美国圣胡安盆地——水果组煤层气井的完井、装备及生产

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1、襄画胡盈地[美国]w．克拉克等摘要本文研究了圣胡安盆地水果组煤层气井的钻井、完井、装备和生产过程。对用于裸眼完井和套管完井的钻井液以及射孔和激励技术分别进行了比较。因煤层气井存在某些特殊问题，因此需要改进原生产设备。本文还讨论了水果组煤层气井使用的人工升举方法，例如梁式泵、气举和前进式空腔泵。水处理是大多数水果组煤层气井的关键问题。本文对蒸发装置、蒸发池和水处理井三种水处理方法作了评价。最后，本文论述了技术上具有挑战性的问题，如地层评价和布井。1绪言2完井尽管圣胡安盆地第一口水果组煤层气井早在2．1裸眼完井35年前就已钻成，但是至今仍没

2、有明确建立起最佳至今，被定义为“地层上没有水泥”的裸眼煤的完井技术。对于水果组煤层气井的完井和生产应层气井证明是最佳的产气井。一般，在水果组煤储从这样的角度考虑：钻井和完井使地层损害程度最层上方下入直径为178mm或更大的套管，然后用小，或钻井和完井能最大限度地控制气井，并修补钻井液钻开煤层。裸脚(裸眼煤层段不下套管)完损害的地层。实际上也就是说，是选择裸眼完井还井最适合于处理单煤层或埋藏浅的煤层。当裸眼钻是选择套管完井，同时，也是成本与利润的问题。孔钻透多煤层储层达30．5～91．5m时，通常要加入裸眼完井钻的孔较大，并充填砾石或加内

3、衬，可内衬。控激励较弱，有煤粉产生，需要经常进行钻屑清除割缝内衬和砾石充填完井技术已在几口水果组和其它设备的检修。套管完井钻的孔较小，并采用煤层气井试验了8年，但生产者们没有得出明确的射孔技术，可控激励避开地层损害，产生的煤粉很结论。因为井中会出现堵塞现象，所以通常需要使少，只进行一般的钻屑清除和设备检修。本文所述充填材料回流或加内衬。煤粉的颗粒大小不一，易内容能帮助生产者解决下列问题：应该选择裸Ⅱ艮完堵在砾石或内衬割缝中，并会严重限制气和水的流井还是套管完井?需要哪种钻井液?应采取自然完动。井还是激励完井?另外，本文还论述了目前的生产

4、一旦内衬装人煤层后，通常在内衬上以每米13设备设计方案和煤层气井的人工升举方法。在文中～39个孔的高密度进行射孔。为更好地控制气井，的最后一部分概述了诸如水处理和布井等技术上具生产者开始预先在安装的内衬上以每米39个有挑战性的问题。25ram的孔的密度打眼。当内衬下人钻孔时，将临时的封隔器拧进内衬上的孔。封隔器随着内衬进入套管内部而逐渐被磨掉。这样一来，有许多大射孔的*石油工程师，美国科罗拉多B＆N有限责任公司4O中国煤层气第2期1997年12月内衬从成本角度讲是合理的。在某些情况下，预先产生大量的煤粉，还有较大的煤块。采用这种方法打眼

5、或射孔的内衬下人煤储层时会被煤粉堵塞孔完井，煤储层会受到严重的冲蚀，甚至可能形成洞眼。为了清除射孔内衬上的煤粉堵塞物，生产者利穴。用管子上的灌浆器或其它灌浆设备用高速水冲洗。相反地，一些生产者保持煤储层处于较高的静另一种清除裸眼井堵塞物的技术是泵送纯度为水压力，以控制煤粉的产生。他们一般使用凝胶泥5O的泡沫液，并在井中产生回流。浆、聚合物类泥浆或高浓度盐液作钻井液。目前还没有确立哪一种技术能最有效地保护煤层天然割理2．2套管完井系统的渗透性。水果组煤层套管完井在煤储层或顶层通常下人在地层损害可能性较大的情况下，正确使用正直径178．8r

6、am、10．4kg的K一55套管，其次是直径确加重的凝胶液或聚合物类泥浆能提供很好的压力139．7mm、7．Okg的K一55或J一55套管，并在套竹上控制以及孑L眼清洗能力。而使用含有氯化锌和氯化射孔。套管完井也可采用直径为101．6mm或镁的高浓度液体作钻井液也能提供很好的压力控114．3mm的套管，但不常用。在水和煤粉产生量较制，并且地层损害程度最小。然而，这些高浓度液低的情况下，或在产生干气的地区，设计较小尺寸体的价格相当高，而且由于其具有腐蚀性，使用起的套管在生产和经济上均是可行的。较大尺寸的套来也有些困难。管适用于水和煤粉量较

7、大，并用泵排出的情况。也套管井所用的典型的钻探泥浆包括以凝胶或淀许更重要的是，使用较大尺寸的套管可排除潜在的粉为主的泥浆或直至水果组顶层的低固体含量的非激励设计中有限强度因素，允许生产者压裂套管。分散系。为钻穿煤储层，根据地质位置不同，钻探总之，如何决定套管尺寸是一个经济问题，在泥浆的重量通常增加到998g／1或更高。如果某一地套管完井中将直径139．7mm的套管下人直径区的煤储层最初是气饱和的，那么，与煤储层最初222．3mm或200mm的钻孑L中是最普遍的在加内是水饱和的地区相比，需要更重的钻探泥浆。衬或充填砾石的顶层完井中，将直径

8、177．8mm的在刚好钻进水果组之前增加钻探泥浆重量可获套管下人直径222．3mm的钻孑L是很普遍的。产出得最大的钻进速率，并能提供适当的保护以防岩石气和液体从管道排出，气体还可以从管道与套管之冒落。但必须