煤层气洞穴-筛管完井工艺

洞穴完井是单一厚煤层重要的煤层气增产完井技术之一。洞穴完井工艺流程概括为:钻头钻至煤层顶界上3m时停止钻进,进行裸眼地球物理测井,下技术套管,注水泥固井。检查固井质量合格后,钻穿煤层至底板下10m完钻。在完成该段裸眼测井和固井测井后,下入喷射式造穴器造穴,洞穴直径达到1.2m时停止造穴。最后在裸眼煤层段及以下井段安装悬挂式割缝筛管,并密封衬管和套管之间的环形空间。煤层气可以流过筛管割缝进入井筒。     

煤层气水平井割缝筛管优化设计

煤层气水平井割缝筛管的优化设计考虑了割缝参数对筛管抗挤强度和产能的影响。采用有限元数值模拟对比分析了布缝参数对筛管抗挤强度的影响。采用割缝筛管表皮因子模型,计算了不同布缝参数下割缝筛管引入表皮因子的大小。基于遗传算法的多目标优化方法,以筛管最大抗挤强度、最小表皮因子为优化目标,建立了割缝筛管优化设计模型,得出了高抗挤强度、低表皮因子的割缝参数的最优组合。结果表明:煤层气井中的割缝筛管更适宜采用交错布缝;其过流面积可达3%~10%;产气量高的井采用高缝密、短缝长、缝单元内缝数为3或4条的筛管;煤层埋深较深的井,采用低缝密、长缝长、缝单元内缝数为2或3条的筛管。     

煤层气水平井塑料割缝筛管有限元分析与参数优化

割缝筛管完井是煤层气水平井重要的完井方式之一。研究表明,筛管的割缝参数对割缝筛管的强度、应力分布及变形有重要影响。根据有限元的思想,应用Ansys软件建立不同割缝参数下的筛管模型,优化分析缝宽、缝长、缝密度及割缝相位角对割缝筛管抗挤压强度、割缝处应力分布及缝宽变形程度的影响,研究结果为优化割缝筛管设计参数提供了一定的理论依据。     

煤矿井下瓦斯抽采孔完孔筛管研究与强度分析

针对目前井下常用完孔筛管存在的问题和下筛管工艺特点,进行了煤粉粒度分析,确定了筛管的割缝宽度;建立了圆形孔、轴向割缝及周向割缝筛管模型;采用Ansys Workbench分析了不同过流面积比下,不同结构筛管的抗围压强度以及下入强度。研究表明:筛管缝宽6 mm时,通过减小缝间距把过流面积比从4%提高到12%时,井下常用圆形孔筛管的抗围压强度和下入强度变化不大,不影响使用;轴向割缝筛管下入强度虽然较大,但抗围压强度最小且衰减较快,不宜选用;周向割缝筛抗围压强度最大,达到圆形孔筛管的150%,最高下入强度达1 050 N,能完全满足下入200 m筛管所需700 N推力的需要。     

氮气钻井与筛管完井在中浅油层开采中的利用

氮气钻井是使用氮气作为循环介质来冷却钻头并带出井筒内岩屑的钻井工艺技术,一般在深井提速或储层钻进中使用。大庆中浅油层具有低孔渗、低丰度、低产量等特点,采用常规钻井工艺开采会导致储层伤害,大幅降低原油产量。介绍了氮气钻井技术、柴油助返技术以及筛管完井技术在大庆中浅油层中的应用。通过4口井的现场试验和摸索,已经在大庆中浅油层的钻完井中形成了配套技术。还通过现场应用效果分析,说明了氮气钻完井技术在大庆中浅油层开采中的可行性和重要性。     

低渗透底水油蔵水平井控水完井技术

底水脊进问题是在底水驱动型油藏进行水平井开发首先要解决的问题,针对延长油田侏罗系延安组底水油藏天然驱动能量高、油层薄、常规井开发极易形成底水突破的技术难点,在油藏地质特征和底水上升规律研究的基础上,有效地利用了垂向位置优化计算、筛管变密度设计、管外封隔器分段控制,实现了在底水油藏中,低渗透薄油层水平井完井技术的突破,形成了基于等离子割缝筛管完井的分段控水采油技术,提高了无水采油期,保证了延长油田水平井高效开发。     

筛管完井与射孔完井的出砂与防砂力学机理

割缝筛管是经济可行的完井方法，为了预测出砂程度，说明水平井出砂严格程度远低于直井的力学机理，对射孔直井和裸眼水平井进行分析，该文所提出的理论及分析方法为现场的生产实践所证实。     

煤层气井多煤层扩孔筛管完井工艺

织金区块煤层多而薄,且煤层埋深较浅,煤体结构以碎裂煤为主,割理和裂隙发育程度较好,渗透率较高。前期部署实施的织2井,通过分压合采的方式取得了较好的效果。为进一步探索工程工艺技术在该区块的适应性,在织2井采用套管完井,分层分段压裂,多煤层合采取得成功的基础上,优选有利目标区部署了织试1井,采用多煤层扩孔筛管完井方式。从现场应用的效果来看,多煤层扩孔筛管完井工艺不仅满足了织试1井的地质要求,而且丰富了煤层气井的勘探开发手段。     

煤矿井下护孔筛管煤粉颗粒通过性分析及抽采效果试验

煤矿井下煤层钻孔后筛管完孔已成为碎软煤层瓦斯抽采的有效护孔措施。为了研究常规圆孔筛管和割缝筛管的缝眼参数变化对瓦斯抽采效果的影响规律,基于离散单元法,利用PFC3D离散元分析软件建立了煤粉颗粒通过筛管的颗粒流模型,对煤粉颗粒在围压下穿过筛管筛眼或割缝的体积量进行了模拟,研究了筛眼直径、割缝宽度和割缝长度等参数变化对煤粉颗粒通过筛管性能的影响规律;结合模拟分析结果,设计了3种割缝筛管和1种圆孔筛管,并在淮北童亭煤矿864工作面进行了瓦斯抽采效果试验。模拟分析结果表明:同样过流面积下,筛管煤粉通过体积量随筛眼直径或割缝宽度和长度的增加而线性增大,同一筛眼直径和割缝宽度下煤粉通过体积量基本相当,且筛眼直径和割缝宽度对于煤粉通过体积量的影响要远大于割缝长度。现场抽采试验表明:3组割缝筛管瓦斯抽采纯量分别比圆孔筛管提高60.0%,43.3%,33.4%,且抽采51 d后的瓦斯混合流量和纯量也分别是圆孔筛管的约4倍,2.5倍和1.5倍以及约2.5倍,2倍和1.5倍,结合Ф10 mm圆孔筛管煤粉体积通过量分别是缝宽2,3,4 mm割缝筛管的22,6,3.3倍,可以发现减小筛管的煤粉体积通过量可有效提...     

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。     

地面瓦斯抽放井施工技术

煤矿瓦斯灾害是煤矿的"第一杀手",为减少瓦斯灾害,必需贯彻"先抽后采"的瓦斯治理方针。通过实例叙述了地面瓦斯抽放井施工对设备与机具选择、钻井防斜、泥浆选择与维护、下管固井、煤储层保护、筛管与木塞的下入到最后洗井等各环节的施工技术措施。为类似项目的施工积累了经验。     

基于离散元法的瓦斯抽采筛管煤粉通过性优化分析

为了优化分析常规圆孔筛管和割缝筛管的煤粉通过性能,基于离散单元法,用PFC3D软件建立了常规圆孔筛管和割缝筛管的颗粒流模型,结合煤粉的室内试验结果,利用天然休止角模拟试验进行颗粒流模拟参数的匹配,通过对煤粉颗粒穿过筛管筛眼(割缝)体积量的模拟,分析了筛眼直径、割缝宽度和割缝长度等参数对煤粉颗粒通过筛管性能的影响规律。结果表明:穿过筛管的颗粒体积随着筛眼直径、割缝宽度、割缝长度的增大而增大,且等效过流面积下颗粒通过体积量基本随筛眼直径、割缝宽度和割缝长度呈线性关系;但横向对比,同样过流面积下,割缝筛管的煤粉通过体积量远小于圆孔筛管,其中常规φ10 mm圆孔筛管的煤粉通过量可达2 mm×30 mm割缝筛管的33倍。     

文96地下储气库注采井钻井技术

储气库注采井须承受强注强采的工况,对套管柱的密封和层间封隔提出了更高的要求;枯竭气藏储气库储层压力系数低,钻井施工过程易发生漏失、储层保护难度大。针对文96区块地质特征及注采井特殊要求,从井身结构、固井设计、完井设计、储层保护技术等方面开展了详细研究,优化井身结构设计;室内实验优选水泥浆体系,针对储层特点优化固井工艺;设计射孔完井一体化管柱,研究射孔完井一体化投产施工技术,形成了适合文96地下储气库的注采井钻井配套技术。现场钻井实践显示,注采井钻井周期明显缩短、井身质量合格、固井优良率高、完井及储层保护效果好,达到了工程设计要求,充分证明了所研究钻井技术的科学性和实用性,从而保障了文96地下储气库工程按期投产。     

提升油气井固井施工质量的技术探究

固井是钻完井技术的重要组成部分,在钻井技术中占有十分重要的地位。由于固井的特殊性,为了保证固井质量,需要加强固井技术的研究,分析影响固井施工质量的因素,并采取针对性技术措施,提升固井施工质量,对于保障后续施工作业安全、延长油气井使用寿命具有重要意义。     

瓦斯抽采钻孔护孔用割缝筛管抗堵性研究

为了验证常规圆孔筛管和割缝筛管在瓦斯抽采过程中煤粉抗堵性上的差异,利用PFC3D离散元分析软件分析了常规圆孔筛管和割缝筛管的煤粉通过性能,根据模拟结果优选了割缝参数,并在阳泉矿区寺家庄煤矿15117工作面回风巷15号煤层中进行了常规圆孔筛管和3种不同割缝参数的割缝筛管的瓦斯抽采试验。数值模拟结果表明:总体趋势上,割缝筛管的煤粉通过量要小于圆孔筛管,对于割缝筛管,割缝宽度对煤粉通过量的影响要大于割缝长度;现场试验表明:抽采试验中采用割缝筛管护孔的抽采孔平均瓦斯流量和瓦斯浓度分别是常规圆孔筛管护孔抽采孔的6倍和3.8倍,验证了煤粉通过量越小的筛管,其抗堵性能越优,瓦斯抽采效果也越好。     

基于离散单元法的筛管内煤灰颗粒通过性分析

基于离散单元法,用PFC2D软件建立了煤灰颗粒通过筛管的颗粒流模型,研究了筛管内煤灰细观颗粒的通过能力,分析了粒间连接强度、缝径比和围压等参数对筛管内煤灰颗粒通过性的影响规律。结果表明：随着颗粒间连接强度的增加,通过割缝的颗粒体积线性减少;筛管内通过割缝的颗粒体积随缝径比的增大呈增大的趋势,同时为保证煤层结构稳定,缝径比应小于10;总体上讲,穿过割缝的颗粒体积随围压的增大而增加,但存在一定的跃升平台,即在某一井深范围内,煤灰颗粒通过割缝的体积量稳定。     

煤层气超短半径水平井筛管完井技术研究

为解决煤层气超短半径水平井煤层坍塌、煤粉产出造成的频繁修井等问题,维持超短半径水平井连续稳产生产,探讨超短半径水平井筛管完井工艺可行性,重点研究不同材料管柱的屈服弯曲半径,采用Wellplan软件进行超短曲率半径条件下管柱可通过性分析,优化设计管柱组合。基于煤粉颗粒分布、运移速度、过流面积等因素进行高密度聚乙烯(HDPE)筛管参数设计,采用有限元分析法进行筛管屈服强度分析。设计高密度聚乙烯(HDPE)筛管专用送入工具及下入工艺研究,进行案例设计分析,探讨工艺可行性。结果表明:直径116 mm尺寸井眼在曲率半径不小于12 m的情况下可下入直径40 mm高密度聚乙烯(HDPE)筛管完井,筛管本体不发生塑性变形,筛孔附近出现部分塑性变形,塑性变形的体积占筛管实体体积的14.58%,为井筒流体通过提供稳定通道。筛孔可阻挡较大的煤粉颗粒进入井筒造成卡泵,T型割缝具备一定清洁功能,减少煤粉颗粒卡塞割缝。研究结果推进煤层气超短半径水平井工艺技术发展。     

膨胀管技术在河坝1井的应用

膨胀管是国外20世纪90年代开发出来的套管家族的新产品．主要用来优化深井井身结构、预防井壁掉块及坍塌、封堵高压层或低压漏失层、修补井中损坏的套管、在裸眼井径一定的情况下增大产层段泄油面积等。简单地介绍了割缝膨胀管在胜利黄河钻井公司施工的河坝-1井的应用情况。     

煤层气水平井筛管完井工艺实践

水平井已逐渐成为煤层气开发的一种技术手段,但是普通的裸眼多分支水平井存在钻井成本高、施工风险大、排采时煤层易垮塌、后期无法进行改造等难题。通过优化井身结构和施工工艺,采用筛管完井,在水平段下入筛管支撑井壁,可以减少煤层垮塌和进行改造作业,提高煤层气井的单井产量和生产寿命。该技术的应用,实现了煤层气水平井井身结构简约化的转变,大大降低了钻井成本,对促进煤层气的高效开发具有一定的实际意义。     

煤层气水平井玻璃钢筛管完井工艺技术

针对钢筛管完井工艺具有维护井壁稳定、高效防砂、防锈耐腐、安全经济、可实现管柱重入完成通洗井等优点,将玻璃钢筛管完井工艺作为一项新的完井工艺,在煤层气水平井裸眼完井、PE筛管完井技术上进行创新设计。试验结果表明:玻璃钢筛管较低的摩擦因数更利于管柱下入作业,较高的强度有利于保证水平段通道的完整,实现后期水平井段的通洗井作业,非金属的材质有利于煤矿后期的开采作业安全。玻璃钢筛管以冲管为内管可在整个作业过程中建立泥浆循环,可以有效处理下筛管过程中的遇阻现象,并能实现高压水力喷射洗井,更大限度地降低前期作业过程中对储层的损害。该工艺首次在山西煤层气现场施工32口井,累计筛管下入长度40 862 m,成功率100%玻璃钢筛管完井工艺可以促进煤层气开发。