煤层气U型井水平井套管完井技术探讨

U型井是煤层气资源开采的一种新型模式,以往经验,U型井水平段多在煤层钻进,采用裸眼或割缝衬管方法完井,但这种方法在煤层顶、底板水平钻进段效果不佳,本文依据工程实例,介绍了套管完井技术在煤层气U型井水平井中的成功应用,不仅保证了井身质量合格,而且为后期压裂排采提供了保障,在类似煤层气U型井水平井完井作业时具有良好的应用前景,可逐步推广。     

乌鲁木齐矿区煤层气井完井方式优选

针对乌鲁木齐矿区、阜康矿区大倾角中低煤阶煤层气井套管固井射孔完井、筛管完井与洞穴完井增产效果进行现场试验.收集同种井型不同完井方式产气效果,通过同样储层物性条件套管固井射孔完井、筛管完井与洞穴完井产气效果分析得出适应乌鲁木齐矿区、阜康矿区的完井方式—套管固井射孔完井.     

煤层气井完井及保护煤层技术初探

本文以保护煤层为出发点，提出了根据煤层特性选择完井方法和井底连通参数的原则，介绍了裸眼完井、裸眼洞穴完井和套管射孔完井三种主要的煤层气井完井方法，阐述了它们对煤层及顶底板的要求，以及实施技术。简述了四口煤层气井的试验情况，提出了进一步开展煤层气完井技术研究的建议。     

沁水盆地南部高煤阶煤层气水平井地质适应性探讨

沁水盆地南部煤层气水平井开发10 a实践表明,相同地质条件下不同类型水平井开发效果存在较大差异,亟需就水平井开发地质适应性进行深入研究。基于樊庄一郑庄区块水平井开发现状,通过生产数据统计分析,结合煤矿井下观察和室内实验,研究了水平井完井方式、储层改造方式的地质适应性。结果表明,地应力大小、方向和煤体结构决定水平井完井方式。水平井完井方式主要包括裸眼完井、套管或筛管完井等,在保证水平井井眼稳定的前提下采用裸眼完井经济效益最好。但埋深超过600 m时,煤岩承受的垂向应力大于抗压强度,裸眼水平井易垮塌,应使用筛管、套管完井;当埋深为600～700 m时,筛管水平井产量可达3 000 m~3/d以上,可用筛管完井;当埋深大于700 m,需要进行压裂,用套管完井。水平井井眼走向与煤层最大水平主应力方向之间夹角越小,井眼受到的有效应力越大,裸眼井眼越容易变形垮塌,应采用筛管、套管完井,当水平井井眼走向垂直于煤层最大水平主应力方向时,裸眼水平井产量最高,可以采用裸眼水平井完井。水平井井眼穿过碎粒、糜棱煤发育区,裸眼井眼易垮塌,裸眼水平井平均单井产气量仅1 000 m~3/d左右,而筛管水平井可以达到4 500 m~3/d左右,应采用筛管完井。煤层微观裂缝发育程度和垂向非均质性决定水平井是否需要压裂,微观裂缝发育程度可以用裂缝指数定量表征。当裂缝指数高于100时,筛管水平井产量一般高于3 000 m~3/d,开发效果较好;当裂缝指数低于100时,储层渗透性差,单井控制面积小,筛管水平井产量低于1 000 m~3/d,分段压裂后储层渗透率提高,产量达到7 000 m~3/d以上。煤层垂向上存在局部裂缝指数小于100的低渗层时,气体垂向渗流阻力大,筛管井产气效果差,需进行分段压裂,分段压裂水平井产量可达到8 000 m~3/d以上。     

RMRS偏心连通技术在煤层气水平远端对接井中的应用研究

针对目前水平井与直井连通时,出现洞穴坍塌、连通过正,造成产气通道堵塞,影响捞砂、下泵、修井等后续作业等难题。提出利用6刀翼锻铣工具对造穴井段玻璃钢套管锻铣,利用ZXQ-145扩眼工具造穴,洞穴规则,不易坍塌|连通前后严格控制钻时,避免由于井底压力波动、钻具震动等因素对洞穴煤层扰动,造成洞穴坍塌|通过偏心连通理论分析,依据施工实践,优选钻进参数、计算偏移量、控制井眼轨迹等,有效消除仪器误差|利用近钻头旋转电磁测距导向技术,在沁水盆地潘庄区块郭南村附近,实施了一组U型远端对接井,两井井口间距离764m,在井深1099.37m处实现偏心连通。该技术是对煤层气水平井连通工艺的进一步完善。     

RMRS偏心连通技术在煤层气水平远端对接井中的应用研究

针对目前水平井与直井连通时,出现洞穴坍塌、连通过正,造成产气通道堵塞,影响捞砂、下泵、修井等后续作业等难题。提出利用6刀翼锻铣工具对造穴井段玻璃钢套管锻铣,利用ZXQ-145扩眼工具造穴,洞穴规则,不易坍塌|连通前后严格控制钻时,避免由于井底压力波动、钻具震动等因素对洞穴煤层扰动,造成洞穴坍塌|通过偏心连通理论分析,依据施工实践,优选钻进参数、计算偏移量、控制井眼轨迹等,有效消除仪器误差|利用近钻头旋转电磁测距导向技术,在沁水盆地潘庄区块郭南村附近,实施了一组U型远端对接井,两井井口间距离764m,在井深1099.37m处实现偏心连通。该技术是对煤层气水平井连通工艺的进一步完善。     

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。     

割缝筛管完井技术在塔里木油田的应用

割缝筛管完井技术越来越广泛地被应用于开发勘探中,塔里木油区采用水平井钻井技术和割缝筛管完井技术,取得了比较好的经济效益,该文通过对TH102H井的完井施工过程分析,论述割缝筛管完井技术的固井施工特点,供钻井工作者参考。     

煤层气水平井造穴及解堵造缝技术探索与实践

针对常规筛管及套管完井的单支水平井完井后储层污染比较严重的问题,创造了一种新的造穴造缝解堵工艺来减少储层污染和进行增产作业。采用气体波动压力动力坍塌扩孔增大煤储层裸露面积和沟通裂隙,然后循环洗井,携带清除裂缝和孔隙中煤灰,提高井筒周围煤储层渗透率。试验结果表明,该技术结合了造穴和压裂技术的优势,既消除了井眼周围的污染带,又增加了煤层的导流能力,为煤层气水平井污染解除和增产改造提供了一个新的思路。     

超深大斜度井Ф177.8mm/Ф193.7mm尾管悬挂固井技术

元坝10-侧1井是中石化部署的一口勘探开发一体化井,该井原设计井深7150.0m,实际钻至长兴组循环测后效时油气显示较好,气测最高全烃68.40%,油气上窜速度29.36m/h。根据此井的油气显示情况决定采用回填导眼段,采取侧钻定向井开发长兴组优质储层,侧钻后井深增加至7273.0m,裸眼段增长至2045.0m,造斜段长达883.0m,全井最大井斜达到79.14°,井底位移668.46m。本井属于易漏失、超长封固段、小间隙尾管固井范畴,通过对悬挂器及附件的选型、强化下套管和钻杆技术措施、使用高效前置液、优选水泥浆体系等一系列措施解决了该井套管顺利下到位和固井技术难点。     

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。     

地质岩心钻孔人工造斜方法实践

在岩心钻探施工过程中,钻遇岩(矿)心脱落需要补取岩心,或钻具脱落、埋钻和烧钻需要绕障时,人工造斜方法是解决问题的有效手段。钻孔较浅,造斜孔段刚好在变径后的位置,且上部孔壁稳定,易于扩孔和下套管,宜选用异径偏心楔人工造斜;钻孔较深,不能改变口径,造斜孔段岩层硬度较大,宜选用同径偏心楔人工造斜;钻孔较深,造斜孔段岩层硬度不大(如煤系地层中的煤层、泥岩等),宜选用同径自然造斜。选用偏斜楔造斜时,偏斜楔长度、偏斜角大小和导斜槽直径的合理选择,偏斜楔下入钻孔过程中的正确操作;选用同径自然造斜,水泥浆灌注孔段位置确定、水泥浆凝固后达到一定的强度和造斜过程中合理的钻进参数,是造斜成功的关键。     

三软不稳定煤层深孔注水防尘与注浆防片帮技术

为降低综放工作面煤尘浓度及控制煤壁片帮,针对白坪煤矿三软煤层情况,对工作面煤层进行了深孔注水防尘与注浆加固煤壁。首先采用ZDY-3200钻机施工60～80 m深的注水孔;然后在注水孔周围6 m内使用ZBQ-6/2.5型钻机施工深9 m、间距0.6～1.2 m、排距0.8～1.0 m的煤壁注浆孔;选用MRB125/31.5型注水泵用12～14 MPa压力对煤层注水压裂,再用5～8 MPa压力反复间歇式注水。现场应用效果表明,采用该技术能够使煤层水分由4%增至5%～6%,回风巷煤尘平均质量浓度269 mg/m3降至108 mg/m3;工作面煤壁片帮范围由占煤壁总长的50%～70%减少到10%～30%,有效地解决了煤壁片帮问题。     

煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔中的应用

针对煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔完孔中应用时存在的悬挂可靠性差、 全孔下入筛管成本高等问题,研究了穿层孔筛管悬挂装置的最优卡爪长度,优选了配套钻头,并在淮北芦岭煤矿进行了现场应用.应用结果表明:当悬挂装置卡爪长度95mm时,在常用?103mm孔径的大倾角穿层孔中悬挂可靠,三翼开闭式钻头岩层钻进效率高,中心翼片打开可靠....     

DP6水平井φ311.15mm井眼侧钻技术探

DP6井是华北分公司在大牛地气田布置的一口长水平段水平井。该井设计造斜点井深2510.00 m,在φ311.15 mm井眼内以平均4.85°/30 m的增斜率增斜钻进至A靶点,增斜钻进至井深3033.05 m时钻穿目的层至下部煤层。为了实现钻井目标,避免煤层坍塌的风险,决定采取上调靶点垂深、填井侧钻的补救处理措施。文章结合老井眼实钻轨迹情况,对侧钻工艺、侧钻点的选择、侧钻井眼轨迹调整、高井斜侧钻技术难点及采取的相应技术措施等进行了分析,对侧钻钻具组合、侧钻施工情况等进行了介绍。该井的成功侧钻为以后同类大井眼侧钻提供了现场经验。     

许疃矿72煤工作面破碎顶板超前预注浆加固控制技术研究

 本文以淮北矿区许疃煤矿71、72煤层为工程实例,根据其分叉合并、层间距变化大、采空区下顶板破碎等特点,采用实验室力学实验、现场实测、理论分析等方法,对71煤层开采后底板的破坏深度、工作面破碎顶板的有效控制方式进行了研究;设计了破碎顶板的注浆参数,并采用“更换钻头”与“跟管钻进”埋设注浆套管的新方法,解决了破碎顶板钻孔、埋设注浆套管难的问题。通过未注浆工作面于注浆工作面的矿压显现与巷道表面位移对比,总结了顶板控制效果,得到72煤破碎顶板的有效控制技术,为淮北矿区72煤破碎顶板控制提供了理论依据。     

液压马达钻机施工顺层钻孔试验

针对高瓦斯及突出煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工困难的问题,寻求一种新的钻孔施工技术。通过对煤矿井下煤层地质条件的分析,对孔底液压马达驱动钻头旋转结合水射流破煤的钻孔技术进行了试验研究。试验表明:该钻孔工艺技术有利于充分利用水力能量,降低钻杆磨损,减少了钻杆折断的概率;新型PDC钻头能更好地与煤层相适应,大幅度地提高了破煤效率,提高了钻进速度。     

松软高突煤层钻孔施工防垮孔、喷孔技术研究与应用

当东风煤矿M9煤层采用顺层钻孔作为区域煤与瓦斯防突措施钻孔时,在施工中出现垮孔、喷孔等现象。通过分析施工原因,调研该类煤层钻孔施工预防垮孔、喷孔设备及措施,选择使用三棱钻杆、防喷钻杆及孔口防喷装置,在保证施工现场安全的同时,有效提高了钻孔施工进度。研究为松软高突煤层钻孔施工提供了可行的思路。     

松软突出煤层穿层洞穴完井钻孔瓦斯抽采实践

基于地面煤层气井裸眼洞穴完井的抽采实践经验,探讨了煤矿井下穿层洞穴完井钻孔煤层瓦斯抽采增产机理,分析了松软突出煤层穿层钻孔的造穴工艺技术和注意事项,并在呼鲁斯太矿区进行了现场试验考察。试验结果表明,穿层洞穴完井钻孔在扩大抽采钻孔影响范围、提高瓦斯抽采量和延长钻孔有效抽采时间等方面具有优势。在200d的抽采时间内,穿层洞穴完井钻孔的瓦斯抽采量为穿层钻孔的6．6倍;抽采200d后,穿层洞穴完井钻孔的瓦斯抽采量为61．6m^3／d,而穿层钻孔的瓦斯抽采量为3．68m^3／d。     

松软低透性薄煤层中水平对穿连通井钻井技术

乌兰煤矿煤储层具有煤质软、散,钻遇地层倾角大,目的层埋深浅等特点,造成钻井施工中存在井眼轨迹控制难度大、漏失严重、固井困难等问题。针对所遇到的问题,在井身结构设计、设备选择及钻具组合、钻进参数、井眼轨迹控制、钻井液、套管以及固井技术方面采取了有效的技术措施,在松软低透性薄煤层中实现了水平长距离成孔(煤层段中最长穿行距离达到223.73 m),与直井成功对穿连通。通过对乌兰矿煤层气水平对穿井施工工艺的分析,总结了在松软低透性薄煤层中实现水平对穿连通井钻井、成井的施工经验。