钻井/固井工艺对煤层气直井产能的控制研究

为了优化煤层气井钻井、固井工艺参数,依据沁水盆地南部樊庄区块71口煤层气直井生产数据与钻井、固井资料,探讨了钻井液密度和黏度、固井水泥浆密度和用量、顶替液用量对产能的控制机理。结果表明:煤层气井在钻井液密度小于1.05 g/cm~3、黏度小于30s,固井水泥浆密度小于1.85g/cm~3、用量小于22.5 m~3,顶替液用量小于10.0 m~3时,可获得较高产能;较高的钻井液和固井水泥浆密度、较高的钻井液黏度,以及较大的固井水泥浆与顶替液用量,均易造成煤储层孔、裂隙中固相介质积累,渗透率降低,不利于疏水降压和煤层气产出。综合钻井、固井工艺对煤层气井产能的影响,提出了优化的钻井、固井工艺参数,为钻井、固井工程实施和煤储层保护提供参考。     

SN-015煤层气U型水平井钻井液技术

SN-015井位于沁水盆地南部向西北倾的斜坡带上,目的层为山西组3号煤层气藏.该井一开、二开采用膨润土钻井液,三开采用无固相盐水钻井液体系,其配方为:清水+0.1％～0.5％纯碱+0.2％～0.5％降滤失剂+0.5％～1％包被剂+0.2％～0.5％页岩抑制剂+0.03％～0.06％增粘剂+30％工业盐.在现场应用过程中,控制钻井液密度1.15～1.20g/cm3,黏度40～50s,利用增加工业盐的含量控制密度保证井壁力学稳定性,加入降滤失剂控制失水保持煤层结构强度,增强钻井液抑制性,提高泥饼质量,防止井壁坍塌,利用增粘剂控制泥浆流变性实现高效携岩.应用该钻井液,SN-015井水平段纯钻时间148.3 h,平均机械钻速4.51 m/h,煤层总进尺668.1m,最终煤层钻遇率达100％.     

贵州金佳矿区复杂地层煤层气钻完井工艺研究北大核心

以金佳矿区煤层气井为例,总结煤系地层岩性变化特征及对煤层气井钻完井质量控制的影响,优化钻井施工参数,促进钻井煤层的低伤害及高效化。工程实践表明:金佳矿区煤层气勘查区煤层及顶底板岩性复杂,以砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩为主,煤层及顶底板组合分布可分为5种结构模型;勘查区龙潭组含煤地层适合采取20~30 kN的中低钻压、15~20 L/s的小排量、中高转速钻进,避免钻压过大造成井斜角过大;固井施工的水泥浆密度不易超过1.85 g/cm^(3),避免水泥浆密度过大侵入近井地带造成储层伤害。     

煤层气215.9mm井眼水平井绒囊钻井液技术

EJ2井是位于鄂尔多斯盆地东缘的一口煤层气水平生产井,目的煤层为顶部深度1047.33m、底界深度1056.5m的二叠系山西组5#煤,采用Ф215.9mm钻头,Ф139.7mm套管完井。大井眼、水平井存在携岩困难、井壁失稳等技术难点。采用重晶石加重绒囊钻井液,密度1.15g/cm3,塑性粘度20MPa.s,切力11Pa,6天完钻1961.98m设计井段。因连通未成功,上提至1765.94m侧钻至1961.45mm,与EJV井对接成功,完钻井深1981.45m。水平段钻井周期8天,平均机械钻速5.1m/h。测井顺利,下入Ф139.7mm套管至井深1962m顺利,固井质量优良。     

无固相聚合物体系泥浆在艾哈代布油田ADRu3-3-2H井应用

目前伊拉克AHDEB油田钻井采用的钻井液为磺化聚合物钻井液体系,在钻井过程中,钻井液滤液、钻井液固相等可能对压力系数日趋下降的油层造成损害。针对目前采取的钻井液体系现状,关于储层保护技术问题,四开储层准备采取无固相聚合物钻井液体系,进行储层专打,利用降低钻井液固相堵塞储层孔道几率而减少储层伤害。在进行多次室内配伍实验后,该无固相聚合物体系泥浆成功应用于ADRu3-3-2H井四开水平段井眼。     

沿煤层硬分层水平井钻井关键技术

针对沁水盆地东南部赵庄矿区煤层地质构造特征,为解决煤层气水平井沿3~#煤层硬分层水平优快钻进、造斜段安全着陆、水平段井眼轨迹控制、煤层井壁防塌及固完井等问题,通过理论分析和实践经验,形成了以煤层气水平井二开井身结构设计、无导眼精准着陆、井眼轨迹精细控制、钻井液优化及分级箍固完井的成套技术体系。通过实钻验证,有效解决了煤层气水平井沿煤层硬分层水平钻进诸多问题,缩短了施工周期、降低了作业风险。研究成果对于开发3~#煤层软-硬分层煤层气水平井钻井提供了技术指导,对该区域煤层气的高效开发具有参考意义。     

新疆阜康白杨河矿区急倾斜煤层的煤层气开发井型

为了提高新疆阜康白杨河矿区煤层气藏的开发效果,开展了急倾斜煤层条件下直井与顺层井的开发对比研究。分析了急倾斜煤层在垂直井与顺煤层井(直井段+增斜段+稳斜段)两种井型与井网条件下煤层气排采过程中的气水分异、固相物堵塞和压降传播特征及其对煤层气井产气量的影响。结果表明:垂直井在排采中存在明显的气水分异,固相物易集中汇聚并堵塞运移通道且储层压降传递缓慢,难以形成有效的井间干扰;而顺煤层井稳斜段的存在可有效减小气水分异对煤层气的排采负面作用,而且井筒与煤层较大的接触面积,固相物相对分散地运移至井筒,有利于煤层气水向井筒的运移,同时还可形成良好的井间干扰。认为顺煤层井对于单井及井组产量均有显著优势,更适于新疆阜康白杨河煤区急倾斜煤层的煤层气开发。     

煤层气垂直压裂井在彬长大佛寺井田的应用

介绍了彬长大佛寺井田首次应用垂直压裂井开采煤层气。在钻井过程中采用低固相钻井液及变密度固井的方式,减小了对煤储层的伤害;压裂时采用以套管注入、高排量、活性水携砂为主的清水压裂配套工艺技术,能够满足该区煤层气井储层改造的要求;并在排采中尝试将液面降至煤层顶板位置生产,取得了理想的效果。     

沁水盆地煤层气井钻井液技术现状和发展方向

沁水盆地目前以清水钻井液为主体,兼用优质钻井液,同时尝试了聚合物钻井液、绒囊钻井液和中空玻璃球钻井液等低密度新型钻井液,但是这些类型钻井液只是针对特定煤层,没有形成成熟的煤层气井钻井液技术体系。可降解钻井液能够通过生物酶解除污染,微固相聚合物钻井液能够有效地成膜护壁,两者结合具有良好的应用前景,可能是未来煤层气井钻井液的一个主要发展方向。此外,建议加强对煤层损害解除方法的研究,尽快制定煤层气钻井相关室内实验评价方法和矿场评价方法的行业标准,形成一套适于煤层气钻采的煤层气井专用钻井液体系。     

柿庄南区块煤层气低密度玻璃微球钻井液现场应用

柿庄南区块位于沁水盆地东南部,沁水复向斜东翼南部转折端,目的层位是山西组3号煤层。该井一开采用清水钻井液,二开至下是盒子段采用聚合物钻井液,山西组为保护煤层采用中空玻璃微球钻井液。现场应用过程中,密度0.92～0.95g/cm3,漏斗黏度35～45s,利用玻璃微球降密度、增粘剂提粘切、降滤失剂降失水,保证钻井液低密度、强粘切和低失水的特点,漏失速率控制在0.5m3/h以内。现场应用SX-177、SX-181井组十余口井,平均机械钻速18.4m/h,平均建井周期20.18d,比设计周期(30d)缩短了9.82d。     

沁水盆地煤层气水平井固井技术研究与应用

山西煤层气资源储量丰富,其中沁水盆地又是其煤层气开发的热点区域[1],但该区域煤层较薄,井壁稳定性差,地层承压能力低,同时伴随井深浅、温度低等特点。因此展开了煤层气水平井套管固井技术研究,优选出了零析水,失水量小于50m L,强度发展快的低温早强水泥浆体系,可保证水泥环良好胶结;以及粘度50~120s,顶替隔离效率好的高效冲洗隔离液体系,同时优化了下套管技术措施、扶正器设计等,形成了煤层气水平井固井配套技术,并在沁水盆地煤层气水平井固井中进行了成功应用。     

丰卤1井堵漏及盐膏层钻井液技术

丰卤1井是位于邛崃市道佐乡万福村4社的一口非油气重点勘探井,该井设计井深5300m,完钻井深5345m,主要钻探目的是探明三叠系雷口坡组层位卤水实际含量。丰卤1井钻遇地层复杂,蓬莱镇组至遂宁组井段软泥岩地层易缩径、钻头易泥包、起下钻易遇阻,自流井组至须家河须一段同一裸眼段钻遇多套压力系统地层、且地层裂缝发育承压能力低,多次发生孔隙渗透性漏失甚至洞穴裂缝型大型漏失,防漏堵漏难度大,目的层存在高压盐水层和不同厚度的盐层、盐膏层,极易发生盐岩溶解、吸水膨胀垮塌、蠕变缩径,造成坍塌掉块和卡钻等事故,钻井液维护处理困难。丰卤1井二开采用空气泡沫钻井液转化为聚合物钻井液体系,三开井段采用聚磺钻井液体系,四开井段采用聚磺钻井液体系转化为NaCl盐水聚磺钻井液体系。针对钻井过程中出现的井下复杂情况和事故,不断优化钻井液性能,并采取相应的工程技术措施,确保了丰卤1井顺利钻达目的层。     

文92-平1深层水平井钻井液技术

文 92 -平 1井是中原油田第一口深层水平井 ,完钻井深 3 680m ,垂深 3 179.5m ,水平段总长 3 76.5m ,最大井斜角94.9°。该井上部沙一地层 2 3 90～ 2 5 10m为沙一盐 ,易形成大肚子井眼 ;沙二段地层渗漏严重 ;地层压力系数高 ,沙三上地层垮塌掉块严重 ,钻井液密度最高达 1.61g/cm3 ;三开水平段为了追踪油层 ,多次调整垂深 ,垂深差达 7.5m ,又兼扭方位 ,井眼轨迹状况差。介绍了钻井液体系的优选、不同施工井段的钻井液技术。二开导眼段使用欠饱和盐水钻井液 ,二开侧钻斜井段及水平段使用聚合醇有机正电胶钻井液。结果表明 ,聚合醇有机正电胶泥浆具有较好的抗盐、抗温能力 ,良好的润滑性和抑制性 ,携砂效果好 ,并能较好的保护油气层 ,满足了文 92 -平 1井的钻井施工要求。     

煤层段钻井液密度窗口的确定及其意义

合理的钻井液密度是煤层气井安全钻进和储层保护的关键因素之一.根据硬煤和软煤力学性质,应用摩尔-库伦准则对井壁稳定性进行了定量分析,通过设置煤体内聚力、内摩擦角和Biot系数等参数,分别计算出软硬煤层段的钻井液密度窗口.实际的测井和压裂曲线表明高质量的井眼能降低固井对煤储层的伤害.     

ADM9-4H井无固相聚合物钻井液技术

目前钻井现场使用的钻井液体系大多是以膨润土为基础配浆材料,再结合各种钻井液处理剂配制而成,此类钻井液虽具有各种优点,但也存在着损害储层的问题。无固相聚合物钻井液由于能实现较低的当量密度和很少的固相含量,能够明显地降低滤液和固相侵入储层的数量,从而达到保护储层的目的。DM9-4H井四开岩性主要为灰岩,为了保护储层,使用无固相聚合物钻井液体系,该体系充分发挥无固相聚合物钻井液的优点,辅以原油提高润滑性。良好的钻井液性能,再配合以合理的工程技术措施,有力保证了储层钻井施工的顺利进行,后期完井资料显示,采收率得到明显提高。     

白杨河矿区煤层气井示范工程钻井液的选用

新疆阜康市白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程是新疆维吾尔自治区的第一个煤层气示范工程项目。该示范区煤层气开发井型以丛式井为主,以U型井、L型井、空气动力井等多种井型为辅;示范区总体构造为一南倾的单斜构造,地层倾角大,煤层厚、多且间距大。为了防止钻井液对煤层的污染,伤害煤层的渗透性,并达到防止煤层垮塌、快速成井的目的,针对示范区井型多、煤质软、顺煤层U型井、L型井等成井难度大的特点,进行多种钻井液体系对比分析、选用,实践初步形成了一套适合该地区煤层气开发的钻井液使用体系。     

乌兹别克斯坦JIDA-4井177.8mm尾管固井技术研究

JIDA-4井是中石油国际勘探公司丝绸之路项目部署在乌兹别克斯坦费尔干那盆地地区的一口重点探井,其地层压力系数异常,三开钻井过程中钻井液密度高达2.36g/cm3,且钻井液密度安全窗口窄,对固井施工提出了严峻的考验.针对该井复杂情况,专门研制应用了密度2.4～2.5g/cm3高密度水泥浆体系,该体系性能稳定,满足各项固井施工的要求,并采用了液压尾管悬挂器等固井工具,通过采用的一系列固井综合技术,保证了固井施工的顺利进行,使该井成为该地区第一口177.8mm尾管固井成功应用案例,该井固井质量良好.     

钻井过程中煤层气储层损害机理研究

由于煤层气储层的特殊性,钻井过程中容易造成储层损害,研究钻井过程中煤层气储层损害机理具有重要的实际意义。在分析山西沁水盆地煤层气储层特征的基础上,对钻井过程储层损害因素进行实验研究。过平衡钻井方式、毛细现象、钻井液滤液及固相颗粒侵入、水敏损害、聚合物滞留以及钻井液滤液与煤层水不配伍或配伍性差是煤层气钻井过程中储层损害主要因素。在过平衡钻井过程中,钻井液滤液及固相颗粒侵入速度、侵入半径和侵入深度随压差增加而增大。采用欠平衡钻井技术、减少钻井液滤液及固相颗粒侵入以及使用处理后煤层气采出水和可降解聚合物配制钻井液是减少储层损害程度有效措施。     

煤层气水平井破胶技术研究与应用

为防止煤层气水平井出现井壁垮塌需使用聚合物钻井液,聚合物钻井液在稳定煤层井壁的同时也对煤层造成严重污染,需采用后期破胶技术来解除污染。相对于油气井,煤层气井破胶剂具有破胶速度慢和残渣多易损害煤层的特点,基于此优选出适宜煤层的破胶剂JBK,加量1%破胶剂JBK,2 h条件下可以将聚合物钻井液完全降解掉,具有低温破胶迅速、彻底和无残渣特点。室内岩心流动实验结果表明,破胶液自身对煤层具有改善作用,能有效解除聚合物钻井液造成的煤层污染。现场施工中采用表层清洗和深部解堵相结合的破胶施工工艺,取得了较好施工效果,成功应用了6口U型井破胶作业。     

“低温早强水泥浆”在煤层气水平井三开固井中的应用

采用"低温早强成膜型水泥浆体系"在单分枝水平井三开煤层段固井进一步提高了封隔质量,减少了对产层的损害,从而相对的提高了产能。煤层埋藏深度浅、微孔隙和裂缝发育、机械强度和孔隙度低,易坍塌、易污染;三开套管环空间隙小。通过实验,研制低温早强成膜型水泥浆体系,优选水泥浆性能,采用适当的固井技术,保证了施工的顺利进行,固井质量达到了优质,为煤层气单分枝水平井三开固井施工积累了成功的经验。