煤层气水平井充气欠平衡钻井注气工艺研究

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1、第35卷第2期石油钻采工艺V01．35No．22013年3月0ILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYMarch2013文章编号：1000—7393(2013)02一O013—03煤层气水平井充气欠平衡钻井注气工艺研究龚才喜梁海波。古冉(1．中国石化华北分公司，河南郑州450006；2．西南石油大学，四川成都610500)引用格式：梁海波，龚才喜，古冉．煤层气水平井充气欠平衡钻井注气工艺研究[J]．石油钻采工艺，2013，35(2)：13—15．摘要：充气欠平衡钻井是目前煤层气钻井中最常用的技术手段，如何在控

2、制注气压力、注气量以及排量等参数的情况下，使得钻进时既能满足携岩要求，又能有效地控制井底压力是一个难题。应用FLUENT软件，通过对不同的注气压力、注气量以及排量条件下的计算模拟，得出U型井直井造穴处的压降规律，并基于此，优选确定出一套合理的工艺参数，确保在充气欠平衡钻井过程中，既能形成期望流型、满足携岩要求，又能有效控制井底压力。通过一口井的实钻数据建立了分析模型，并进行了计算模拟，最终优化出注气压力、注气量和泵排量等参数，总结出其变化规律。该研究成果对保障钻井作业安全及优化钻井作业有一定的借鉴作用关键词：充气欠平衡；注气量；压

3、力；气液两相流；数值模拟；工艺优化中图分类号：TE242文献标识码：AStudyongasinjectiontechniqueofaeratedunderbalanceddrillingforCBMHorizontalWellsG0NGCaixi．LIANGHaibo．GURan(1．SinopecHuabeiBranch，Zhengzhou450006，China；2．SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China)Abstract：Nowadays，aeratedunderba

4、lanceddrillingbecomesoneofthemostcommonlyusedtechniquesincoalbedmethanedrill—ing．Itisdificulttosatisfytherockcuttingsportabilityrequirementandcontrolthestabilityofbottomholepressure，whilecontrollingthegasinjectionpressure，rate，andvolume．Thepressuredropperformanceisobt

5、ainedatthecorrespondingcavethroughnumericalsimulationbyFLUENTsoftwareunderdifferentgasinjectionpressure，rateandvolume．Soareasonablesetoftechnicalparametersareselected，whichcanguaranteetheexpectedflowtypetofulfilltherockportabilityrequirements，andstabilizethebosomholep

6、res-sureduringaeratedunderbalanceddrilling．Ananalyzingmodelisbuiltupthroughthereal—timeparametersfromonewell，andthegasinjectionpressure，rateandvolumeareoptimized，followingwiththeparametervaryingrules．Theresultshavesomeguidancetoensuredrillingsafetyandoptimizedrillingo

7、perations．Keywords：aeratedUBD；gasinjectionvolume；pressure；gas-·liquidtwo-phaseflow；numericalsimulation；techniqueoptimization煤层与油、气储集层不同，煤层极易垮塌、破碎，气欠平衡技术，主要的充气方式有：常规钻杆注气且煤储集层很易被污染。近年来，在煤层气的开采法、寄生管注气法、同心管注气法、连续油管注气法4中多采用欠平衡技术，而在欠平衡钻井过程中，如果种J。国内高陡构造煤层的煤层气资源丰富、分布井底压力控制不当，

8、会造成过压钻井，甚至引起井漏广泛，且这类煤储层大都倾角较大、渗透率较高，适或井喷等井下复杂事故，严重影响整体勘探开发效合采用u型井进行开采，u型井充分结合了直井和果和钻井效果⋯。针对煤层的特殊性，现多采用充定向井的技术优势，利用流体势能原理对煤储层