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。     

提高煤层气水平井固井质量技术措施

乌鲁木齐矿区大倾角中低煤阶煤层气井普遍采用套管固井射孔完井方式。本文在分析影响大斜度井、L型井固井质量的因素的基础上,主要从调整钻井液性能、提高套管居中度、优化隔离液与冲洗液、水泥浆体系配方优选等四个方面采取措施,来提高水平井固井质量。     

煤层气井钻井工艺及完井技术适应性研究

在分析国内外主要煤国煤层气资源量基础上,可看出中国的煤层气储存量非常丰富,虽然煤层气的开发利用能大大改善我国能源结构,在一定程度上解决能源供给不足,但是不合理的煤层气井钻、完井方式会对储层造成伤害,影响产气量。因此,针对储层的伤害问题,提出了适应煤层气储层的钻井工艺和完井方式,并着重介绍了各种煤层气井钻井工艺和完井技术,分析结果说明: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,从而提高采气量。     

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。     

关于“固井、完井、酸化一体化作业系统”的思考

阐述了射孔完井引起储层损害的原因,并提出了"固井、完井、酸化一体化作业系统"的概念,用以替代传统的射孔完井作业,从根本上解决因射孔等施工手段引起的各种储层损害问题。分别介绍了一体化作业系统使用的镂空套管、填充筒、信号传输器、酸液等主要工具和材料的结构和用途,阐述了镂空套管安装和下放、注水泥、架桥、酸化等4个主要的作业阶段。"固井、完井、酸化一体化作业系统"将固井、完井、酸化作业更加紧密的联系起来,利于工程技术人员统筹规划、协调和实施原本独立的三项作业,既能保护油气层,提高油气井产能,又能节约钻井成本,创造更高的经济效益,是一种有发展潜力的新方法、新工艺。     

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。     

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。     

不同完井方式下注入/压降煤储层参数法测试结果对比

为了得到煤储层参数,采用注入/压降试井法对裸眼、套管、套管内射孔、压裂等不同完井方式下的煤储层参数进行了对比试验与分析。结果表明:在井筒稳定情况下,应首选裸眼井试井方式;在井筒稳定性较差的情况下,应采用套管内测试,而套管内射孔后注入/压降测试次之;裸眼井测试结果能够更加准确地反映煤储层特征,压裂测试结果可以直接指导煤层气井初期的排采工作;套管内射孔后测试由于受到固井、射孔等工序的影响,测试结果没有裸眼井和压裂井测试结果准确;套管内试井应该延长测试时间和注入压力等可控因素,从而获得更加可靠的测试结果。     

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。     

水平井不同完井方式下的产能预测研究

在综合考虑井眼偏心距、储层各向异性、地层损害以及完井方式等因素的基础上,运用理论研究的方法,对目前水平井不同完井方式的产能进行评价。结果表明:不同完井方式表皮系数的确定是水平井产能预测的前提。一般来讲,裸眼完井产能比最高,砾石充填完井方式其次,预充填筛管完井方式产能比最低。本研究对于水平井完井方式的优选具有一定指导意义。     

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。     

中-低煤阶煤层气产能模式及其控制因素-以准南煤田阜康矿区为例

基于对阜康矿区煤层气井生产动态资料分析,对区内煤层气井进行了产能分级并总结出以下三个生产特征：①产水量大,排水期长;②产水降低,产气增高;③稳产期时间长。同时结合各煤层气井生产特征,建立了3种阜康矿区煤层气产能模式,并细分为6个亚类。对影响阜康矿区煤层气产量的地质因素及工程因素进行了重点研究,研究发现：地质因素中煤层气产量与煤层埋深呈正比,深度越大产量越大;而产气量与煤层厚度呈反比,分析认为与煤层非均质性及射孔范围有关;渗透率与产气量表现良好的线性正相关;工程因素中,多层合采,层间干扰严重;产气量与压裂输出排量呈正比,输出排量越大,产能越好。     

煤层气鱼骨状可控水平井完井方法与实践

通过对煤层气多分支水平井井身结构、完井工艺、井壁稳定与污染解除、钻进方式方面进行优化设计,提出了新型鱼骨状可控水平井钻完井工艺及配套技术;成功在现场试验应用9口井全部下入套管或筛管完井,从根本上解决了裸眼多分支水平井裸眼段易垮塌、易堵塞、无法疏通作业、无法增产改造等问题;前进式钻进方式利于钻井期间主支重入及完井管串的下入,通过钻井参数优化及钻井液体系降低分支夹壁墙垮塌风险;而二开井身结构实现全井井眼通径,利于后期维护、作业;通过稳定井壁可降解钻井液体系与氮气气举洗井、分段改造等工艺的配合,有效解决井壁稳定与储层污染的矛盾。     

基于塑性铰模型的煤层气完井筛管抗挤强度分析

根据煤层气完井筛管受力特点建立了筛管受力的塑性铰模型,利用能量法推导出带有初始椭圆度筛管抗挤强度的计算公式,分析了相位角、射孔直径、射孔密度、初始椭圆度、径厚比和屈服强度等影响因素对筛管抗挤强度的影响规律,并对某煤矿使用的筛管抗挤强度进行了计算,与已有的实验数据和有限元计算结果进行了对比。计算结果表明：筛管抗挤强度的塑性铰模型具有很高的计算精度和准确度,可以满足工程实际需要;筛管抗挤强度随着射孔相位角、径厚比和初始椭圆度的增加而降低,随着屈服强度的增加而增加,相位角和椭圆度对筛管抗挤强度影响比较显著;在射孔直径小于12 mm、射孔密度小于120孔/m时,筛管抗挤强度随射孔直径和射孔密度增加变化不明显。建议在实际煤层气完井筛管设计过程中,采用小相位角,严格控制初始椭圆度,适当增加射孔直径和射孔密度,以达到提高筛管抗挤强度和增加过流面积的目的。     

水平井筛管充填通道建立适应性研究

面对南海西部大部分采用简易筛管防砂且水平段长度为300~700m的在生产水平井,筛管充填通道建立适应性研究需进行技术攻关。对常用的应用在套管井中的井下开孔工艺进行对比,优选火工品射孔。通过模拟分析及打靶试验,优化通道的孔径及与射孔设备的匹配度。通过对水平井筛管基管数值模拟及物模试验对比,研究射孔后筛管基管的抗坍塌性能,分析射孔后筛管的承载力能否满足筛管强度要求。     

新型XG—F完井系统在AT4井的应用

在"尾管+筛管"完井方式中,目前较常见的管串结构是:送入钻杆+尾管悬挂器+尾管串+碰压座+浮箍+液压分级注水泥器+管外封隔器+盲管(盲板)+筛管串+引鞋.这种管串结构存在的主要弊端:(1)分级注水泥器不能关闭;(2)必须钻掉浮箍内套;(3)下入过程中分级箍易提前打开.一种新研制的完井系统(XG-F系统)解决了以上问题,其灵感来源于对常见管串结构的改进.通过对AT4井的完井施工过程思路的分析,论述了贯眼完井技术的固井施工难点和应对措施,供固井、钻井技术工作者参考.     

晋城矿区采空区煤层气井施工问题及对策分析

针对山西晋城矿区采空区煤层气井施工问题,以晋城矿区为研究背景,通过调研目前钻井施工情况,并研究采空区的地层特征,总结和分析了当下采空区钻井存在的施工问题,以此为依据提出了相应的解决对策。结果表明:受采空区地层特征制约,目前施工采空区煤层气井主要存在井漏、井壁失稳、钻井安全、固井效果差及完井方式不匹配等问题,而解决上述问题需要从研究钻井新工艺、新材料及优化完井工艺入手。     

晋城矿区采空区煤层气井施工问题及对策分析

针对山西晋城矿区采空区煤层气井施工问题,以晋城矿区为研究背景,通过调研目前钻井施工情况,并研究采空区的地层特征,总结和分析了当下采空区钻井存在的施工问题,以此为依据提出了相应的解决对策。结果表明:受采空区地层特征制约,目前施工采空区煤层气井主要存在井漏、井壁失稳、钻井安全、固井效果差及完井方式不匹配等问题,解决上述问题需要从研究钻井新工艺、新材料及优化完井工艺入手。     

裸眼洞穴完井技术及作用机理分析

裸眼洞穴完井技术是煤层气开发中研究出的一种新兴完井技术，这种完井技术集完井与增产措施于一体，在煤层气开采中取得了显著的经济效益，显示出了强大的生命力。本文根据作者两年的研究成果，详细介绍了裸眼洞穴完井的定义、作用机理、特点及实施技术，并提出了几点认识与同行们进行探讨。     

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。