煤层气羽状分支井定向钻进煤层预测、轨迹控制与完井技术

沁水盆地煤岩具有特殊的双重孔隙结构,其孔隙系统复杂,呈现多裂缝特征,同时具有低压、低孔、低渗、低强度的特点。通过对泌水盆地煤层物理特征及其羽状分支井井身结构分析,介绍了煤层气羽状分支井轨迹类型以及煤层预测井眼轨迹控制方法,指出沁水盆地煤层气羽状分支井主要是双主水平井眼结构,通过实时跟踪不同钻进煤层状态下随钻录井的显示情况,可以帮助识别煤层、预测井眼轨迹的方向。该煤层气羽状分支井通常采用裸眼完井,应采取多种方法减少钻井、完井对煤层的伤害。     

煤层气水平分支井轨迹设计新方法

煤层气水平分支井技术已成为科学、高效开发煤层气资源的重要手段,而轨迹设计作为该技术的关键组成部分,直接影响到后期的钻完井作业的成败以及煤层气开发效果。煤层气水平分支井轨迹设计涉及多约束条件下的三维轨迹设计问题,目前国内对这方面的研究虽取得了一定的进展,但仍有待于发展和完善。为此,基于空间圆弧轨道理论,建立了一套适合煤层气水平分支井的三维轨迹设计模型,应用矢量分析理论求得了约束变量间的解析表达式,并提出了配套的轨迹设计计算流程,可以在分支爬高高度和现场工具造斜率约束下,准确、快速地设计出合理的煤层气水平分支井井眼轨迹。根据以上模型,采用现代可视化编程技术开发了煤层气水平分支井井眼轨迹设计软件和井眼轨迹三维可视化软件,并完成了一口双分支煤层气水平井的设计。     

鱼骨状水平分支井录井技术探讨与实践

利用鱼骨状水平分支井来提高原油采收率是一项新的高精度、高要求钻井技术。由于地震解释对油层展布在预测精度上存在局限性,如何确保主井眼及各分支井眼成功地追踪油层,使井身轨迹符合设计要求,是录井人员面临的新课题。针对这一课题,以CB26 BP1鱼骨状水平分支井的钻井地质设计与施工为例,探讨了录井施工的3大难点,即录井方法的适应性、岩屑的代表性和钻时的“真实性”,阐述了卡准油层顶界、落实靶点位置和追踪水平段油层的有效方法。该井在钻井施工过程中,利用气测录井全烃值、岩屑录井的岩性识别和槽面显示特征,结合随钻测井的自然伽马和电阻率,参照地层构造特征和地震反演剖面,水平段油层钻遇率为98％,达到了设计要求。     

煤层气羽状水平井井身结构优化设计

为了优质、快速、低成本地完成羽状水平井钻井作业,最大限度地提高羽状水平井单井产量,需要进行钻前井位优选及井身结构优化设计研究。结合沁水盆地南部地区地质特征,分析了影响羽状水平井单井产量的地质因素,指出了断层、陷落柱等破碎地层对煤层气开发和钻井工程的影响;同时,对羽状水平井的主要井身结构参数进行了数模优化,得到了2主支6分支井型的最优井身结构:主支夹角12~18°,主分支夹角39~50°,分支间距150m,水平段进尺4500~5000m。研究结果已在沁南煤层气开发中应用并取得较好的效果。     

定向羽状分支水平井开发煤层气现状及发展趋势

煤层气定向羽状分支水平井技术是目前煤层气工业中一种改造煤层气井开发效果的新技术．受到各国煤层气公司的重视与青睐。文中概述了羽状分支水平井的发展现状．通过其有利的应用地质条件的分析．得出其今后的发展趋势是进一步对羽状分支水平井的地质设计与数值模拟研究。     

煤层气羽状水平井的开采优化

羽状多分支井在煤层气开采中具有巨大的潜力,其井型的优化布置是多分支井成功开发煤层气的关键。目前在煤层气羽状多分支井产能预测和井型优化这方面的研究并不多,给现场生产造成了困难。为此,以多分支井产能数值计算方法为基础,研究了多分支井的分支角度、分支间距和分支长度对产能的影响。结果发现：为了获得较高的产能,多分支井的井筒应垂直于最大主渗透率方向;对于给定的煤层气藏,存在一个最优的分支间距,既能保证较大的控制面积,又能保证分支间的互相影响;随着分支长度的增高,产气量也显著增大,但是考虑到煤层边界和井筒压降的影响,分支长度也应该有一个比较合理的值。     

煤层气分支井轨迹控制技术

煤层气分支井轨迹控制技术包括钻分支井眼、地质导向等技术,是一项技术性强、施工难度高的系统工程。煤层气分支井钻井作业的难点主要有:煤层的稳定性差,易发生坍塌、卡钻等故障;煤层厚度只有3~4 m,个别地区会更薄,井眼轨迹控制难度大;水平段摩阻、扭矩大,加压困难,钻具易失效;工艺复杂,配套成本高。通过优化施工轨道设计,完善施工方案,可以实现轨迹圆滑、安全钻进。中国石化中原石油工程有限公司自2004年开始施工煤层气分支井,屡破中国石化钻井分支纪录,分支最多的一口井是1个主井眼23个分支。     

综合录井仪多井对比系统的研究

提出了一种利用综合录井资料研究井间关系的方法－－多井对比，它利用多元数据分析理论建立数学模型，并通过编制程序由计算机自动对比（也可进行人工对比），从而实现充分利用邻井资料，弥补探井作业信息量的不足，避免实时决策的盲目性，提高工程作业的安全性和经济性，为录井实时数据共享和实时地层分析对比创造了条件，提高了对比分析的准确性，该阐述了多井对比的概念、方法和手段，介绍了对比模型和初步应用实例。     

煤层气录井方法的分析及应用

煤层气属非常规天然气，其储层与常规砂岩储层有很大差别。该通过对目前煤层气录井现状分析，结果10余口井录井完井实践，总结了适合煤层气井的钻时录井、岩屑录井、气测录井、岩心录井、钻井液录井及简易水观测等录井技术方法，并对煤层气层的录井特征做了总结。     

煤层气水平井录井地质导向技术在T-P 08井的应用

煤层气地质导向工作内容包括钻前的邻井资料准备与研究、施工方案的制定、导向施工的现场实施、完钻后的资料总结汇报等,按照时间顺序,重点论述现场煤层气录井地质导向施工的3个关键技术阶段,即导向施工前准备、着陆轨迹控制和水平段轨迹控制。针对煤层气水平井钻探过程中遇到的地质和工程难题,在山西煤层气现场的实际施工中,以T-P 08井为例,从地层的地质特征入手,通过地层倾角计算、地层精细对比、地质模型建立与更新、细分煤层内外部结构特征等技术手段,为地质导向提供基本地质保障,总结出一套切实有效的煤层气录井地质导向方法,并从导向施工前准备、着陆轨迹控制、水平段轨迹控制3个关键阶段进行了应用分析。实践证明,该方法井眼轨迹控制效果较好,可实现水平段井斜角匹配地层倾角在优质煤层中快速钻进。     

大位移井和水平井综合录井技术探讨

钻井工艺技术水平的提高，确保了大位移井和水平井钻探的成功率，却给常规的综合录井技术的应用带来了困难。为保障综合录井功能的发挥，针对大位移井和水平井钻井过程中对综合录井的影响，分别从岩屑录井、气测录井、荧光录井以及工程参数录井等几个方面分析了其影响因素及影响程度，在此基础上，探讨了消除这些不利影响因素的举措和具体实施方法，并根据工作实践，提出了在大位移井和水平井录井钻探中，确保发挥综合录井功能和提高资料采集质量的两点建议。对复杂疑难井综合录井技术方法研究和指导现场录井具有一定的参考意义。     

考虑启动压力梯度的煤层气羽状水平井开采数值模拟

建立了对非均质各向异性双重介质煤层气进行定向羽状水平井开采的数学模型.模型中考虑了与气体吸附、解吸和扩散相耦合的三维气、水两相渗流以及储层的压力敏感性和煤层本身所具有的低渗透特性,即低渗透地层启动压力梯度的影响,同时还考虑了井筒内的压降损失.利用有限差分法对数学模型进行了数值求解,完成了煤层气定向羽状水平井开采的数值模拟,并着重分析了启动压力梯度对模拟产量的影响.计算结果表明,利用定向羽状水平井能够大幅度提高低渗透煤层气的开采效率.启动压力梯度的存在会使煤层中羽状水平井的降压效果变差,从而减少煤层气的产量.     

川东鄂西某页岩气井录测井解释评价研究

页岩气储集层的勘探开发最早始于美国,目前已成为国内非常规气藏勘探开发的重点和热点。2010年来,江汉油田分公司在川东鄂西石柱复向斜某构造钻探了中国石化集团的首口页岩气探井,解释评价研究人员应用气测录井、X射线荧光录井（XRF）等录井方法,结合交叉偶极子声波测井、微电阻率成像测井（FMS）等测井方法,利用多种录、测井解释评价图板,在侏罗系下统自流井组东岳庙段解释了2层总厚度为50m的页岩气储集层,其中井段598.0～646．0m页岩气储集层经射孔及压裂作业,喜获工业气流。通过该井的解释评价,形成了有效的页岩气储集层的解释评价方法和初步判别标准,对国内页岩气储集层的勘探开发具有一定的指导作用。     

水平井录井技术研究与应用

水平井录井过程中,只有数字化精细描述井眼轨迹,才能将录井信息与井眼轨迹以数据的形式联系起来,有效地指导水平井施工。在水平井录井应用软件研发过程中,应用反推法建立了定曲率井眼轨迹数据离散、井眼轨迹盲区预测公式,实现了井眼轨迹的数字化描述,在此基础上将井眼轨迹与录井曲线变化有机地结合在一起。结合水平井现场录井实际,总结出录井气体参数变化反映水平井油气水特征的规律,将该方法用于指导水平井施工,有效地提高了水平井钻遇率,为水平井录井技术的拓展奠定了一定的基础。     

煤层气分支水平井地质导向实践与认识

为满足低成本开发煤层气的需要,渤海钻探公司首次尝试采用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支水平井钻探。通过分析煤层特点,优选导向参数组合,建立水平段地质导向工作流程,研究实践近钻头围岩识别与轨迹控制技术,保证了2口先导试验井的顺利完成。ZP02井MWD钻进井段见煤进尺3105 m,煤层钻遇率88.08%;ZP05井见煤进尺3169 m,煤层钻遇率89.40%。2口试验井的钻探成功表明应用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支井钻探是切实可行的。     

微间距录井法在卡煤层取心及分层中的应用

针对上古生界山西组、太原组煤层较脆、钻时较快的特点，为保证现场煤层卡取心层位和准确划分煤层厚度，结合综合录井仪的钻时录井间距可以根据地质需要人为缩小的功能，使用“微间距录井法”对煤层进行精细卡层。结合现场实例对上述方法的特点及应用效果进行了介绍，以数据对比的方式阐述了该方法的优越性。该方法在现场使用取得了较好的效果，值得在现场推广应用。     

套管开窗侧钻水平井的常规录井

套管开窗侧钻小井眼水平井钻井技术的特殊性及复杂性给传统常规录井带来了严峻的挑战。该文从苏北油田几口老井套管开窗侧钻小井眼水平井的常规录井角度出发,探讨了岩屑录井过程中的迟到时间选择以及岩屑的捞取与岩性识别,分析了对常规荧光录井的影响,指出了常规录井遇到的难点及应对措施。为今后此类井的常规录井积累了一定的经验,具有一定的指导作用。     

水平井录井精细评价方法在扶余地区的应用

在水平井施工过程中,由于受轨迹导向准确性、储集层内非均质性以及油层砂体变化的影响,导致水平段内不同位置的岩性、物性和含油性差异很大,同时由于其工艺的特殊性导致录井资料的质量下降,给解释评价工作带来了一定的难度。为了克服上述问题的影响,从分析扶余地区水平井水平段录、测井参数的响应特征入手,从录井参数中选取气测C1平均值、地化ST、地化含油饱和度So等参数判别储集层含油性;选取热解气相色谱∑nC21-/∑nC22+、TPI、定量荧光油性指数判别储集层流体的可动性;从测井参数中选取有效孔隙度e、渗透率K判别储集层孔渗性。利用这些参数在扶余地区建立水平井录井精细评价标准,该标准在扶余地区实际应用了58口水平井,解释符合率达到了92%,取得了较好的效果。     

综合录井井控监测技术应用现状及发展思考

钻井井控是石油勘探开发中的重要工作,如何实现钻井井控有针对性、有预见性,避免由于井喷失控而造成危害和损失,是石油工作者共同探讨的重要课题之一。围绕该课题,阐述了综合录井在井控中的重要性,针对起下钻与钻进过程,分析了综合录井以dc指数法为基础(成熟区有条件井可依据实测地层压力校正的dc指数),结合钻井液池体积、气测异常、钻井液出口流量与温度的变化以及相关特征参数,实现井筒压力的有效监测,确保井控安全。在此基础上,探讨了随着井控技术的发展和相应井筒检测手段研究的深入,综合录井现有井控监测技术与新的井筒井控监测技术相结合的途径,旨在提供更加可靠的井控监测技术,进而在确保井控安全的同时,实现优化钻井。