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。     

和顺区块煤层气远端连通水平井钻井关键技术研究

煤层气水平井与常规油气水平井最大的不同是一般不单独施工水平井,而是与预先钻好的直井连通,水平井产气,直井排采。采用水平井技术开采煤层气可有效增加供给范围、提高导流能力、提高单井产量,但特殊的工艺也给施工水平井增加了技术难度。本文阐述了在沁水盆地和顺区块施工煤层气水平连通井所采用的井眼轨道优化设计、井身结构优化设计、钻井液优化设计、轨迹控制、水平连同、钻井液维护等关键技术,介绍了中石化华东分公司在沁水盆地和顺区块实施的由和1井、和平1井组成的水平连通井组的设计与施工情况,并对今后在该地区实施水平连通井提出了建议。     

煤层气多分支水平井录井综合导向技术研究与应用

地质导向技术作为煤层气多分支水平井核心技术之一,一直被国外专业技术公司垄断。2010年借助渤海钻探公司煤层气多分支水平井独立总包业务,第二录井分公司持续开展了综合录井与不同随钻测量工具相结合的地质导向技术研究。通过分析地质构造特征,根据钻井工艺特点,导向参数优选,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,形成了系统的煤层气多分支水平井录井综合导向技术。截止到目前,应用该技术在山西沁水盆地郑庄区块完成了24个井组221个井眼的施工任务。创造了煤层气多分支水平井施工以来的十余项钻井技术指标。该项技术的建立打破了国外公司对该领域的垄断,为低成本高效开发煤层气提供了有力的技术支撑。     

延川南煤层气V型水平井组钻井关键技术研究

煤层气V型水平井组是一种新型的水平连通井组。该井组是由两口水平井与一口直井组成,并实现远端连通,完井后由两口水平井提供泄流通道,直井进行排采生产。其钻井工艺主要包括井身结构优化技术、井眼轨迹优化设计与控制技术、水平井与洞穴井对接技术、煤层造洞穴技术、固完井技术等。本文系统地论述了煤层气V型水平井钻井工艺的关键技术要点,并在华东分公司实施的延5-V1型井组中得到成功的应用,为未来延川南煤层气的高效勘探开发提供了技术参考。     

煤层气仿树形水平井钻井关键技术研究

煤层气仿树形水平井是在普通裸眼多分支水平井基础上创新的一种新型水平井井型,通过将多分支水平井的主支建在稳定的煤层顶板或底板上,分支由主支侧钻进入煤层,再从分支侧钻若干脉支。一个主支与若干分支以及每个分支上的若干脉支,构成了主支长期稳定并可监测和重入维护的仿树形多分支水平井。本文系统阐述了该种井型成功实施的关键钻井技术,包括顶板泥岩造穴和连通工艺、固壁工艺、井眼轨迹控制技术、定点悬空侧钻技术、复合携岩技术等,能够为这种新型水平井的施工提供一定的技术指导,同时仿树形水平井的成功实施,为煤层气高效开发提供了一种新的手段。     

煤层气水平井钻井工程因素对煤粉产出影响的数值模拟——以柳林区块为例

煤粉产出是制约煤层气开发的关键因素。影响煤粉产出的因素包括静态和动态因素,钻井工程是动态因素中影响煤粉产出的重要因素之一。以柳林煤层气区块为例,从井壁稳定性角度出发,运用ANSYS软件建立了二维、三维模型,分别模拟了不同钻井方位、钻井液密度、井眼半径、井斜情况下井壁的受力和变形,分析了煤层气水平井钻井工程因素对煤粉产出的影响。研究表明,井眼大小和井斜对煤粉产出的影响较大,而井眼方位和钻井液密度对煤粉产出的影响较小;井眼方位沿最大水平地应力方向时,井周等效应力差值最大,应力集中最明显;钻井液密度过大会导致井壁拉伸破坏;水平井钻进过程中,井眼半径越大、井斜越大,越易产生煤粉。为了减少钻井因素导致的煤粉产生,建议研究区水平井钻进时,井眼方位选择沿最小水平地应力方向,水平段选用清水钻进,水平段井眼倾角尽量与煤层倾角保持一致。研究成果为煤粉管控措施提供参考。     

贵州新田矿区顶板L型水平井煤层气抽采技术

针对碎软煤层瓦斯灾害频发、瓦斯抽采困难、顺煤层水平井钻进困难的问题,在借鉴“虚拟储层”思路和页岩气开发技术的基础上,以新田矿区9号煤层为对象,研究分析了煤层顶板L型水平井分段压裂抽采技术。通过目标区及目标层位优选、井身结构优化、井眼轨迹精准控制技术、多簇定向射孔分段压裂精确优化工艺技术及排采作业精细控制技术,形成了煤层顶板L型水平井煤层气高效抽采技术体系。结合工程实践,顶板L型水平井在新田矿区取得了产能突破,最高日产气量达到了5 334 m³/d,并获得了长期稳产高产的试验结果。顶板L型水平井分段压裂高效抽采技术的成功应用,为具有类似地质条件的高突矿井煤层气抽采及煤矿区瓦斯治理提供了技术方向引领。     

深部煤层气水平井测-定-录一体化地质导向技术

我国深部煤层气资源丰富,目前已逐步进入勘探开发阶段,但经济高效的煤层气井数量偏少。钻井工程导向技术是制约煤层气水平井产能的首要因素:一方面,要求着陆井段轨迹平滑,使着陆层位和角度与地层参数相互匹配,以免造成后期排采设备故障率高、排采不连续的现象;另一方面,水平段煤层钻遇率尽可能高,以保障供气充足。基于此,在总结前期深部煤层气水平井地质导向经验基础上,提出集测井、定向、录井技术于一体的地质导向技术,最大限度优化井眼轨迹,提高靶点着陆准确度和水平段煤层钻遇率。该技术主要流程为:根据前期有限的钻探、地震等资料建立目的层地质模型,钻井工程实施过程中通过垂直井段获取钻遇地层的测井参数响应值,水平段钻进时实时对比定向和录井参数,及时校正随钻伽玛,利用GeoWorks软件进行层位对比和划分,并建立动态地质模型,进而调整和预测后续井眼轨迹。通过沁水盆地横岭区块HL-U-04井实例应用,该技术取得了良好的应用效果,施工周期缩短了30%,煤层钻遇率提高了24.47%。该井完钻后连续油管压裂套管压力在5.7 m³/min的排量下稳定维持在35 MPa,达到了储层改造效果,投产后该井排采...     

山西沁水盆地3号煤层水平井施工技术探究

近年来,建设单位在山西沁水盆地郑庄区块部署较多的煤层气水平井,目的层为3号、15号煤层气储层,施工中受技术及地层因素的影响,多次出现煤层顶板坍塌、卡钻甚至埋钻事故,严重地影响了钻井效率,造成极大的经济损失。针对施工中存在的技术问题,采用无线随钻仪器双伽马技术来控制施工轨迹沿煤层夹矸钻进的方法来指导施工,通过对仪器电信号数据的充分辨识和利用,基本摸清了煤层赋存形态及结构,控制了施工轨迹;采用多种方法进行通井、遇阻划眼,确保井眼圆滑通畅。取得了快速、安全、高效的施工效果,达到了顺利完井的目的,解决了该区块水平井施工的技术难题,对该区水平井的施工具有指导意义。     

贵州织金煤层气非储层水平井开发技术研究

直井开发煤层气钻井和压裂成本高,控制面积小,单井产气量低;煤层内水平井钻进难度大,风险高,薄煤层中井眼轨迹控制难度大,钻井液有害固相对储层伤害严重,采收率低。基于此,分析贵州织金区块煤系地质构造,提出在煤系地层内稳定的非储层内布水平井,通过压裂造缝沟通水平井上下煤层同时开发多层煤层的新思路。与常规开发方式相比,非储层内水平井具有钻井风险小、储层伤害小、单井产量高的优点,同时还可以开发煤系致密气和页岩气,提高非常规天然气利用率。研究非储层内水平井开发贵州织金煤层气技术,为解决贵州煤系地层煤层多而薄、层间距小等特性煤层气开发难题以及综合利用煤系气提供新的方式。     

地质导向技术在煤层气鱼骨状水平井关键技术环节的应用探讨

鱼骨状多分支水平井为煤层气开采中的常见井型,与其它井型相比,具有最大限度地增加泄油面积、充分利用上部主井眼、节约钻井费用等显著优点,提高产量与采收率,已经成为高效开发油气藏的理想井型。针对此类井型现场施工难点,渤钻二录地质导向人员,结合近年来在煤层气水平井施工经验,在鱼骨状水平井分支轨迹如何合理展布及主支优化、主支侧钻、筛管下入等关键控制技术上进行改进,总结出一套有利于鱼骨状水平井施工的控制措施。     

松软低渗储层煤层气水平井小型压裂测试技术应用

为提高晋城矿区赵庄区块U型水平井煤层气开发效果,提出采用小型压裂测试技术来指导煤层气U型水平井分段压裂改造。利用小型压裂测试闭合后的压力数据求取相关地质参数,根据降排量测试结果求取管柱摩阻。小型压裂测试结果表明,赵庄区块煤层气水平井存在近井地带摩阻高、压裂液滤失量大、裂缝复杂等问题。利用测试结果优化了正式压裂施工设计方案,保障了压裂施工成功及压后效果,为赵庄区块煤层气水平井高效开发提供了技术支持。     

煤层气多分支水平井钻井常见问题及保障措施

煤层气多分支水平井具有单井产量高、采出程度高、经济效益好等优势.通过对已有煤层气多分支水平井钻井过程中固完井、井身结构及井眼轨迹、钻具组合、钻井液、钻井参数等方面进行分析,总结现阶段多分支水平井实钻中常见的主要问题,分析其发生的原因,并找出优化后的保障措施,为未来煤层气多分支水平井钻井工程提出建议.     

大庆地区水平井旋转导向优快钻井技术

大庆油田松辽盆地北部钻井过程中面临着水平井井壁易失稳、水平段长净化难度大、井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大易发生卡钻等技术难题,影响了勘探开发效益。因此,通过水平段使用旋转导向钻井技术,采取井眼轨迹精确控制、激进式钻井、旋转导向防卡等技术措施,既降低了摩阻扭矩、保证了井眼轨迹平滑,又引导水平井井眼轨迹在优质储层中有效延伸,提高了钻井效率,实现增产目标,该技术为国内水平井安全高效钻进提供了借鉴。     

沁水盆地深部煤层气水平井定向钻进地质导向技术

沁水盆地内深部煤层地质构造较为复杂,对水平井定向着陆点控制及水平段钻进轨迹控制构成新的挑战,传统基于导眼钻进探查所得的目标层及紧邻相关层位地质特征数据及岩性判别等方法,难以满足实际定向钻进过程中精准轨迹控制,无法实现顺层钻进的要求。为了解决深井水平定向钻进控制问题,提出了一套适用于适用于深部煤层气水平定向钻进地质导向技术,通过前期谐振解析分析判断目的煤层地质构造情况,设计施工导眼获取目标地层参数,采用精准着陆技术和水平段地质导向技术完成钻井工作。该技术在沁水盆地武乡南区块WXN-T27-L1井试验应用,钻进水平段长708.00 m,煤层钻遇率达85.51%,显著提高煤层钻遇率、缩短钻井周期。     

煤层气水平井气体作业技术研究与应用

随着煤层气开发技术的发展,水平井逐渐成为煤层气开发的主流井型。但水平井排采过程中的出砂、出煤粉问题导致井筒堵塞,严重制约了水平井的稳定排采。因此,如何实现水平井高效清理,日益受到煤层气行业的重视。本文以沁水盆地华北油田煤层气开发区块水平井开发实践为基础,分析了水平井低产原因：一是煤粉、石英砂等固体颗粒堵塞井筒、筛管,煤层气不能顺利产出;二是煤粉堵塞近井筒地带渗流裂缝,人工裂缝导流能力下降。针对低产原因,创新应用水平井气体作业技术,取得了较好的应用效果,为今后煤层气的开发提供了新思路,具有较高的推广应用价值。     

沁水盆地煤层气水平井对接技术研究

首先对沁水盆地的地理位置、构造特征、煤层研究、沁水盆地钻井现状等作了阐述;对该区域煤层段井眼失稳机理进行了研究,从该区域的井身优化、钻井液的控制、相关的工程技术措施等方面进行了分析,为该区域煤层段井眼失稳做了必要准备。其次,对该区域的对接水平井的井身结构进行了优化设计、井眼轨道类型进行划分,对轨迹控制技术进行了分析,优选了钻具组合和钻进参数,为今后沁水盆地煤层气水平对接井的钻井技术提供了一定的借鉴。提出了在沁水盆地进行水平对接井钻井技术,为该技术在沁水盆地的应用提供了钻井技术方面的参考和支持。     

大庆油田水平井井眼轨迹设计及优化

大7庆油田针对外围三低油藏、致密油区块等难采储量,大力开展水平井钻井技术并取得了预期效果,但水平井轨迹的控制有很多技术难点。对于水平井井眼轨迹设计时可能遇到的轨迹控制点设计、着陆点计算、断点深度确定等技术难点及造成实钻井眼轨迹与设计井眼轨道出现差异的原因进行了综合分析,为今后水平井井眼轨迹设计及优化提供依据。     

煤层气水平井技术应用分析及优化

全国主要煤层气区块15年以上的开发实践表明,不同地质条件下,相同的水平井技术开发效果差异较大,可复制性差,亟需进行技术优化。基于水平井技术应用典型案例的数据统计分析,研究了井型、井身结构、完井方式、储层强化技术、排采装备及工艺的优化方法。结果表明,井型和井身结构对煤层气高效经济开发起决定性作用。U型和L型水平井最具推广应用价值。井身结构优化应保持水平段井眼平滑,U型井水平段井眼下倾,L型井水平段井眼上倾且设置沉煤粉“口袋”。根据地应力、煤层埋深和渗透性选择完井方式,低地应力、埋深浅的高渗煤层,水平井段采用筛管完井|高地应力、埋深大的低渗煤层,水平井段采用“套管水泥固井+分段密集多簇射孔+大规模水力压裂”技术。排采设备优选“杆式泵+抽油机”组合,实施智能化、精细化排采,严格管控“上产—稳产”阶段的排液速率,保证水平井高产稳产。     

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。