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。     

沁水盆地煤层气井钻井技术

通过在沁水盆地的施工,总结出了一套适合于该盆地地质条件下煤层气井钻井施工的技术工艺以及绳索取心技术。     

沁水盆地煤层气L型水平井钻井工艺关键技术研究

针对我国能源短缺、高瓦斯煤矿开采危险以及降低碳排放等热点问题,开发利用煤层气资源受到广泛推广。通过现场工程实践,以沁水盆地赵庄区块某口水平井为例,根据地层实际情况主要对煤层气L型水平井的钻井施工工艺、井身结构、钻井液、煤层保护、定向技术等几个方面进行了研究,并且在山西沁水盆地煤层气的开采中得到了广泛应用,为以后煤层气的开发提供了有效可靠的方法。     

沁水盆地郑庄区块煤层气水平井钻井体系优化

郑庄区块位于沁水盆地西南部,主产气层位为山西组3号煤和太原组15号煤,区内煤层赋存特征以及含气性无论从垂向上还是横向上均差异较大。分别对3号煤和15号煤的主裂缝延伸方向以及含气性进行分析,在此基础上对该地层水平井钻井体系进行了优化,结果显示：3号煤的水平最大主应力方向应为北东45°～60°,南西225°～240°;15号煤的水平最大主应力方向应为北东60°～75°,南西240°～255°。15号煤水平最大主应力方向与3号煤的相差15°左右。3号煤层属特低硫～低硫无烟煤,煤厚基本在5～6 m。15号煤层属中高硫～高硫无烟煤,煤层厚度在横向上总体较稳定,一般为4～5 m,煤层结构较为复杂。3号煤层和15号煤层含气量由区块南部向北部略有增加的趋势,呈现北东向展布的相对富集区夹小面积零星分布的相对低含气量区。优化钻井体系主要从钻井设计方案优化和钻井过程优化两个方面来实施。钻井设计方案优化主要包括：钻井设计理念的优化、井位优化和钻井轨迹设计优化。钻井过程优化主要包括：钻井设备优化、钻井液体系优化和井眼轨迹控制。井眼轨迹控制包括：无导眼精准着陆、弯曲段井眼轨迹控制、着陆时井眼轨迹控制和着陆后水平段...     

煤层气远端对接水平井浅析

煤层气远端对接井作为一种煤层气施工应用不久的特殊井型,展现出了良好的发展前景。远端对接井是施工一定向水平井与远端的直井在井下联通。远端对接井水平段一般采用下山方式钻进,直井作为排采井,利用水重力原理,建立流体循环,达到排水降压,气体解吸的效果,从而提高产气量。     

煤层气水平对接井钻井技术研究

水平对接井 ( SIS) 由水平井与垂直井对接组成,并可根据地质条件和需要,设计成多口水平井与 1 口直井对接的多 "U"型组合; 其井身结构简单,尤其是完井后可下入一根高强度PVC 筛管,克服因煤体坍塌、煤粉沉淀等原因可能造成的水平井段堵塞,还可对水平段井眼进行双向冲洗,保证采气阶段井眼的畅通。煤层气开发实践证明水平井可有效地导通煤储层的裂隙系统,增加气、水导流能力,大幅度提高单井产量和采收率,是开发低压、低渗地区煤层气资源的有效手段,而水平对接井以其合理的井身结构和独特的完井方式,更适宜于中国大多数煤储层条件的煤层气开发。     

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。     

沁水盆地深部软煤煤层气开发实践

我国煤层气开发主要集中在煤层深度小于1 200 m的区域,埋深大于1 500 m的深部煤层气开发未取得实质性突破。针对深部软煤井壁稳定差、压裂改造难的问题,对沁水盆地深部软煤煤层气的开发开展了一系列技术攻关。研究结果表明：钻井过程中使用“氯化钾聚合物+井眼强化剂”钻井液体系,可有效控制煤层相对井径扩大率。使用16～18 m³/min超大排量、高液量、高砂量光套管压裂工艺,配合降阻剂来降低施工摩擦阻力,细砂、中砂、粗砂占总砂量体积比分别为15%、70%、15%,加砂量占总携砂液体积比自3%开始每次提高1%,可实现对深部软煤的充分改造,裂缝动态半长最大达到322.51 m,大幅提高了单井控制面积,排采产气效果良好。     

沁水盆地郑庄井田煤层气分段压裂水平井开发技术

为实现煤层气低成本、高效开发,基于郑庄井田3^#煤层和15^#煤层特征,提出了煤层中非固井L型分段压裂水平井强化开采煤层气技术方法。数值模拟结果表明：水力喷射压裂能产生1.5～2.0 MPa的环空封隔效果和3.5～4.5 MPa的孔内增压效果,可满足非固井水平井环空防窜流和定点压裂的目的。为解决非固井煤层气水平井钻完井、压裂改造和排采技术难题,研究形成了“优质、快速、安全”钻完井,带底封的连续油管快速拖动喷射-压裂联作分段压裂,“大排量、大液量、中砂比”活性水压裂增产改造和L型水平井精细化排采控制4项核心关键技术。实践证明,煤层中非固井分段压裂水平井开发煤层气技术在郑庄井田实现规模化开发应用,并取得了煤层气开发技术和高产气量的双重突破。     

沁水盆地煤层气地质条件评价

沁水盆地煤变质程度高,煤层厚度大,煤层埋深适度,构造简单,从煤层气形成的条件来看,是我国煤层气勘探开发最有利的地区之一。开发利用沁水盆地的煤层气资源,对于改善中国的能源结构,加快地区经济发展,都具有重要的意义。     

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。     

沁水盆地不同钻井方案优选

将煤层气储层分为Ⅰ类、Ⅱ类及Ⅲ类,不同类型适合于不同钻井方案,沁水盆地煤储层属于Ⅱ-Ⅲ类,适用于3分支以上的简单水平井及羽状水平井;进一步数模结果表明,均质地层适合于简单的四分支垂向水平井,此井型具有最大的控制面积,且所有分支都起到沟通作用,效率最高,此类地层随井型变复杂产能有降低的趋势,非均质地层则羽状水平井具有优势,且1-2主分支、分支垂直于比较发育的割理方向的羽状水平井为最佳,在同一方向摆放3个以上的主分支会互相影响。     

煤层气水平井高效钻进关键技术研究——以山西沁水盆地某煤层气区块为例

为提高煤层气资源开发利用效率,针对常规远端伽马和EMWD仪器判层不及时,薄煤层分辨率低,井眼轨迹易出层等难题,提出一种基于近钻头地质导向的高效钻进技术。以山西省沁水盆地某煤层气区块为工程实例,对区块内布置的多口水平井施工情况、应用特点及效果等进行阐述,总结出一套可推广、可复制的煤层气水平井高效钻进技术工艺,包括采用柔性钻具组合、选择合理钻进参数、结合井眼轨迹精细化控制技术等,为煤层气高效开发利用提供技术参考。     

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。     

沁水盆地煤层气勘探开发回顾与展望

发展新能源是保障国家能源安全的一项战略举措,而开发煤层气是中国石油贯彻落实国务院关于改善能源结构、加强安全环保等重要指示精神,履行经济、政治和社会责任,实现科学发展的实际行动.按照<中国石油新能源业务"十一五"发展规划>中提出的"以积极态度,集中力量,以山西沁水盆地煤层气田规模开发为主,稳妥、有序、有效推动煤层气开发,努力为经济社会发展提供更清洁、更经济的能源保障"的指示精神,华北油田公司把加快煤层气勘探开发、增强自主创新能力,作为推进公司健康发展的重要序列之一,并对煤层气勘探开发工作提出了明确的工作目标、工作思路和"三步走"发展战略,努力推动煤层气勘探开发的大发展.     

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,近些年在国内有较大发展.本文结合国内当前煤层气多分支水平井的发展状况,对煤层气多分支井的技术难点和关键技术进行讨论,总结了其成果,提出下来发展建议.     

沁水盆地和顺区块煤层气富集地质控制因素分析

本文从资源因素、煤储层因素及保存因素三个方面对沁水盆地和顺区块太原组15#煤层气富集规律进行了分析。结果表明:(1)顶板岩性和上覆盖层累厚度对煤层气的保存有一定的控制作用,与含气量相关性强;(2)构造对煤层气富集有较大的影响,距离断层/陷落柱越近,煤层保存条件越差,煤层含气性越差;(3)埋藏深度对渗透率、产能的影响不明显,但对煤层气含气量成明显正相关,反映埋深对煤层气选区评价具有一定程度的正面影响,对埋深单因素的评价标准应适当放宽。     

山西沁水盆地煤层气产业发展规划研究

本文根据沁水盆地煤层气储层特征和资源禀赋,分析了沁水盆地煤层气产业化发展的有利条件,有针对性地提出沁水盆地煤层气产业发展的重点、方向和建议。     

山西沁水盆地煤层气有利开采区块研究

煤层气系统是一个由煤层、煤层中所含甲烷及其围岩组成的天然系统。作为一种非常规天然气,煤层气的生成、聚集和保存不同于常规油气系统。山西沁水盆地作为我国一个特大型石炭-二叠纪含煤盆地,具有非常丰富的煤层气资源。本研究通过对盆地地球物理特征和地质构造演化的深入分析,阐明了地质构造条件对煤层气富集的控制作用。研究结果表明:沁水盆地经历了多期构造演化,地质构造与煤层气成藏之间具有密切关系。在构造次级向斜部位含气量增高,而背斜部位含气量降低,在正断层附近含气量也明显降低。综合分析还表明,盆地北部阳泉-寿阳区域,是煤层气成藏有利区域之一,但不利于煤层气高产;盆地南部晋城-沁水一带及其以北,不仅是煤层气成藏有利区域,而且利于煤层气高产;盆地中部沁源地区是煤层气成藏和高产的有利区域;盆地东部的屯留-襄垣区域是煤层气成藏有利区域之一,但可能不利于煤层气高产。