煤层气水平井PE筛管完井用泵送工具推进力研究

针对煤层气水平井现场作业工况,为优化设计聚乙烯塑料筛管（PE筛管）完井用泵送工具参数,提高PE筛管的泵送效率,利用CFD数值模拟方法开展了钻井液性能参数、钻杆和泵送工具参数对泵送工具推进力影响的研究。结果表明,泵送工具承压抬肩处的流体压力为正压,引导头表面的流体压力为负压,二者方向相反,合力为泵送工具前行提供动力;泵送工具推进力随钻井液排量、黏度和密度增大呈增大趋势,但钻井液排量和密度对推进力的影响远大于钻井液黏度对推进力的影响;泵送工具的推进力随着泵送工具与钻杆内壁之间环空间隙增大先快速减小后缓慢减小,随泄流孔直径增大呈线性减小的趋势,环空间隙对推进力的影响远大于泄流孔直径对推进力的影响。室内研究与现场应用表明,该泵送工具能产生足够大的推进力,能满足PE筛管完井的现场作业要求。      

煤层气井钻井工艺及完井技术适应性研究

针对不合理的煤层气井钻、完井方式对储层造成伤害,影响产气量的问题,提出了适应煤层气储层的钻井工艺和完井方式。分析结果表明,采用欠/微平衡钻井工艺与裸眼完井、动力洞穴完井和套管射孔压裂完井等完井技术配套开发煤层气,有利于减小对储层的伤害,提高采气量。     

煤层气水平井完井用塑料筛管优化设计

塑料筛管完井技术能够提高煤层井壁的支撑能力,并能有效解决粉煤灰堵泵问题。在介绍塑料筛管完井工艺的基础上,对塑料筛管的几何参数进行了设计,采用计算流体动力学方法,使用Fluent软件对塑料筛管进行了压力损失计算,并对计算结果进行了分析和优化。分析结果表明,过流面积比越大压力损失越小,缝宽越小压力损失越小,筛眼越长越有利于降低压力损失;筛眼宽度对长条形筛管强度的影响很小,筛管变形位移随筛眼长度的增大而增大,60°相位角的筛管变形位移小且分布均匀。建议采用相位角呈60°、筛眼宽度为7 mm、筛眼长度为23～26 mm,过流面积比为3%～4%的筛管设计方案。     

基于灰色关联法的煤层气井完井方式评价

煤层气开采投入高、产出低、风险大,要保证有效开发煤层气,完井方式的选择是关键.针对鄂尔多斯盆地东缘保德矿区设计了5种完井方案,以数值模拟为手段进行产能与经济评价,综合考虑累计产气量、净现值、投资回收期、内部收益率和钻完井过程中的风险系数5个评价指标,采用灰色关联法对不同完井方式进行评价.结果表明,保德矿区应首选羽状水平井,其次为射孔压裂直井.研究成果对煤层气井完井方案设计具有重要指导意义.     

煤层气井用压裂液研究及应用

根据煤岩储层的特点,介绍了煤层压裂液添加剂的优选和压裂液的常规分析方法,并推荐了两种压裂液,即活性水压裂液和冻胶压裂液,现场应用表明,活性水压裂液对煤层污染较小,适合较低温度（小于30℃）及压裂工艺所要求裂缝较短的情况,冻胶压皮具有一定的耐剪切性,较好的流变性,滤失性及破胶性等,这两种压裂液加砂量均达到了设计要求,满足了工艺需要,施工成功率达100％,压裂后提高了产气量和产液量。     

Φ139.7mm筛管顶部注水泥免钻塞固井完井技术

为解决常规Φ139.7mm筛管顶部注水泥固井时钻塞时间长、易卡钻、易损坏套管和筛管、影响后期作业管柱下入等问题,依据筛管顶部注水泥固井完井技术要求,在现有Φ177.8mm免钻塞固井工具的基础上,通过设计增加球座、上封隔胶筒和可移动密封机构,优化剪钉压力级差,研制了Φ139.7mm免钻塞固井工具,形成了Φ139.7mm免钻塞固井完井配套技术。该技术在3口井进行了现场试验,结果表明,Φ139.7mm免钻塞固井工具可实现下套管钻井液循环、上封隔胶筒辅助固井、碰压后解除打捞时的活塞效应,打捞力减小200kN以上,且作业时间可缩短约30%。研究结果表明,Φ139.7mm免钻塞固井完井技术减少了钻水泥塞等程序,避免了作业风险,可满足各类油藏及中深井、深井、大直径井眼筛管顶部注水泥完井技术需求。     

煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术

为了解决煤层气多分支水平井分支井眼因重入困难、不能下入筛管、无法实现筛管完井的问题,研制了空心结构的筛管完井重入引导工具,优选了煤层气多分支水平井完井方式,给出了分支井眼重入筛管完井施工步骤,形成了煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术。该技术在沁试12平1井的现场试验结果表明,对比重入引导工具与钻进时MWD测得的井眼轨迹数据可判断是否重入成功,筛管能顺利通过筛管完井重入引导工具下至分支井眼,实现分支井眼筛管完井。研究结果表明,煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术,解决了煤层气水平井分支井眼无法重入、不能实现筛管完井的问题。      

八面河油田TBS筛管完井的水平井生产现状及对策

介绍了TBS筛管(又称整体金属烧结金属纤维筛管)的防砂原理及优缺点,针对目前八面河油田TBS筛管防砂完成的水平井存在的问题和生产现状,结合油田具体实际和防砂技术的发展,提出了建议。     

孤东油田水平井筛管完井适应性分析

水平井筛管完井因其油气渗流面积大、相对成本低,近几年在孤东采油厂得到了广泛应用。但随着开采时间的延长,陆续出现了防砂失效、套管错断等问题。对于不同类型的油藏,水平井完井方式将对后期的产能建设、举升方式、防砂效果、作业措施、稳油控水等产生重要的影响。该文通过分析不同油藏类型的筛管完井水平井的生产状况及出现问题井的原因,对筛管完井的适应性进行了简要评价,对类似油田的完井方式的选择具有一定的指导意义。     

靖平33-13井下筛管完井技术分析与认识

靖平33-13井是2009年长庆油田完钻的1口气井水平井,由于储层垂深多次调整,导致井眼轨迹形成2个分支。针对水平段完井情况和下筛管完井过程存在的问题,进行了下筛管技术难点分析,下筛管固井附件优选。通过多次通井施工和细化下套管技术措施,最终顺利将生产筛管下到设计位置,保证了后期储层改造和生产。研究认为,选用具备旋转拨物功能的旋转引鞋,为套管顺利下入到井底提供了保障;选用合理的通井钻具结构及通井措施,合理加放扶正器,对保证φ114.3mm筛管顺利下入起到了关键作用。     

催化燃烧法用于煤层气脱氧的研究进展

对已报道的国内煤层气开采及脱氧的研究进展进行了综述,介绍了贵金属和非贵金属(过渡金属氧化物型、钙钛矿型等)两类催化剂催化燃烧甲烷在低浓度煤层气脱氧中的研究进展,并对两类催化剂脱氧机理进行了阐述,简要介绍了低浓度煤层气脱氧工艺改进,并在此基础上提出了煤层气脱氧中需要解决的问题和应用前景。     

煤层气井钢质筛管与非金属筛管强度对比实验

为了改变煤层气井钢质割缝筛管完井成本高的现状,探索研制较低强度的非金属完井管材进而实现煤层气井的低成本完井,采用电测法对J55钢质筛管和PVC非金属材质筛管的抗挤和抗弯强度进行测定,并对比分析割缝宽度和割缝密度对两类筛管性能的影响规律。结果表明:钢质筛管的破坏形式主要是刚度/径向失稳破坏,主要表现为整体变形或筛管短轴内壁割缝变宽而外侧割缝变窄并伴有缝端撕裂;而PVC筛管的破坏形式主要是强度破坏;无论对钢质筛管还是PVC材质筛管,增加缝宽和缝密都会降低筛管的抗挤、抗弯强度,但PVC材质筛管的强度随缝宽和缝密的变化不及钢质筛管明显,因而优选非金属新材料制作筛管时,可以适当增加缝密和缝宽,以提高筛管过流面积。     

煤层气井单井动态控制储量计算方法

煤层气单井生产规律与常规气井差异很大,利用常规分析方法很难计算出煤层气井的动态控制储量。本文在煤层气的储集特征以及"解吸-扩散-渗流"规律基础上,利用物质平衡原理、气体状态方程、朗格缪尔解吸规律,建立了煤层气井物质平衡计算数学表达式,绘制了不同压力下解吸气与游离气的比例变化规律曲线,分析了煤层气气藏物质平衡图版与常规气藏物质平衡图版的区别。运用本文建立的方法对沁水盆地潘庄区块煤层气井进行了储量评价,结果表明煤层气井物质平衡储量计算方法准确可靠,对煤层气井的排采分析具有一定的指导意义。     

阜新组煤层气井用压裂液优选研究

由于煤层本身的特殊性,煤层气井的开发一般为压裂投产.在压裂过程中压裂液对煤层的伤害不同于其对常规油气藏储层的伤害.在煤层气井压裂过程中,压裂液与煤层接触所造成的渗透率的降低,一般是由煤基质的割理被堵塞及煤基质对液体的吸附所造成.通过测定5种类型的压裂液对辽河油田阜新组煤层的吸附速率、润湿接触角以及渗透率伤害程度等,优选出了最适宜的压裂液类型,提高了压裂处理的效果.     

中国低煤阶煤层气地质特征

低煤阶煤层气是中国煤层气勘探开发一个相当重要的潜在接替领域.中国含煤盆地的地质构造背景复杂,多数煤田经历了不同期次、不同性质构造及其组合以及应力-应变对煤储集层的改造,煤层气的富集成藏有自身的特点:厚度大、层数多、含气量低、渗透性较好、煤层气资源量和资源丰度大,厚度大而分布广泛的煤层及巨大的煤炭资源弥补了含气量小的缺点,使得低煤阶煤层气具有良好的勘探开发前景.低煤阶煤层气藏开发过程中解吸引起的基质收缩效应造成储集层渗透率增大,从而有利于低煤阶煤层气的开发,易形成工业性气流.低煤阶煤层气成藏过程简单,多为一次沉降,一次调整,如果构造、成煤环境及水文地质等主控因素能够有利匹配,有可能形成煤层气高产富集区.     

水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井技术

采用筛管顶部注水泥完井的水平井占到胜利油田水平井总量的60%以上。该技术的主要缺点在于钻塞过程中易造成套管磨损,钻塞后内壁留有毛刺,影响后期作业效果。为解决钻塞对完井管串 的伤害,设计出集管外封隔器、分级箍、盲板功能于一身的免钻塞完井工具,开展了室内性能试验和施工工艺试验。在筛管顶部注水泥作业结束后采用下打捞矛打捞内套的方式有效避免了钻塞带来的不 利影响,减少了完井作业时间及成本。该技术在胜利油田累计施工40余口井,保障了后期酸洗及填砂作业效果,推动了水平井筛管完井技术的进一步发展。     

QNDN1井煤层气排采的流体效应分析

为了研究煤层气排采时原位煤储层流体的动态效应,基于煤储层动水孔隙度、含气饱和度等储层物性实测成果,结合中国第一口地面多分支煤层气水平井——QNDN1井的排采数据,通过气、水产能及储层压力曲线的耦合分析,探讨了煤层气井排采时储层压力的传播特征;估算了煤层气单井排采范围内的重力水量,水溶气、游离气量;划分了煤层气井排采的游离气运移阶段和煤层气的解吸阶段;指出煤层气排采流体效应的主要影响因素是储层压力和受煤孔径结构控制的煤层气解吸特征。该研究成果对煤层气井排采制度的确定具有指导意义。     

煤层气连通井导向钻井钻头定位方法

基于低频交变磁场的特性,构建了近钻头磁源的低频交变磁场数学模型。根据随钻测量仪器（MWD）的测量原理, 建立测量坐标系,并推导出磁源坐标系向测量坐标系转换的解算方法,从而形成了测量坐标系下的钻头定位方法。在此基础上设计并制作了精确连通导向仪器和工具,配套了磁导向连通井的钻井工艺,并进行了现场应用,结果表明:在常规导向钻具组合基础上增加近钻头磁短节形成磁导向钻具组合,利用参数优化和轨迹实时测量和轨迹姿态控制,在730 m 水平段实现了连接误差小于1 m,使水平井和直井精确连通,为煤层气的开发提供了技术支撑。     

煤层气井分散防固结-定期洗井工艺

针对蜀南煤层气田井筒存在铁盐-煤泥复合垢的问题,开展了室内实验和现场工程相结合的防垢技术研究。通过建立室内实验评价方法,完成了3种有机膦酸和2种聚合物类药剂对煤粉颗粒物的分散性实验和防煤泥固结实验。通过动态光散射及表面Zeta电位测试,分析了药剂对颗粒物粒径分布、Zeta电位的影响,以及影响药剂对煤粉颗粒物分散和防煤泥固结效果的原因。研究结果表明,有机膦酸类药剂中乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPS)分散性较好,但受高铁盐的影响,防煤泥固结能力较差,不适合本区的结垢防治,而聚合物类药剂更适用于此类复杂水质下的结垢防治。根据药剂特性,在现场施工中实施了分散防固结-定期洗井组合工艺,该方案开展3年以来区块煤层气井结垢速率显著下降,检泵周期延长至1.3~3倍,取得了良好的应用效果。     

Productivity control factors and extraction practice of coalbed methane horizontal well

为了揭示煤层气水平井产能控制因素,采用理论分析方法分析了临界解吸压力、含气饱和度及渗透率对水平井产能的控制作用。通过山西沁水盆地南部水平井排采实践,提出了三段式管理井底压力的排采方法,即将排采制度分为井底压力大于临界解吸压力阶段、介于临界解吸压力至0．5倍,I盏界解吸压力阶段、小于0．5倍临界解吸压力阶段分别制定降压幅度。井底压力控制遵循：第l阶段落实地层供液能力,降液幅度小于3m／d;第2阶段缓慢提产,落实煤层气井产气能力,降液幅度为1rn／d;第3阶段稳定配产,维持井底压力,产气量出现下降时缓慢降液,降液幅度为0．5m／d。结果表明：三段式管理井底压力的排采方法有利于区域压降扩展和充分释放煤层气井产能。