓦斯抽采井获得预期产量并形成稳产。以石泉煤矿瓦斯地面抽采先导1井为例,在研究井区构造、埋深、地层压力的基础上,对比煤矿与周缘盆地煤层气开采区地质特征,解剖先导1井压裂改造特征,对先导1井阶段排采过程开展精细化排采管理制度研究,为后期先导试验井组及大规模地面抽采管理提供技术参考,形成了先导1井精细化排采管理技术。分5步划分先导1井排采阶段：1)明确先导1井排采实现日产400 m³超过30天的目标;2)认清先导1井煤层气禀赋特点及地层严重欠压的事实;3)开展煤层气井排采气水两相流演化特征研究;4)划分先导1井“平衡产水阶段、控制井底流压不放气阶段、稳定提产阶段、稳定产气阶段、衰减阶段”的排采阶段管理预案;5)通过控制井底压力来平衡排采各阶段地层压力,确定临界解吸压力,确定出水点、解吸点、放气点和稳产点等四大关键点。建立了各排采阶段可能出现紧急情况...     

彬长矿区大佛寺井田煤层气直井排采制度优化

基于彬长矿区大佛寺井田煤层气地质特征,采用煤层气藏数值模拟方法对煤层气直井不同水产量和井底流压的排采制度进行分析;利用室内速敏实验结果,分析煤层气井排采临界流量;根据以上的分析结果对煤层气直井各排采阶段控制参数进行量化。该研究结果为大佛寺井田煤层气精细化排采提供了理论依据。     

沁水地区煤层气水平对接多分支井钻井工艺研究

针对沁水地区煤层气储层的地质特点及水平对接多分支井的施工技术难点,结合2012ZX-SP-01井组的钻井方案,介绍了排采井和工程井的井身结构、井眼轨迹优化、悬空侧钻,以及运用方位伽马判断钻头与煤层相对位置等关键技术。实钻井眼轨迹及后期排采效果表明,采用这一系列技术,能够保证水平对接多分支井的顺利实施,形成了较为成熟的煤层气水平对接多分支井钻井工艺,并取得了良好的排采效果。     

煤矿区煤层气开发技术现状及发展

在系统研究国内外煤矿区煤层气开发技术现状的基础上,结合我国煤矿煤层气储存及涌出特征,运用现代油气田开发以及煤矿煤层气开发的最新理论与研究成果,在中石油采气采煤创新合作模式的基础上,提出在煤矿废弃矿井/永久采空区采用丛式井钻井技术进行地面间歇式负压抽采,在煤矿采动影响区采用定向长水平钻井技术进行负压抽采煤层裂隙带,实现"一井两用",提高煤层气开发效果,同时降低开采成本;在煤矿开采规划区利用远端对接"U"型井,实现规划阶段抽采煤层、采动阶段二次完井抽采裂隙带、在采空区阶段进行间歇式抽采,实现"一井三用",提高煤层气开发效果。     

煤层气赋存特征及其参数井与排采井设计

以勘查区地质特征为基础,分析了煤层埋深、煤层厚度、煤层含气量、甲烷风化带、渗透率、煤体结构等煤层气赋存特征,为参数井与排采井设计提供了设计依据,根据井位部署原则,对参数+排采试验井进行了选位及选型,然后设计了钻井工程,煤层气抽采试验井采用大位移定向套管射孔完井,先进行直井钻井,一开下套管固井、二开钻穿煤层,然后三开进行定向井施工,钻穿煤层30 m完钻,下套管固井,水泥返至地面。并分析了井身结构、井身质量要求、钻井主要设备及钻具组合、钻井液方案及井控技术与煤储层保护要求。研究为煤层气区块的定量化排采提供技术支持。     

延川南煤层气V型水平井组钻井关键技术研究

煤层气V型水平井组是一种新型的水平连通井组。该井组是由两口水平井与一口直井组成,并实现远端连通,完井后由两口水平井提供泄流通道,直井进行排采生产。其钻井工艺主要包括井身结构优化技术、井眼轨迹优化设计与控制技术、水平井与洞穴井对接技术、煤层造洞穴技术、固完井技术等。本文系统地论述了煤层气V型水平井钻井工艺的关键技术要点,并在华东分公司实施的延5-V1型井组中得到成功的应用,为未来延川南煤层气的高效勘探开发提供了技术参考。     

煤层气水平井井型结构分析及钻完井技术优化

水平井是实现煤层气高效开发的关键技术,为了优化水平井井型及配套钻井技术,提高煤层气井产量,基于煤层气排水降压采气的基本开发原理,提出了煤层气水平井井型和钻井工艺设计的基本原则,研究了各类煤层气水平井井型的优点和缺点,并针对高效水平井井型提出了配套钻井工艺优化方法。研究结果表明:水平井井型和钻井工艺优化应遵循便于排水降压、增加产气面积、力求井眼稳定和走低成本道路的原则; V型井、L型井与其他井型比,共用或取消排采直井,大幅降低了成本;从多分支井到单支井实现了套管、筛管完井,实现了水平井井眼支撑和重入,增强了稳定性,实现了增产措施应用;从多分支到单支压裂,保持了较大的产气面积; L型水平井是未来煤层气水平井的主要井型,但由于排采工艺不过关,常规地面抽采L型水平井不能大规模推广,V型水平井是目前最为高效、适宜排采的水平井井型,但采动区L型水平井不需要排水降压则是煤矿瓦斯抽采的有效技术,可以大规模推广。钻井工艺由三开变为二开,一开采用444.5 mm大钻头,水平井眼直径由139.7 mm增加至339.7 mm,提高了水平井日产气量。通过直斜段固井技术,实现了水平煤层段不固井和筛管、套管完井,为保护和改善水平段储层渗透率奠定了基础,该工艺技术在沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘试验获得了较好的效果。     

沁水盆地南部煤层气钻井工艺技术适用性分析及对策

沁水盆地南部煤层气开发主要采用直(斜)井和多分支水平井两种井型。实践证明,直(斜)井所采用的钻井工艺技术简单,与科学的排采技术配套后,能够取得较好排采效果,能够达到煤层气低成本开发的目的。裸眼完井方式下的煤层气多分支井钻井技术,经过技术引入、规模引进和自主组织技术研发应用三个阶段的探索实践,形成了一系列煤层气水平井钻井配套技术。但由于受储层保护、井眼稳定等问题的制约,裸眼完井方式下的煤层气多分支井对沁水盆地煤层气开发适应性较弱,需要进行技术改进。     

射流泵在晋城矿区煤层气水平井排采中的应用

随着煤层气井由垂直井转为水平井,常规的管式泵+抽油机、螺杆泵、潜油电泵等逐渐显出局限性,尤其是水平井组只有工程井,没有条件施工排采直井的情况下,需要一种新泵进行排采。介绍了射流泵的工作原理,并基于晋城矿区煤层气储层地质条件,将该泵应用到晋城矿区多分支水平井中进行排采试验,其效果明显。     

斜直井钻机在煤层气水平井中的应用

为实现高瓦斯矿井受采动卸压影响的下伏煤层瓦斯地面抽采,根据寺河矿5303工作面复杂工程地质条件,基于采动引起的底板岩层应力变化分区,通过对比常规直井和斜直井轨迹模拟结果,结合斜直井钻机参数特点,提出了使用斜直井钻机地面施工水平井抽放采动卸压瓦斯工艺技术;在此基础上,优化了斜直井钻井轨迹设计方法,有效指导了钻井施工,满足了地质目标要求。完井后自喷生产表明,使用斜直井钻机在复杂工程地质条件下施工煤层气水平井的技术是可行的。     

煤层气井排水采气理论与技术研究

排水采气是煤层气开发技术的重要流程,直接关系到煤层气井投资的成败。本文根据煤层气井排采原理,分析了煤层气的产出过程,介绍了煤层气单井排采和井网排采的原理,并根据排采过程中产能变化,将排采划分为排水降压阶段、产量稳定阶段、产量衰减阶段等三个阶段。影响煤层气井产能的主要因素有煤储层压力、煤层厚度以及煤储层渗透率等。通过煤层气井产能的数值模拟,可以对煤层气井进行产能预测研究。     

煤矿区地面直井与井下水平孔联合开发煤层气技术

开发利用煤矿区煤层气具有经济、安全和环保三重效益。提出了一种地面直井和井下水平孔联合开发煤层气的技术方法,详细介绍了其技术原理,抽采通道的构成、关键施工技术和抽采工艺,分析了地面直井与井下水平孔联合开发煤层气的潜在技术优势。基于理论研究,在晋城寺河井田进行了现场试验,实施了井下钻孔控制排水,地面直井无动力采气的联合开发工艺,试验结果证明了该技术方法原理的可行性。     

彬长矿区低煤阶煤层气井的排采特征与井型优化

为研究我国西部侏罗纪低阶煤储层瓦斯的地面井排采特性及影响因素,以彬长矿区大佛寺井田煤层气井的地质资料、历史排采数据为基础,分析了该区块不同井型煤层气井的产水量、产气量的主要影响因素,并探讨了相关因素的主要控制机理。研究发现储层特性、水文地质条件是影响该区煤层气成藏的重要因素,在所研究的几种井型中,多分支井在该区有着良好的地面排采效果,其最高日产气量为16 582.3 m3,垂直井次之,而U型井则相对较差。排采数据显示井底流压与产气量呈指数关系,井底流压的减小,日产气量呈指数增加的趋势。在煤层气井不同排采时期,动液面高度对产气量的影响有着不同的作用规律,且对高产气阶段的影响更为显著。套压与产气量之间近似表现为线性变化的关系,但不同排采阶段二者线性关系的比例截然不同。在煤层气井的产气衰减阶段,多分支水平井的日产气量/累计产气量的比值与排采时间呈现为良好的E指数衰减关系,并以此构建了以日产量与累计产量之比和开发时间之间的关系为基础的煤层气井产能预测模型,拟合相关系数均高于0.848 2。     

煤层气U型井施工工艺探讨

以屯兰矿TL-U-18301煤层气井为研究对象,研究“U”型井施工工艺,通过合理的钻孔布置,过卸压区对下组煤煤层气进行抽采,以解决采掘工作面瓦斯突出问题。本文分别介绍了“L”井和直井的钻具组合、定向等方面,并对两井连通技术进行了说明,总结了施工中的几点认识。结果表明:完井周期44天,其中“L”井井深1142.88 m,直井井深481 m,两井连通,钻进效率高,轨迹精准,为矿井解决瓦斯问题提供了新思路。