地质导向技术在煤层气水平井施工中的应用

施工煤层气水平井时,运用地质录井资料、气测资料及伽马测量曲线等地质导向技术控制井眼轨迹在目标煤层中的延伸,能够保证煤层钻遇率符合设计要求。分析了地质导向技术在煤层气水平井水平段施工的导向措施,总结了地质录井、气测和伽马测量等方法的导向特点及作用。通过HCMS-2水平井应用实例,提出了综合运用地质导向技术施工煤层气水平井的具体方法和做好地质导向工作的认识。     

地质导向技术在L型煤层气水平井 T-P05井中的应用

通过分析山西L型煤层气水平井的技术难点,着重建立造斜着陆与水平段导向两大导向模型,形成了以标志层划分与对比、地层倾角推算、地质建模和实时轨迹控制四个方面为主的L型煤层气水平井地质导向技术流程,该技术在T-P05井的成功应用,不仅丰富了煤层气水平井地质导向技术的内容与方法,更进一步验证了该技术在现场具有较强的可操作性和良好的应用前景,值得大力推广。     

富拉尔基浅层水平井钻井技术应用分析

齐齐哈尔富拉尔基油田拥有丰富的浅层稠油资源,油藏埋深浅,油层薄,由于地面条件限制不能采用直井开发,长城钻探工程有限公司钻井三公司在该区块施工了7口浅层水平井。浅层水平井钻井因地面与目的层距离短,钻井完井过程中面临一些特定的技术难题。针对施工难点进行分析,从钻具组合设计、地质导向技术和钻井液优化设计三方面出发,实现安全优质高效钻井。     

煤层气储层伤害机理与水平井双层管柱筛管完井技术

煤储层具有高吸附性、低渗透性、易压缩与易破碎的特征,煤层气水平井钻完井过程中常常造成煤储层伤害,导致煤层渗透率和单井煤层气产量大幅度降低。通过实验分析,揭示水平井钻完井液中的固相颗粒、流体流动诱导产生的固相成分对煤储层微裂隙堵塞成因,阐明煤层气水平井钻完井中储层伤害的机理。在此基础上,提出水平井双层管柱筛管完井技术,分析其减轻煤储层伤害的机理,即通过冲管水力冲击作用消除水平井壁钻井液泥饼,清除井壁附近堵塞微裂隙煤粉,并在近井地带产生应力增渗作用。相对于煤层气常规的多分支水平井及分段压裂水平井,水平井双层管柱筛管完井的稳定日产气量、稳产周期均大幅提升。该技术在沁水盆地南部部分区域推广应用显示,3号煤层气井平均日产气量提升到20 000 m3,同时实现15号煤层气的开发突破,平均日产气量提升到10 000 m3以上。研究成果对于降低煤层气水平井钻完井过程中的储层伤害,提高煤层气井产量具有重要的理论和实践意义。      

《定向斜井与水平井钻井的地质导向技术》

本书分析了按最优剖面对定向斜井和水平井轨迹进行初级控制和高级控制的技术，给出了在钻井过程中借助于井底遥测系统进行电磁波测井和电阻测井的物理依据。阐述了地质导向技术的理论及用涡轮回转钻进法施工高质量定向斜井和水平井的地质导向工艺，讨论了深化水平井钻进的环境保护技术与工艺。书中还介绍了用地质导向技术建设水平井的实例及其开采运营的经验。     

川西采气厂首口地质导向水平井钻井技术

广金6-2 HF井是川西采气厂在蓬莱镇组气藏首次应用随钻地质导向钻井技术完成的一口长水平段水平井。该井利用随钻地质导向技术及综合录井技术,优选钻具组合,精确控制井眼轨迹,准确卡住目的层砂顶以及A靶垂深,实现A靶精确着陆。单弯双扶钻具组合在蓬莱镇气藏具有良好的稳斜效果,该井水平段进尺为980.84 m,其中滑动钻进进尺为21.5 m,复合钻进进尺为959.34 m,复合钻进比例为97.8％,大大提高了钻井效率。岩屑录井显示,水平段钻遇泥岩4 m,泥质粉砂岩8 m,细粒岩屑砂岩968.84 m,储层钻遇率为98.8％。该井完钻后没有测井,利用地质导向资料及录井资料确定射孔位置,从而缩短了钻井周期,降低钻井成本。     

地质导向技术在煤层气水平井中的应用——以柳林区块某多分支水平井为例

地质导向技术能有效提高煤层气水平井施工成功率和煤层钻遇率,但由于其具有导向参数多、工艺要求高、易受地质因素影响等特点,使其在实际应用中还存在诸多难点。以柳林区块内某多分支水平井为例,针对该井现场地质导向作业面临的资料缺乏、参数受欠平衡钻进干扰、煤层结构复杂等难点,建立合适的地质导向模型,优选合理的导向参数和导向系统,对地质导向技术在实际应用中的工艺与流程进行了系统论述。实践表明,地质导向技术在该井的应用效果良好:煤层钻遇率达到了93.1%;截至目前,该井的产气量达8600m3/d,且还在进一步提升。     

大庆朝阳沟油田浅层水平井钻井技术

介绍朝阳沟油田98区浅层水平井的井身结构特点、地层岩性特点以及该区水平井轨迹控制的难点。针对这些特点以及不同地层的造斜率,制定有效轨迹控制方案,选取合理的造斜工具及钻具组合,实施合理的钻井参数及技术措施,完成浅层水平井的施工。     

龙26-平25长水平段水平井钻井技术

为了高效开发低渗透油藏,在大庆油田龙26区块部署了龙26-平25长水平段水平井。介绍了井身结构与井眼轨迹剖面设计特点,分析了钻井施工中的难点,从井眼轨迹控制、旋转地质导向钻井技术、摩阻与扭矩监测、井眼清洁等几个方面对该井采用的技术措施进行了详细阐述。龙26-平25井完钻井深4045.00 m,水平段长2033.00 m,各项指标均符合设计要求,创出了大庆油田应用水基钻井液施工水平井水平段最长的记录,为今后施工同类型长水平段水平井积累了宝贵的施工经验。     

低勘探程度区煤系致密气水平井地质导向技术及应用

在二维地震区、井控程度低及曲流河三角洲前缘沉积等复杂岩性储层中,实施水平井储层钻遇率较低。三维地质模型迭代更新与地质–工程一体化相结合的水平井地质导向技术应用逐渐广泛。鄂尔多斯盆地东南缘上古生界煤系发育山西组山₂ 3亚段北岔沟砂岩等多套致密砂岩储层,其中,大宁–吉县区块砂岩层厚度较薄、纵向岩性复杂、横向变化快、微幅构造发育,基本无出发井且末端井较远(大于1 500 m),水平井导向难度大。为了提高低勘探程度区水平井钻探效果,通过标志层识别与厘定、煤岩层对比、资料精准分析与补充、储层顶底特征识别等方法开展研究。首先,总结研究区煤层与炭质泥岩的快速区分方法,解决现场岩性识别困难的难题,构建研究区地层格架;而后,基于测井、地震、地质多种资料的地层精细对比,厘定1个Ⅰ级标志层及3个Ⅱ级标志层,在山₂ 3亚段进一步确定2个Ⅱ级标志层。最后,提出着陆点控制技术、水平段钻遇率提高技术与钻头出层判断方法,形成了三角洲前缘亚相储层水平井地质导向技术。将该技术应用于DJ-P37井区,累计完钻34口,平均砂岩钻遇率78.30%,取得了良好的钻探效果,可为类似区域煤系水平井钻进提供技术借鉴。      

延长油田水平井钻井关键技术研究

水平井钻井技术对延长油田低渗透油藏的勘探开发具有重要意义。从钻井设计出发,提出了三维轨迹、负位移、三增剖面等剖面优化设计以及二开的井身结构设计;针对水平井地质导向的技术难点,形成了相应的技术对策;为解决原KPAM钻井液体系抑制性较差的问题,通过室内实验确定了阳离子乳液聚合物钻井液体系配方。这些关键技术有效性的保证了延长油田水平井钻井安全平稳运行。     

黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术

煤层气顶板水平井是解决松软煤层煤层气开发的主要途径之一。针对贵州黔北矿区复杂的地质和储层条件,为解决煤层顶板水平井漏失、井眼轨迹控制和固完井困难等问题,开展并形成了以轨迹精细控制为核心,以防漏堵漏、偏心连通和固完井等技术配合的成套黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术。结合现场钻井实践,成功解决了水平井钻井施工中诸多问题,钻井周期明显缩短,经济效益明显提高。研究成果为贵州煤层气钻井和开发提供了新途径,也为高瓦斯矿井地面治理开辟了新的方向,具有显著的应用和推广价值。     

煤层气多分支水平井钻井技术在樊庄区块的应用

基于樊庄区块3号煤层的地质和力学特征,该区块适于采用多分支水平井钻井技术开发煤层气。分析了煤层气多分支水平井存在的安全钻进及储层保护、井眼轨道控制、井下复杂事故和新式钻井工具及仪器等技术难点。通过2口井现场实施情况表明,在煤层的水平段及分支段钻进过程中,宜采用近平衡钻井,钻井液以清水为主;尽量保持井眼轨迹沿煤层中上部靠近煤层顶板位置钻进,且实施快速钻进;减少煤储层在钻井液中的浸泡时间,以利于保持煤层井壁稳定,减少煤储层的伤害及煤层坍塌危险;水平及分支段中,减阻短节(AG-itator)的使用能降低井下摩阻,避免钻柱的螺旋屈曲;钻遇断层、破碎带时要提前完钻,防止井下复杂事故的出现。     

松软煤层水平对接井筛管完井工艺技术

松软煤层中开发煤层气,由于地质条件复杂、井壁不稳定、产气通道易堵塞等,致使松软煤层中水平对接井的抽采效果较差。重点研究了松软煤层水平对接井筛管完井工艺技术,包括筛管选型、配套设备机具和下管工艺技术等。通过在晋城成庄区块现场应用,3口水平井煤层段下入筛管总长度达到1466 m,取得了良好的应用效果。     

顶板岩层定向卸压瓦斯抽采钻孔钻进关键技术

顶板高位孔是治理采空区瓦斯的主要途径之一。在施工过程中,会遇到岩层开分支困难、目标层位的失制、非稳定地层处的纠偏等难题,它有别于煤层定向钻孔施工,阐述了顶板岩层定向卸压瓦斯钻孔施工的关键技术,对顶板定向长钻孔施工具有重要意义。     

软煤气动螺杆钻具定向钻进技术与装备

针对软煤钻进成孔深度浅、钻孔轨迹不可控、易出现瓦斯抽采盲区等问题,发明了气动螺杆钻具定向钻进技术,开发了由气动螺杆钻具、窄体定向钻机、随钻测量系统等组成的煤矿井下气动定向钻进技术装备。其中,气动定向钻进工艺和完孔技术,解决了松软煤层顺层定向钻孔长距离安全成孔和可靠护孔难题。在淮南某矿进行试验,试验钻孔30个,最大孔深300 m,平均见煤率92.9%,并全孔段安设筛管;钻孔抽采瓦斯纯量32万m³,试验区域煤巷平均掘进效率9.3 m/d,实现覆盖区域煤层安全高效回采。该技术的成功研发探索出软煤横穿工作面递进式瓦斯治理新模式。     

沁水盆地南部煤层气水平井井型优化及应用

煤层气采用L型水平井开发,可使单井稳产气量达到8 000 m³/d以上,但由于L型水平井无沉砂口袋,无法靠重力实现气、水自然分离,易发生油管窜气,导致泵效大幅下降,制约进一步排水降压。前期通过优化排采举升工艺,油管窜气现象得到了一定缓解,但对低流压产气井和高流压产气井的治理效果仍然不理想。以沁水盆地樊庄−郑庄区块L型水平井为例,通过研究分析56口发生油管窜气井的气、水变化规律,建立了窜气严重程度评价指标,利用灰色关联度法找出影响油管窜气的主控因素,明确产生油管窜气的原因,并在优化排采制度方面提出了2种防治油管窜气的方法。结果表明：井筒环空的液柱高度是引发油管窜气的先决条件,油管窜气随液柱高度降低突然发生,当液柱高度大于75 m时,出水口不窜气或以轻、中度窜气为主;当液柱高度小于75 m时,以重度窜气为主,且发生窜气后其窜气程度随液柱高度的降低呈指数增大。气液比是影响窜气程度大小的关键因素,且窜气程度随气液比的增大呈对数增大,当气液比小于30时,以轻度和中度窜气为主,当气液比大于30时,以重度窜气为主。通过控制恒定高套压,采取“控压排水”法,可有效提高泵吸入口附近两相流的持液率;通过控制日产气量,采取“控产排水”法,将泵吸入口附近的气液比降低至30以下,可有效降低油管窜气程度。在此基础上,结合防窜气排采举升工艺,最终实现油管窜气的标本兼治。

     

煤层气水平井煤粉产出规律及其防治措施

从实际资料入手,深入分析煤层气水平井煤粉形成原因、煤粉产出规律及防治煤粉措施。分析结果表明：井壁原始应力状态改变、煤岩物质成分及组成、钻具的碾磨作用和钻遇煤层段井眼轨迹弯曲大煤层局部受到钻具挤压以及排采工作制度改变使降液速率变化大等是影响煤层气水平井煤粉形成的主要原因;黏土矿物是煤粉的主要来源,且黏土矿物含量越高,煤层出粉的可能性越大;排采早期产出的煤粉颗粒直径在几十微米到几百微米之间,粒径变化明显,表明排采早期产生的煤粉以钻具碾磨和井壁原始应力状态改变形成为主,排采后期产出的煤粉颗粒直径主要在几十微米左右,粒径分布相对均匀,表明排采后期产生的煤粉以煤层煤岩物质成分组成和排采工作制度变化影响形成为主;加强水平段循环清洗工作,优化合理的筛管缝隙尺寸、筛管直径、筛管长度等综合工艺技术,优选合适的排煤粉设备、制定合理的控煤粉排采制度等是煤层气水平井煤粉防治的主要措施。     

苏14-19-34井组水平井轨迹控制技术研究与应用

随着苏里格气田的深度开发,大井丛、三维水平井施工逐渐增多,增大了轨迹控制难度。丛式三维水平井存在防碰风险高,斜井段长导致摩阻和扭矩大滑动钻进困难,水平段长及产层不稳定导致钻压传递困难和井壁失稳、井壁清洁困难等问题。针对这些问题,通过优化剖面设计和钻具组合,采用盐水钻井液体系、螺杆优选及现场技术管理和操作人员精心应对,形成了配套的技术对策,有效地实现了钻井工程的安全高效。