保德区块煤层气丛式井快速钻井技术研究

保德区块位于鄂尔多斯盆地东缘,构造位置属于晋西褶曲带北段。该区块地层岩性以泥岩和砂岩为主,岩石硬度高,可钻性较差,钻井速度慢。由于煤层气开发具有低产多井的特点,随着保德区块大规模产能建设启动,对钻井进度提出了很高的要求,因此需要研究丛式井快速钻井技术。依据保德区块的地层条件,分析测井资料,从钻头选型、钻具组合、钻井液性能和施工工艺几个方面出发,研究保德区块快速钻井技术。通过理论研究和现场试验,提出了一套适合保德区块丛式井施工的钻井工艺技术,为保德区块煤层气大规模开发奠定良好的技术基础。     

约束稀疏脉冲反演方法在蒙古国断陷盆地Ⅺ区块储层预测的应用

蒙古东戈壁盆地Ⅺ区块构造活动强,沉积体系变化快,研究区具有储层薄、横向变化快的特点,造成Ⅺ区块储层识别难度大。基于研究区最新的钻井、测井和地震的资料分析,开展岩石物理参数特征分析,对Ⅺ区块地震资料采用约束稀疏脉冲波阻抗反演方法,建立符合实际情况的地质模型,综合预测Ⅺ区块下宗巴音组储层发育区。研究结果表明,下宗巴音组下段Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ砂组的北部、下宗巴音组中段的北部预测为砂体有利发育区。     

鄂尔多斯盆地东缘含煤地层水动力条件及其控气作用

      鄂尔多斯盆地东缘南北跨度大,含煤地层水动力区域分布规律不明。基于含煤地层含水层分布及孔渗条件、煤层气
井产水量、产出水化学及同位素特征、煤层甲烷浓度等的分析,探讨了区内煤层气生成和富集的水动力条件控制作用。结
果显示,砂岩含水层北部较南部发育,北部孔渗条件好于南部;太原组灰岩含水层在三交-吉县地区最为发育,导致山西
组煤层含气量高于太原组;煤层气井产水量及产出水钙、镁离子含量北部高于南部,煤层含气量与矿化度呈正相关关系。
分析认为,该区含煤地层水动力条件在北部较南部活跃,北部地区的山西组水动力强于太原组,三交-吉县地区太原组水
动力强于山西组 ;在保德以南的中- 高煤阶区,地下水弱径流－滞留带有利于煤层气富集 ;在保德及其以北的中－低煤阶区,
较活跃的水动力条件和良好的封盖条件为次生生物气的生成和富集提供了关键条件。     

大口径瓦斯钻孔穿越煤矿采空区钻井工艺

在山西省晋城市某煤矿10km范围内,3#煤层开采形成了采空区,且在采空区中富含浓度很大的瓦斯混合气。为了最大限度的利用瓦斯,运用地面钻井的方法穿越采空区,继续钻穿下部15#煤层,对采空区中的混合瓦斯气体以及15#煤层中的瓦斯进行综合排采利用。在钻进过程中,采用空气潜孔锤钻井和回转钻井工艺相结合的方法顺利的穿越了采空区。在空气潜孔锤钻井工艺穿越采空区时,采用大风量冲孔、憋压冲孔、空气泡沫循环等方法,切实有效的解决了钻孔施工中的掉块、卡钻等复杂情况,从而达到最大限度的节约成本,提高钻效,缩短周期的目的。     

苏77-5-8H井大斜度穿煤层安全钻井技术

苏77-5-8H井为苏里格气田苏77区块第一口利用水平井提高山23组开发效益的大斜度穿煤层水平井,目的层山23储集砂岩上部发育厚度25～30 m的碳质泥岩和煤层段,由于煤系地层的特殊性,钻进过程中易坍塌,且煤系地层正好处于入靶前的造斜井段,钻井施工难度大、风险高。在分析了煤层井壁稳定机理基础上,针对苏77区块地层特性和水平井钻井施工的难点,分析了该井主要技术难点,重点从井眼轨迹轨道设计优化、轨迹控制及施工技术措施和钻井液技术等方面对该井安全技术进行了全面的介绍,为今后同类井钻井提供可参考的经验。     

煤矿井下大盘区瓦斯抽采定向钻进技术与装备

以顺煤层超长定向钻孔组覆盖整个工作面,对矿井大盘区瓦斯进行采前预抽是区域瓦斯治理的新模式。从大盘区瓦斯抽采顺煤层超长定向钻孔施工工艺出发,介绍了顺煤层超长定向钻孔成孔的几大关键技术,包括钻孔递进式轨迹延伸技术、复合钻进轨迹控制技术、水力加压减阻钻进技术、正反扭转减阻钻进技术及复合侧钻分支技术等。还介绍了顺煤层超长定向钻孔施工的主要配套装备,包括ZDY15000LD大功率定向钻机、BLY460/13泥浆泵车、YHD3-3000泥浆脉冲测量系统、无缆大通孔钻杆、水力加压螺杆马达等。利用该技术与装备在保德矿二盘区进行了工程示范应用,应用结果表明,该套工艺技术与装备具备施工长度超过3 300 m顺煤层超长定向钻孔能力。最后对瓦斯抽采效果进行了分析,结果显示超长定向钻孔抽采周期长,抽采量高,可以对大盘区瓦斯进行超前综合治理。      

保德区块中低阶煤层压裂施工砂堵原因分析及技术对策

针对保德区块中低阶煤储层压裂过程中容易出现砂堵影响储层改造效果的问题,根据研究区块的地质条件,结合水力压裂时裂缝在煤层中的扩展规律,分析了保德区块煤层水力压裂出现砂堵的4类主要原因,分别为煤储层裂隙相对发育造成压裂液滤失量增加、压裂沟通高渗透性的顶底板、煤储层本身有效厚度大滤失量增大及多层合压造缝不充分。在此基础上,提出了相应的技术对策,使用清洁压裂液、适当提高并稳定施工排量及优化压裂施工设计,为现场的水力压裂施工和提高煤储层改造效果提供重要指导。     

河南鹿邑深部大口径页岩气调查井钻探施工技术研究

大口径页岩气调查井鹿页1井部署在南华北盆地鹿邑凹陷区,设计井深3 360.00m,完钻井深3 506.50m。钻探目的是查明地层层序,探索上古生界页岩发育特征及含气性,兼探致密砂岩气和煤层含气性。介绍了鹿页1井的钻探施工情况,针对区域内地层复杂,构造发育,山西组及上石盒子组泥岩层段较多,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况,以及目的层垂深大,泥岩、煤、砂岩互层,取心难度大等技术难题,优配了ZJ40石油钻机,研究并实践了PDC钻头+螺杆+MWD无线随钻高效复合钻井技术、复杂地层高密度、高黏度钻井液体系和深孔PDC筒式取心钻头+川8-3取心筒绳索取心技术,建成了1口可供地层含气性测试的合格井,为该区同类钻井工程提供了有益借鉴。获取了岩心等实物资料,查明了该井区地层结构,太原组、山西组、下石盒子组钻遇51层油气显示,为南华北盆地鹿邑凹陷页岩气资源评价奠定了基础。     

青海南部积石山赋煤带成煤条件研究

积石山赋煤带位于青海南部,属于煤炭资源短缺地区。通过对研究区侏罗系岩石组合、成煤期动力学背景、成煤模式和煤质特征对比分析,发现:研究区北部侏罗系为断陷盆地发育的一套曲流河成煤模式,南部侏罗系为岛弧背景下的火山活动,在火山间歇期形成了厚煤层。由于成煤模式的差异,导致研究区的成煤条件存在较大不同,研究区羊曲组煤层较薄,煤质较差,年宝组煤层较厚,煤质较好。     

煤矿井下3 000 m顺煤层定向钻孔钻进关键技术

保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3 000 m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤矿井下基于螺杆马达水力加压和超长钻具正反扭转给进的滑动钻进减阻工艺、基于回转钻进倾角控制和侧钻分支的复合钻进轨迹控制技术,设计了低压耗进水水路系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统和冲洗液净化循环系统,结合保德煤矿生产需要,完成了主孔深度3 353 m、孔径120 mm的顺煤层超长贯通定向孔。钻进效果表明:滑动钻进减阻工艺有效降低了给进力,显著提高了深孔滑动定向钻进能力;基于复合钻进的轨迹控制技术,保证了钻孔轨迹沿煤层定向延伸,并提高了钻进能力和钻进效率;泥浆脉冲无线随钻测量信号长距离传输稳定可靠,克服了有线随钻测量信号传输的局限性;井下冲洗液净化循环系统净化效果良好,实现了井下定向钻进冲洗液循环利用。研究成果对支撑煤矿大区域瓦斯超前治理、以孔代巷工程、水害防治及地质勘探等技术进步具有重要意义。      

也门1区块恶性漏失地层气体钻井实践

也门1区块地表覆盖着约300 m厚坚硬灰岩,区块内断层多,广泛存在着漏失层,采用常规钻井技术,机械钻速慢,井漏频繁,钻井难度很大。从地质条件、循环介质以及经济性等方面评价了气体钻井在1区块的适应性。现场应用初期,砂岩地层井漏、下套管遇阻问题非常突出,气体钻井发挥的作用有限。针对这些问题,通过优化井身结构和注气注液参数,优选泡沫、充气钻井基液配方、首选充气盲钻作为快速钻穿恶性漏失层的主要技术等,并制订完善的技术措施。现场3口井的应用表明,1区块地层复杂,单一的空气、泡沫或气体钻井技术只能解决部分钻井问题,综合运用气体钻井技术,才能满足提高钻速、稳定井壁和预防井漏等多方面的要求,从整体上提高钻井时效。     

新疆准东煤田西部八道湾组层序地层及聚煤规律分析

综合利用钻井岩心和测井曲线资料,对准东煤田西部下侏罗统八道湾组层序地层格架及沉积体系空间展布及煤的聚集规律进行研究。研究区八道湾组主要发育冲积扇扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊等沉积体系类型,物源来自北部卡拉麦里山。八道湾组地层可划分为2个三级层序和6个体系域,每个三级层序发育较完整的低位体系域、湖扩体系域和高位体系域,煤层主要发育于湖扩体系域早中期。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块页岩气成藏因素分析及富集区预测

结合中联公司前期勘探成果,基于钻井、岩心、测井资料及实验数据,对鄂尔多斯盆地东缘临兴区块本溪组、太原组和山西组泥页岩沉积特征、有机地球化学特征、储层特征以及含气性特征进行了研究,重点讨论了页岩气的富集区。研究成果表明:本溪组和太原组发育潮坪相沉积环境,山西组发育三角洲相沉积环境;整体属于中等-优质烃源岩,太原组烃源岩最好;本溪组和山西组有机质类型主要以腐殖型为主,太原组有机质类型主要以混合型-腐殖型为主;有机质成熟度整体处于成熟-高成熟阶段,具有良好的生烃潜力;储集层微裂隙较发育,属于低孔低渗类型;山西组和太原组的脆性矿物含量在50%以上,有利于后期压裂;研究区泥页岩具有较高的含气量和较强的吸附能力;山西组页岩气富集区主要集中在北部和西南部,太原组页岩气富集区主要集中在北部,且资源潜力最优,本溪组页岩气富集区主要集中在西北部和东北部边缘一小块区域,且资源潜力有限。     

Blackstar EM-MWD在煤层气水平井中的应用

提高煤层气产量的最有效方法之一是在煤层中钻水平井。常规的电磁波无线随钻仪能够传送的信号参数有井斜、方位、工具面、磁场强度、重力和温度等,而美国BlackStar EM-MWD电磁波无线随钻仪除了可以测量上述参数之外,还可以测得高边伽马、低边伽马,这两个值对于判断煤层顶底板具有很好的指导作用,增强了地质导向性,提高了煤层钻遇率。并以山西柳林和陕西韩城二个工区为例,介绍了BlackStar EM-MWD电磁波无线随钻仪的工作性能及使用情况。     

山西晋城地区煤层气钻井完井技术

通过对晋城地区所钻煤层气井的钻井完井技术总结, 提出了适合该地区煤层气开发的钻井技术、完井技术、煤层保护技术、绳索取心技术、固井技术等。      

奥陶系岩溶古地貌恢复及对气藏分布的控制作用——以鄂尔多斯盆地苏里格东区41-33区块为例

苏东41-33区块位于鄂尔多斯盆地中央古隆起的北部南缘,长期沉积间断的风化壳不整合面形成复杂的岩溶古地貌,属苏里格气田东部奥陶系碳酸盐岩气藏的重要勘探区。研究基于钻井、测井、地震及生产动态资料分析,综合运用地球物理法、残厚法和印模法,优选本溪组顶9号煤层和马家沟组马五5灰岩为标志层,深入探讨古地貌单元的恢复依据和划分标准,精细恢复岩溶古地貌形态,并明确岩溶古地貌特征及其对气藏分布的影响。研究表明:苏东41-33区块整体处于二级地貌单元岩溶斜坡之上,奥陶系古风化壳上下地层厚度可划分出上薄下薄、上薄下厚、上厚下薄等5种组合类型,细分古坡地、残丘和沟槽3个三级地貌单元;古地貌总体趋势走向为北高南低,出露层位展布由马五4过渡到马五1。中南部发育连片残丘,北部见小型零星残丘,恢复厚度低于15m,残留厚度超过85m;北部发育2条侵蚀沟槽带,充填厚度大于20m,残留厚度小于45m;古坡地分布范围广泛,周围被古残丘与沟槽所分割,残留厚度介于45m^85m之间,恢复厚度大于10m。古地貌类型对风化壳气藏分布具有明显的控制作用,岩溶残丘及残丘边缘带的古坡地储层叠合厚度增大,溶蚀孔洞充填程度低,主力含气层保存完整且连通性较好,是寻找高产井的目标区,而岩溶古沟槽相对不利于天然气富集,所钻遇气井多为低产或无产能。     

渭北区块煤体结构测井评价及其在射孔段优化中的应用

鄂尔多斯盆地渭北区块地质历史时期受多期构造运动影响,煤体结构复杂。基于研究区钻井煤心和测井资料,分析不同煤体结构的测井响应特征,并按断裂带与非断裂带建立了研究区5号煤层煤体结构的测井识别图版。结果表明,5号煤层纵向上自下而上煤体结构趋于完整;平面上,北区煤体结构主要为碎裂煤和碎粒煤,南区煤体结构相对较完整,局部发育原生结构煤。结合研究区煤层气压裂、排采数据和5号煤层煤体结构及顶板发育情况,分析不同顶板岩性与不同射开比例下的产气效果。结果显示:顶板岩性为砂岩或泥质砂岩时的碎裂煤和碎粒煤储层产气量高于顶板岩性为泥岩或砂质泥岩的产气量。煤体结构越破碎,则顶板射开比例R越高,若煤层顶板岩性为砂岩或泥质砂岩,需增大顶板射开比例。      

南海深水水基钻完井液防水合物技术

深水区油气钻完井作业相比浅水区和陆地遇到了很多难题,由于海底压力增大和低温的环境,天然气水合物已成为影响深水钻井安全的主要危害之一。目前,国际上深水钻完井作业中通常采用油基钻井液来防水合物,但是油基钻井液环保风险高,为此在陵水区块超深水钻完井作业中尝试采用水基钻完井液进行作业。鉴于国内无类似经验可循,结合陵水区块超深水井的实际情况,首先模拟分析了2口井的水合物风险,明确该区块水合物形成的条件;其次,针对水合物形成的风险,筛选合适的抑制剂及钻完井液配方;在此基础上,研究出相配套的工艺措施。陵水区块深水钻井作业的成功实践表明,由此形成的一套深水水基钻完井液防水合物技术在深水钻完井作业中能够较好地防治天然气水合物,保障作业安全,对后续类似深水井的作业具有借鉴意义。     

陕西省中侏罗统延安组层序地层格架与煤层形成

在系统收集陕西省中侏罗统延安组野外露头、钻井、测井、古生物等资料的基础上,对其沉积环境、层序地层格架进行研究,并分析了煤层的沉积特征。研究认为延安组发育的沉积体系有河流体系、三角洲体系及湖泊体系;研究区南部黄陇地区在整个延安组沉积期均发育河流体系;中、北部地区在延一段早期和延五段沉积期以河流沉积为主,三角洲体系主要发育在延一段中晚期-延四段沉积期,主要分布在西北部榆林-神木-府谷和定边-靖边-吴旗地区;湖泊体系主要发育在延一段中晚期-延四段沉积期,主要分布在安塞-志丹-甘泉地区;在研究区的沉积体系中,煤层主要发育在河流泛滥平原沼泽和三角洲平原沼泽环境。通过对延安组关键层序界面的识别与追踪,可将延安组划分为3个三级层序和9个体系域,3个层序在研究区西部和北部保存较全,向东、南方向层序III的保存程度逐渐变差,到南部黄陇地区仅残存层序I和部分层序II的地层;在层序地层格架中,厚煤层主要发育在湖侵体系域晚期（最大湖泛面附近）、早期和高水位体系域中晚期。     

湖南保靖区块海相页岩气快速钻探技术

湖南保靖页岩气勘查区块黑色页岩沉积发育,是页岩气勘探开发的有利区带。由于储层埋藏深、地层高陡、地层倾角变化大、岩石可钻性差,导致钻井周期长、成本高等问题。钻前对已有的地震、测井、岩心实验等资料的处理和分析,通过优化井身结构、钻头选型、钻具组合优选和中长筒取心等,实现了保靖区块海相页岩气快速钻探。