和顺地区煤层气远端水平连通井钻井技术.pdf

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1、38卷第0期石油钻探技术Voi．38＼()．32()10年月I’ETR()IEUMI)I~III，IN(TECH1QUESMaV．2010钻井与完井和顺地区煤层气远端水平连通井钻井技术杨力(中国石化华东石油局，江苏南京210011)摘要：针对和顺煤层气区块的地质特点及远端水平连通井的施_T-难点，结合和平1井组的钻井方案，介绍了煤层气远端水平连通井的井眼轨道及井身结构优化设计、利用地质导向进行轨迹控制、采用强磁连通仪实现井眼远端连通、在清水中加入氯化钾对储层和井壁进行有效保护，以及优选水平井裸眼完井+排采井套管完井

2、方式和双凝一双密度水泥浆体系等关键技术。实践表明，这一系列技术能够保障远端水平连通井的顺利实施，形成了较为成熟的煤层气水平连通井钻井工艺模式，并取得了良好的应用效果。关键词：煤成气；水平井；井眼轨迹；远端连通；完井中图分类号：TE243文献标识码：B文章编号：100卜0890(2010)03～0040—04连通水平井技术最早用于救援井施工，当一口1)第四系为砾石层和流沙层；井发生井喷或失火时，在距该井一定距离处，钻一口2)太原组灰岩段易水侵、易漏失；井与其连通，通过注入高密度钻井液压井或采取其3)15号煤层顶板砂岩

3、层为弱含水层；它措施来处理井下事故l1]。胜利油田早在1997年4)15号煤层性脆，属块状碎裂煤，该煤层含有就将该技术应用于江苏省洪泽县芒硝矿开采I3]，钻1～2层较薄碳质泥岩夹矸，同时各小层煤性不一；一口水平井与另一口生产井(一般为直井)连通，使S)煤层裂缝较发育。整个水平段在矿层底部穿过，将套管下至矿层顶部1．2煤层气远端水平连通井的施工难点有效位置，从而实现一口井注水，另一口井生产矿层溶解液，达到高效低耗开采地下矿体的目的，克服了1)煤层比较脆，存在着互相垂直的天然裂缝，以往单井吞吐生产方式因清水在井下时间短

4、，芒硝而在这种脆性地层中钻进极易引起井下垮塌、卡钻溶液的浓度不能达到饱和，而影响其产量的不足。等复杂情况和事故，甚至使井眼报废。目前国外在煤层中钻水平连通井的技术已经比较完2)煤层易受污染，储层保护难度大，一般采用善，但国内相关工作起步较晚，许多关键技术还有待充气钻井液、泡沫钻井液或清水钻进。进一步研究。为此，2008年，中国石化在和顺区块3)由于煤层埋藏比较浅，水平连通井井眼曲率部署了一口远端水平连通井——和平1井组，旨在较大，钻压难以有效传递，同时钻水平井眼时钻柱易进一步获取沁水盆地煤层含气特征及探索勘探开发发

5、生疲劳破坏，导致出现井下复杂情况。的技术参数，加快煤层气的勘探开发进程。4)煤层气水平井施工涉及到许多新工具和仪器，例如用于两井连通的电磁测量装置、小尺寸地质1地质特点和施工难点导向工具等，目前这些装备和仪器尚需引进。1．1和顺煤层气区块的地质特点2水平连通井组钻井方案和平1井组所属的和顺区块构造位于沁水盆地和平1井组由一口直井(和1井)和一口水平井东缘北部，主要钻遇第四系，二叠系的上石盒子组、下收稿日期：2009～1l一2j：改回日期：2O10-i)__O2石盒子组和山西组，石炭系太原组和本溪组地层。古作者简介：

6、杨力(19引)．男．湖南临澧人．1t81年毕业于武汉生界石炭系太原组和二叠系山西组是主要含煤地层，地质学院钻探工程专业．副总工程师兼工程院院长．高级S-程师．主其中太原组15号煤层变质程度高，属高阶煤，为煤层要从事石油钻井方面的抖研与管理工作气勘探主力目的煤层l_4]，该区地层具有如下特点：联系方式：(025)581．{．yangli95()98、t)l1L1．(、()『1I第38卷第3期丝顺地区和平】远端水平连通井钻井技术(和平1井)连通组成。设计中，先钻成垂深560m的和1井，再钻水平井，水平井的井口距离直井井

7、口3关键技术717．55nl。直井采用≠177．81"I1"／'1套管完井，套管串位于太原组15#煤层段，在该位置处加入了1根玻3·1并眼轨道优化设计璃钢套管。固井后，15#煤层段的井眼直径扩至因为煤层一般较浅，所以进行煤层气水平井井500mm。眼轨道设计时采用消耗较小垂深而得到较大位移的水平井二开造斜井段设计造斜率8~／30m，设计思路，主要需考虑以下几点因素：为五段制剖面，连续造斜钻至15#煤层顶部，下入1)主井眼入煤层的方位。根据连通直井的位95l77·8mm技术套管。采用≠120．0mm钻头沿煤置、连通方式

8、和产层的倾角方向，决定水平井口与被层水平钻进，直至与和l井实现连通嘲。和平l井连通直井井口的方向与距离组的钻井方案如图1所示。2)井眼轨道设计必须满足现场施工工况的要求。由于煤层气水平井垂直井段短12783m，通常在500m●4412739m以内，而水平段一般在500m以上，位移大，位垂比fff大，应尽可能选择摩阻扭矩小的轨道剖面。3)考虑到煤层的井壁稳定性