煤层气多分支水平井钻井关键技术探究

多分支水平井钻井技术是目前开发煤层气最有效的技术之一,多分支水平井钻井是一项技术要求高、施工难度大的系统工程。本文结合目前国内煤层气多分支水平井的发展情况,分析了钻井时井壁失稳的因素,提出了井壁稳定控制的技术,总结了其现有成果,可为同类多分支水平井钻井井壁的控制提供借鉴。     

煤层气多分支水平井的最新进展及发展趋势

多分支水平井是开采煤层气的重要手段.多适用于中、高煤阶煤层,煤层机械强度较高,力学性质稳定;地质条件要求埋深适中,煤层厚度适中,横向连续稳定分布,煤层中夹矸不发育,构造稳定,避开断层和破碎带.煤层气多分支水平井技术最主要的优点表现在,单井产气量高、采收率高、生产周期短、井场占地面积少.不同地质条件需采用不同井型多分支水平井,其经济效益与社会效益不同.     

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.     

煤层气多分支水平井施工工艺

以潞安矿区第一口多分支水平井LA-01H的实钻工程资料和现场施工经验为基础,总结了LA-01H井钻井工艺特点,深入剖析钻井工艺中的经验和教训。通过对多分支水平井进行技术研究,为煤层气开发提供了一种新的方法。     

煤层气多分支水平井技术探讨

煤层气多分支水平井是集钻井、完井及增产措施为一体的煤层改造技术,近年来在国内有较大发展。结合国内当前煤层气多分支水平井的发展状况,对其技术难点和关键技术进行讨论,并得出几点认识。     

煤层气多分支水平井防塌可降解屏蔽暂堵钻井液研究

多分支水平井技术的突破,有效地改变了我国煤层气开发模式和产业发展步伐。本文针对煤层气水平井钻井过程中遇到的井壁稳定性问题和钻井液对煤储层的伤害问题,在煤储层伤害敏感性评价的基础上,通过室内实验对钻井液基浆进行了优化配置,优选出了能够有效防止井壁坍塌、降低储层伤害的储层保护钻井液体系。     

双分支水平井钻井的设计实践

桩1－支平1分支水平井是为适应提高勘探开发总体效益,急开发老油田的剩余油资源及特殊油藏的需要,在国内首次试验完成的双分支水平井,本文重点讨论了双分支水平井工程设计,钻井工艺,钻井液及塑性水泥固井等。通过该井的钻井实践,探索了适合适胜利油田钻井工艺技术特点和装备水平的双分支水平井钻井技术。     

双分支水平井钻井的设计实践

桩 1 -支平 1分支水平井是为适应提高勘探开发总体效益 ,急开发老油田的剩余油资源及特殊油藏的需要 ,在国内首次试验完成的双分支水平井。本文重点讨论了双分支水平井工程设计、钻井工艺、钻井液及塑性水泥固井等。通过该井的钻井实践 ,探索了适合胜利油田钻井工艺技术特点和装备水平的双分支水平井钻井技术。     

多分支水平井技术在大佛寺井田煤层气开发中的应用

彬长矿区煤层气资源丰富,具备煤层气地面开采的良好条件。为降低矿井瓦斯含量,提高矿井安全系数,开发煤层气资源,在彬长矿区大佛寺井田实施一组煤层气多分支水平井,开发、利用4号煤层的煤层气。该井水平段采用地质导向及充气欠平衡技术,实现了井眼轨迹的精确控制和煤储层保护,提高了单井产气量。     

分支水平井技术在胜利油田特殊油藏的应用

阐述了分支水平井的特点、适宜条件、技术优势和技术难点，介绍了胜利油田利用分支水平井技术开发“水上漂”油层及薄层状互层等特殊油藏的情况及自主开发的分支井系统、钻井液和塑性水泥固井等关键技术。     

沁水盆地基于储层保护的煤层气水平井钻井液的研究

清水作为煤层气水平井钻井液存在以下不足：与地层水相比,矿化度偏低存在水敏性损害;与地层水配伍性差,有结垢现象;不能有效絮凝细小煤屑颗粒,造成固相污染储层;返排能力不足。针对清水钻井液的不足,通过引入无机盐、防垢剂、表面活性剂和低分子量絮凝剂对清水钻井液进行改进。在此基础上,优选出煤层气水平井钻井液配方：清水+0.5%防膨絮凝剂PXA+0.5%防垢助排剂GPA。性能测试结果表明,改进后清水钻井液与煤层水、黏土矿物具有很好的配伍性,返排和絮凝能力增强,具有优异的储层保护效果。     

基于煤层气水平井的可降解聚合物钻井液研制与应用

为解决清水钻进带来的煤层井壁严重失稳问题,开发出可降解聚合物钻井液,其组成为：清水+0.1%纯碱+0.5%可降解聚合物DPA+1.0%润滑剂WLA。性能测试结果表明,可降解聚合物钻井液较清水具有强的防膨性,侵入煤层深度浅,对煤岩强度影响小,稳定井壁能力强;对煤层有污染,但通过氧化型破胶液可以有效解除可降解聚合物钻井液造成的煤层污染,达到保护煤层的目的。6口煤层气U型水平井应用结果表明,可降解聚合物钻井液稳定井壁能力强,配合后期破胶液技术,综合煤层保护效果好。     

煤层气水平井可降解钻井液体系研究

为了尽可能地降低钻井液对煤层气储层的伤害,采用钻井液配方实验、粒度分析测试、滤饼清除实验、高温高压膨胀量测试和煤岩气体渗透率测试等试验手段,对煤层气水平井可降解钻井液体系进行了综合评价。结果表明：在可降解钻井液中,液态的特种生物酶具有较快的破胶速度和较彻底的破胶效果,2 h后破胶率超过85%、破胶后浆液黏度≤2.5 m...     

煤层气勘查中绿色钻探技术应用

随着煤系矿产勘探开发的不断深入,尤其国家提出“碳达峰、碳中和”目标以来,在勘查过程中推行绿色勘查技术势在必行。本文在绿色勘查概念的基础上,结合煤层气钻探生产工艺流程,根据煤系气储层特征及致害因子,分析了保护储层及周边环境的钻探技术。通过分析钻探施工对地下水污染的特点、污染物的主要成分及污染途径,提出了对应的污染防治措施及处理技术。介绍了两种煤系气开发时提高钻探效率的工艺,同时可降低作业过程中产生的污染物总量和污染影响时间。并针对绿色钻探设备配置、钻井液配比、废弃物回收处理等相关技术进行了探讨。     

煤矿水害治理多分支水平井精准定导向技术研究

多分支水平井注浆技术因其施工成本低、环境污染小、隔水效果好等特点,被广泛应用于煤矿水害治理中。但由于煤层底板普遍存在断层发育、目的层薄、破碎带聚集等复杂情况,施工时常出现泥浆漏失、顺层钻进困难、穿越断层易卡钻等难题,严重影响了注浆治理效果。针对这些问题,本文以安徽某煤矿为例,在对其地质特征进行分析的基础上,从定向轨迹设计、定导向设备选型以及井眼轨迹控制等方面展开研究,将定向钻进和地质导向技术结合,优化复杂地质条件下多分支水平井定导向技术,并成功应用于多分支水平井超前注浆改造工程中。现场应用表明,该技术提高了井眼轨迹控制的精确性,保证了目的层钻遇率,应用效果良好。     

河南省煤层气钻井技术发展历程及展望

河南省地勘队伍自2003年开展煤层气钻井施工以来,积极开展技术创新研究,先后研发了大直径绳索取心机具、射流式扩孔掏穴器等专用器具,率先开展了煤层气参数井、水平井、采动井、穿采空井等施工技术研究和实践,形成了涵盖各类煤层气井型的钻井施工技术体系,积累了丰富的实战经验,促进了我国煤层气产业的发展。本文在总结了河南地勘单位在煤层气钻井技术方面取得的成果的基础上,结合国内煤层气开发深度逐渐增加、采空区覆盖面积逐渐增大、构造煤煤层气未实现突破等行业发展需求,提出了开展高效煤层气水平井钻井技术、气动定向钻井技术及构造煤开发钻井关键技术等方面研究的建议。     

沁水盆地过采空区煤层气水平井施工技术研究

为了进一步解决山西晋城矿区煤层气的开发利用问题,科学有效地开发和利用3号煤层采空区下部的煤层气,降低煤层中的瓦斯含量,以保障煤层气的高效合理利用,为煤矿开采提供安全保障。本文对该区穿采空区煤层气水平井的施工工艺进行了研究,提出了利用潜孔锤及空气螺杆+氮气施工的钻井工艺,进一步优化了钻井的井身结构,有效地解决了采空区敏感层段的坍塌、掉块、漏失等施工难题。穿采空区煤层气水平井的顺利施工,进一步验证了该钻井技术的可行性,对下一步煤层气的规模性开发具有重要的指导意义。     

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。     

煤层气水平井钻井过程储层损害机理

以山西沁水盆地山西组3号煤层为研究对象,对羽状水平井钻井过程可能发生损害煤储层因素如钻井液固相、水敏损害、应力敏感性、毛细现象、结垢和聚合物堵塞等进行了实验研究。结果表明,山西沁水盆地3号煤层孔隙度和渗透率均较低,煤层黏土矿物含量较高,水敏损害、结垢、钻井液固相侵入和聚合物堵塞是水平井钻井过程中造成煤储层损害的主要因素。使用合适矿化度、密度和具有防垢功能的钻井液以及可解除的钻井液处理剂是煤层气水平井钻井过程保护煤储层的有效措施。     

煤层气储层损害机理与保护钻井液的研究

采用X射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验、薄片分析、压汞分析、润湿性测试和敏感性评价等手段分析了山西沁水盆地煤层气储层的损害机理。在此基础上进行了针对性的保护对策研究,优选出了表面润湿性改善剂SD-905,水敏性抑制剂SMYZ-2,并最终研制出了山西沁水盆地煤层气储层的钻井液：0.4%SD-905+0.5%SMYZ-2溶液,其对煤层气储层岩样湿态下的渗透率损害最低。