煤层气多分支水平井钻井工艺研究

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1、学兔兔581www.xuetutu.com}2。3年。月煤层气多分支水平井钻井工艺研究王永昌苏士波李武生’孙学军仵磊。荆谷丰1．中国石油渤海钻探定向井技术服务分公司，河北任丘062550；2．胜利钻井工程技术公司定向井公司，山东东营247000；3．川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西西安710021摘要：基于沁水盆地郑庄区块3#煤层的地质和力学特征，其适于采用多分支水平井钻井技术开发煤层气。但由于煤层较脆，且存在互相垂直的天然裂缝，钻进极易引起井下垮塌、卡钻等复杂事故的发生，更严重的甚至会

2、使井眼报废。郑1平一3H井是渤海钻探在沁水盆地郑庄区块的一口科学实验井，为解决煤层气多分支水平井钻井难题，首先将郑1平一3H井的排采直井“洞穴”置于稳定的煤层顶板上，与水平井主支实现硬穿针，从而根除排采洞穴垮塌和上下井眼错位的问题；其次使主井眼在煤层顶部延伸，钻主支时优化钻井液，解决井眼稳定和井眼重入问题，确保形成稳定的排水输灰通道。煤层气多分支水平井井眼轨迹控制技术、U型井联通技术及悬空侧钻技术的采用较好地解决了煤层气多分支水平井钻井的上述难题，具有重要实践意义。关键词：煤层气；多分支水平井；U型

3、井联通；煤层顶板；轨迹控制；悬空侧钻DOl：10．3969／j．issn．1006—5539．2013．05．0150前言U型井；郑1平一3H井分支在煤层中延伸钻进，通过煤层气是一种以吸附状态赋存于煤层中的非常多分支增加煤层内井眼长度，扩大煤层泄气面积，提规天然气，又名煤矿瓦斯，其中甲烷含量大于90％，高煤层产气能力。是天然气最现实的接替能源⋯。沁水盆地位于山西省东南部，东西宽120km，南北长330km，面积约2井眼轨迹控制技术30000km，煤层气资源相当丰富。该盆地含煤地层2．1直井段钻进工艺

4、主要为上石炭统太原组和下二叠统山西组，煤层总厚直井段的井斜控制直接影响施工难度和下部井度为1．2～23．61TI，埋深一般小于15001TI，大部分地区身轨迹的控制。一开井段结构疏松，易发生孔塌；二适合煤层气的勘探与开发_2]。开井段为二叠系石千峰组和石盒子组，可钻性较好。为控制上部一、二开直井段井斜，采用轻压吊打1工程概况并配合“小塔式”光钻铤和钟摆钻具组合。一开直井郑1平一3H井是沁水盆地郑庄区块的一口煤层段(0—581TI)钻具组合：3】1．1iYlm钻头+双母接头+气多分支水平井，该井由工艺

5、井郑1平一3H井、排采165mmDcx6根+127mmDp；二开直井段井郑1—3V1井与郑1—3V2井共同组成。郑1平一3H(58～645m)钻具组合：qb215．91TI钻头+双母接井根据“主支疏通、分支解吸”的水平井设计理念设头+165mmNDcX1根+165mmLDcxl根213into计：郑1平一3H井主支沿山西组3#煤层顶板钻进，穿扶正器165mmLDcx12根+接头+127mmWDp~15过郑1—3V1井在3#煤层顶板的洞穴，并与水平位移根+qb127mmDp。1100m处的郑1—3V2

6、井联通，形成一个相互联通的2011年11月12日13：00钻进至井深441m，由收稿日期：2013-02—09作者简介：王永昌(1983一)，男，陕两汉中人，助理工程师，学士．主要从事钻井工程技术研究。学兔兔www.xuetutu.comOILANDGASFELDDEVELOPMENTI第3卷第5期f油田与开发f59l油田亏开发l于井斜偏大，此时已经走出10in正向位移，因此决定b)水平井接收信号，判断与洞穴的相对位置；起钻换定向钻具进行反抠。下钻到底后每个钻进单根c)每钻进3m测斜一次，根据定向井

7、工程师的预滑动3～4m，避免因为狗腿度过高而引起起下管柱困测数据，联通工程师发出井斜和方位调整指令；难。反扣完毕后，在井深466m、井斜2．99。、方位7．7。d)定向井工程师依据指令，根据防碰原理，进行处继续复合钻进。反扣钻具结构：21S9mm钻头+172ram柱面法扫描，判断水平井与洞穴中心的距离，分析轨(1_5。)螺杆+MWD短节+接头+qb165mmNDcxl根+托迹与洞穴的位置变化趋势，判断洞穴的位置和偏离情盘+159mmNDcxl根+165mmLDcx3根+接头+况，及时调整轨迹。127

8、mmWDPx15根+127mml8。斜坡DP。钻进参e)距洞穴3．5m，直井起出强磁接收仪；数：钻压50kN，排量32I／S，泵压10MPa，转速25r／min。f)水平井导向钻进联通，联通后钻进25111起钻，2_2增斜段施工措施拆御强磁接头。2011年11月16日在井深645ITI处开始定向该井在井深9781TI处成功联通，泵压下降1．5~2．5钻进，其钻具组合：q~215．9mm钻头+172lnm(1．5。)MPa，振动筛处瞬间断流，钻压放空，直井井口返浆，计螺