“U”型井钻井技术的研究与应用

"U"型水平井由于具有排采同时进行,占地面积小、可最大限度的沟通煤层裂缝等特点而成为煤层气开发的主要类型井。本文在对"U"型水平井特点以及钻井难点深入分析的基础上,提出了精确地层对比、采用先进定向工具及导向技术、优选储层保护钻井液以及利用先进的连通工具等技术措施,解决了煤层气钻井轨迹控制难度高、钻井复杂情况高发、储层保护要求高、水平井与直井连通精度高等问题,有效降低了钻井成本,节省大量作业时间,为后续煤层气的深入开发提供了技术参考。     

沁南区域煤层气水平井瓜尔胶钻井液技术

针对沁南区域15号煤层水平井钻井采用清洁盐水和常规聚合物钻井液施工时的井壁坍塌和储层伤害等问题,在分析储层特征及钻井技术难点的基础上,研发了瓜尔胶钻井液和生物酶破胶液。通过优化瓜尔胶加量和评价瓜尔胶的耐盐性能,并复配其他处理剂,形成了瓜尔胶钻井液;通过优选生物酶种类、优化生物酶和助排剂的加量,形成了生物酶破胶液。室内试验表明,瓜尔胶钻井液具有良好的流变性和耐盐性能,可大幅提高煤岩抗压强度,在低温下易破胶,破胶后残渣小于300 mg/L,煤岩的渗透率恢复率达85%以上。沁南区域煤层气水平井应用瓜尔胶钻井液后,井壁稳定性良好;配合生物酶破胶液可以实现低温破胶,且单井日产能提高15%以上,具有较好的储层保护效果。研究结果表明,瓜尔胶钻井液可实现煤层长水平段钻井的顺利施工,完钻后可低温破胶,为易塌煤层气水平井钻井施工提供了一种新的储层保护方法。      

中国中阶煤和高阶煤的储层特性及提高单井产量主要对策

中国山西河东地区中阶煤储层的含气量比较低、含气饱和度低，而储层渗透性好，储层能量比较大；山西沁水盆地南部高阶煤储层的含气饱和度比较低，渗透率小，储层能量低。文章针对这些特点，进行了精细的地质对比研究，提出了提高气产量的对策。认为最大限度地降低储层的废弃压力可提高采收率；应通过改善钻井液、采用欠平衡钻井和羽状水平井钻井技术，最大限度地降低钻井工程对煤层气储层造成的伤害；同时还要利用合理的固井程序和水泥浆、套管射孔完井技术和压裂技术；通过排水降压提高有效压差及注入CO₂来达到加快煤层气解吸和提高解吸量的目的。实践表明，该技术对提高单井气产量意义重大。     

延川南煤层气水平井钻井液技术

钻井液技术是保证钻井施工安全与快速成井关键技术之一。通过开展煤层气水平井井壁稳定研究,利用矿物分析、水化分散、膨胀性实验,结合现场应用效果,优选了煤层气水平井的钻井液体系,经过现场6口水平井的应用,未发生井下复杂情况,满足了煤层气水平井钻井安全要求。     

煤层气高效开发技术

煤层气储层与常规油气储层具有极大的差异性，其产出特点也不同，常规油气开发技术已明显不适用于煤层气开发。本文从煤层物性的特殊性和保护煤层的角度出发，指出我国煤层气开发的难点；根据我国煤层特点研究分析了煤层气泡沫钻井、波动水力压裂和定向羽状水平井技术的适用性，并对定向羽状水平井技术在沁水煤层气田开发中应用的可行性进行了论述。这些技术对我国煤层气的商业开发具有重要的指导作用。     

冀中地区第三系水平井钻井液技术

针对地层特点及水平井钻井对钻井液的要求,冀中地区第三系水平井采用了有机黑色正电胶-聚磺防塌防卡钻井液.该钻井液不但具有正电胶钻井液良好的携带悬浮能力,而且具有聚合物钻井液的强抑制特性和良好的防塌能力,有效地控制了岩屑分散和地层垮塌;井眼清洁能力强,减轻了岩屑床的形成;润滑能力强,有效地防止了压差卡钻的发生,尤其是复合润滑技术的应用,有效缓解了托压问题.在10口井的应用结果表明,该钻井液工艺技术满足了冀中地区第三系水平井的钻井需要     

FLO-PRO无固相钻井液在冀东油田水平井中的应用

冀东油田勘探开发的主要手段是水平井钻井,为满足水平井钻井、保护油层和保护环境的三重需要,在储层钻进中应用了FLO-PRO无固相钻井液.该体系是一种弱凝胶钻井液,专为水平井的储层保护而设计.介绍了该钻井液的技术特点和现场应用情况,并对其性能进行了评价.在冀东油田陆上油田4个区块的应用表明:FLO-PRO无固相钻井液性能稳定,油层保护效果好,流变性独特,携岩能力强,是适用于水平段钻进的优良钻井液,并且对环境影响小,满足冀东油田环境保护的要求.     

煤层气井气体钻井技术发展现状与展望

煤层气储层的特殊性对煤层气钻井时的储层保护提出了更高的要求。用气体钻井方式开采煤层气是一种有效的保护储层的手段,被国外油田广泛采用。气体钻井方式的选择必须考虑地层的适用性、应用模式、后期完井方式以及经济性。通过对国外煤层气开发中气体钻井的应用情况、煤层特点、气体钻井应用于煤层气的技术模式进行分析,结合我国煤层气特点及气体钻井技术现状,探讨了在我国煤层气开发中开展气体钻井的可行性。     

郑平01-1煤层气多分支水平井优化设计与实践

煤层气多分支水平井技术集成了钻井技术优化设计、远距离穿针、精确地质导向、煤层保护与井壁稳定控制等技术,是一项技术性强、施工难度高的系统工程。为探索该项技术在沁水煤层气田郑庄区块的适用性,利用国内现有技术和装备,进行了郑平01-1煤层气多分支水平井现场施工。结合现场实施情况,从多分支水平井优化设计、两井连通、保护储层钻井液、多分支水平井井眼轨道控制、钻井施工工艺等方面论述了相关技术要点,探讨了煤层气多分支水平井的设计方法和理论,为煤层气的高效勘探开发提供了技术参考。     

松软储层煤层气水平井钻井液技术

针对西部某矿区煤层气储层松软的特征,结合煤层气储层损害机理,以DF-H01水平井为研究对象,通过研究区储层特征研究,优化钻井液配方,对不同井段设计不同的钻井液配方,有效保护了储层,增加了煤层钻遇率,减少了井内事故,为该区实施煤层气水平井提供了技术借鉴。     

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贵州西部煤层气资源丰富,总资源量50 226×108m3,其中埋深200～1 500 m范围的资源量为25197.4×108m3,资源丰度平均为1.42×108m3/km2;其中又以六盘水地区煤层气地质条件较为优越,表现为煤层厚度大,可采煤层分布稳定;煤种齐全,煤岩含气量5～35 m3/t,对比六盘水地区诸盆地的煤层气地质条件,认为亦资孔盆地、岩脚盆地、格木底盆地最有利,其余盆地次之.亦资孔盆地应作为首选勘探盆地,金竹坪区块应作为贵州西部煤层气钻井试验评价示范区.     

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从煤储层特性分析入手，讨论了现有煤层气井增产技术的不足，阐述了用特殊的羽状水平井来提高煤层气单井产量的有利条件。并通过室内实验和研究，介绍了煤层气定向羽状水平井的设计方案、钻井关键技术和主要工具结构原理，提出了在国内现有技术与装备条件下相应的实施方案和建议。所述技术对中国煤层气的开发具有实际应用价值。     

MZJ10煤层气钻机的研制

针对我国煤气层钻机多采用水源钻机和物探钻机,而且比较简陋,装机功率小,运行效率低和搬迁费用高的问题,根据煤气层开采的特殊性,研制了MZJ10煤层气钻机。该钻机为车装式、全液压驱动和控制,钻井所需的提升下压功能、旋转功能、循环功能、辅助设备和井口工具等全部实现了液压传动和控制,操作简便,自动化程度高。试验表明,在1000m钻井过程中,各系统运行平稳,各项性能指标符合设计要求。     

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吴堡地区是中国石油天然气集团公司评价筛选出的煤层气勘探开发有利地区之一。该区位于鄂尔多斯盆地东部斜坡带,主要发育有下二叠统山西组和上石炭统太原组两套 含煤地层。区内钻孔煤层气显示十分活跃,所钻十几个煤孔均见气喷。吴试1井是该地区完钻的一口煤层气评价井,曾开展了近6个月的压后试采工作,录取了丰富的测试资料,试采最高日产煤层气1129m^3。文章通过总结分析吴堡地区煤层地质、煤层流体性质及吴试1井的试采动态特征,认为吴试1井试采动态基本上反映了煤层气井的典型动态特征;煤层压力低、供液能力差、压裂规模不足,是影响该地区煤层降压脱附的主要因素。同时,结合国外实例,分析认为除煤层厚度、渗透率、孔隙度等内在因素外,煤层伤害、完井质量是影响煤层气井排采效果的主要因素;煤层气井重新实施压裂及对裸眼井段重钻或侧钻是改善煤层气井产能的重要措施。在此基础上,提出了改善煤层气开发效果的措施及吴堡地区煤层气井的排采设想。     

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定向羽状水平井技术适合于开采低渗透储层的煤层气，集钻井、完井与增产措施于一体。定向羽状水平井的主要机理在于多分支井眼在煤层中形成网状通道，促进微裂隙的扩展，又能连通微裂隙和裂缝系统，提高单位面积内的气液两相流的导流能力，大幅度提高了井眼波及面积，降低煤层气和游离水的渗流阻力，提高气液两相流的流动速度，进而提高煤层气产量和采出程度。沁水煤层气田是中国典型的低渗透煤层气藏，具有煤层厚度和深度适中、渗透率低、煤岩机械强度高、含气量和饱和度高的特点，适合于定向羽状水平井技术条件。在煤层气藏地质参数不变的情况下，可利用分支井产量模型研究分支数和分支段长对产能的影响关系，分支数和分支段长是影响产能的敏感性人为因素，也是可以通过工程设计优化加以改变的工程参数，从而尽可能发挥定向羽状水平井的产能潜力。通过经济评价，利用定向羽状水平井技术开发沁水煤层气田具有较高的经济效益。     

应力敏感性复合煤层气压力动态特征

煤层气采出有扩散和渗流两个过程，比常规天然气层中的渗流方程复杂。针对煤层气井在钻井、完井、开采过程中井周围产生污染带以及地层本身的非均质情况，采用非平衡态吸附模型，研究应力敏感性复合煤层气藏的流动规律、在拟稳态流的数学模型假设下，用气体拟压力代替Langmuir吸附公式中的压力，得到气层中拟压力所满足的方程组，并采用正则摄动法和Laplace变换法进行求解，最后通过拉氏数值反演得倒0阶摄动解。分析了参数变化时压力动态的变化规律，这些结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

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柳林煤层气试验区是我国第一个进行规范煤层气小井网试验的区块，本文描述了该区煤层气藏地质模型，并应用煤层气数值模拟技术，在对该区煤层气藏的几项主要参数进行敏感性研究和对生产情况进行历史拟合的基础上，对该区煤层气藏的产能进行了预测，结果表明，单井平均日产气量较低，煤层气可采储量规模偏小。但其埋藏浅，外围蕴藏着十分丰富的煤层气资源，如连片规模开发，其煤层气勘探开发潜力将十分巨大。     

准噶尔盆地煤层气储层保护及钻完井技术研究

针对准噶尔盆地煤储层特性开展了储层保护及钻井液评价实验,欠平衡钻井方式选择评价分析,多分支井身结构实施方案及工序,以及现有煤层气取心工具的改进等初探研究。获得煤储层敏感性评价等相关实验数据,优选充气欠平衡钻井方式以及多分支水平井主、分支井眼实施工序,优化煤层气取心工具,以此为新疆准噶尔盆地煤层气的有效开采提供工程技术的借鉴。