煤层气井的完井方法
煤层气洞穴-筛管完井工艺
中国煤层气
Ｃ Ｈ Ａ Ｃ Ｉ Ｄ ＭⅡ Ｈ Ａ ＯＡ ＢＥ ＮＥ
Ｖ０ ． ０． １９ Ｎ ２ Ａｐ ｌ２ ２ ｉ ｒ ． ０１
煤 层 气 洞 穴 一筛 完 井 工 艺 管
李宏用有限公司 ，河南 ４ ０ １；２ １ ５０６ ．河南豫 中地质勘察工程公司 ，河南 ４０５ ） ５０３
ｅ ｌ ．Ｃ ｖｔ ｏ ｌｔ ｇｔｃ ｎｑ ｅｉｃｕ ｅ ｏ ｇ ｌ ｅｆｌ ｗｎ ｅ ｓ ｄｉ ｅｂ ｒｈ ｌ ｎｉ ｔｅｄｉ ｉｉ－ ｓａｌ １ ａ ｙ ｃｍｐｅ ｎ ｈ ｉ ｌｄ ｓｒｕ ｈｙｔ ｌ ｉｇｓ ｐ ： ｒ ｌ ｏｅ ｏｅｕ ｔ ｒ ｂｔ ｎ ｉ ｉ ｅ ｕ ｎ ｈ ｏｏ ｔ ｌｔ ｈ ｌ ｈ ｌ
管 ，并 密封衬 管和 套 管之 间的环形 空 间。煤层 气可 以流过 筛管割 缝进入 井筒。 关键 词 ：赋存 地质 条件 煤层 气 煤储层 洞 穴完井
Ｃａ ｉ — ｅｆｒｔｄ Ｃａ ｉｇ Ｃｏ ｌｔ ｇ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆｒＣＢＭ ｅｌ ｖｔ Ｐ ｒｏ ａｅ ｓｎ ｍｐｅｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｙ ｎ Ｗ ｌ
摘
要 ：洞 穴完井是 单一厚 煤层 重要 的煤层 气增产 完井技 术之 一 。洞 穴完 井工 艺流程概括 为 ：钻
头钻 至煤 层项界 上 ３ 时停止 钻进 ，进 行裸 眼地 球 物理 测 井 ，下技 术 套 管 ，注水 泥 固井 。检 查 固 ｍ 井质量合 格后 ，钻 穿煤层 至底 板 下 １ｍ 完钻 。在 完成 该段 裸 眼 测 井 和 固井测 井后 ，下 入喷 射 式 ０ 造 穴器造 穴 ，洞 穴直径 达到 ｌ２ 时停 止造 穴。最后 在裸 眼煤 层段 及 以 下井段 安 装 悬挂 式 割缝 筛 ，ｍ
煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨
煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨对煤层气进行高效开发，需要结合地层特点，对钻完井工艺技术进行探讨，根据不同的煤层气，利用不同的工艺技术对煤层气进行高效开发。
在储层改造方面，主要以水力压裂改造为主，钻井类型以定向井井型为主;利用空气旋冲钻井工艺来实现煤层气的钻井工艺改造，通过对煤层气高效开发完井工艺技术分析，得出了相关的改进建议，能够提高煤层气的开发效率。
标签：煤层气;钻完井工艺;技术探讨对煤层气勘探阶段需要确保完全准确的地质资料，在进入开发以后的主要目标是提高产量，实现高效开发。
由于很多煤层气的单井产量偏低，而且钻井效率不高，因此需要针对地层特点，选择合适的钻完井工艺技术才有利于提高单井产量，实现煤层气的高效开发。
在选择钻完井技术工艺时，需要考虑的一个重要问题就是储层是否需要改造。
储层利用哪种方式进行改造取决于储层的特性，因此探讨煤层气的钻完井工艺技术，需要研究储层的特性和改造工艺中所出现的问题。
1储层改造工艺探讨1.1储层是否需要改造储层是否需要改造取决于储层中的渗透率，根据大量实践表明，渗透率在至最合适煤层气开采，适合储层改造的渗透率范围在至，如果渗透率小于就需要进行水利压裂改造，才能出现较好的产量。
因此需要根据储层的渗透率来决定储层是否需要改造。
1.2储层改造工艺煤层气储层进行改造的工艺主要有两种：第一种为水力压裂改造;第二种为空气动力造穴改造。
煤层气进行水力压裂改造与常规的油气田改造基本相同，空气动力造穴主要的原理是将高压气体注入井内，在瞬间释放压力的作用下时，煤层气储层产生裂缝，进而改善煤层气储层的渗透率。
空气动力造穴完井没有得到广泛推广的原因主要有以下几方面：第一，对于造穴的时间难以预测，就会造成成本难预测的情况。
第二，该技术对储层渗透率的改善效果不是特别明显;第三，需要特殊的钻井工具及设备。
第四，非常容易对环境造成污染。
第五，由于在进行造穴过程中瓦斯、氧气浓度和明火这三项的控制力不高，很有可能形成瓦斯爆炸的事故。
煤层气洞穴完井技术
探矿工程（ 岩土钻掘工程） Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （ Ｒｏｃｋ ＆ Ｓｏｉｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ）
Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．５ Ｍａｙ．２０１７：２７ －３０
煤层气洞穴完井技术
徐云龙， 李亚男， 夏文安， 张晓明
人工动力造穴在快速注入空气和快速泄压过程 中，在井筒周围形成了 ３ 个变动区（ 如图 １ 所示）： 洞穴区、破碎带和挠性区［９ －１０］ 。
１．２ 适用条件 根据上述人工动力造穴完井技术的增产机理及
美国圣胡安盆地成功开发经验，可以得到其适用条 件。
（１）煤层渗透率高，一般要在 １０ ～２０ ｍＤ。 高渗 透率是洞穴完井的首要条件，高渗意味着注入空气 能够顺利进入地层，弹性能量作用范围大，同时能够 使煤层中的自然裂缝系统与人造裂缝系统形成良好 沟通，煤层中的水和气能够顺利产出。
洞穴完井技术既是一种裸眼完井技术，又是一 种增产措施。 在煤层的裸眼井段， 通过人工 压力 “ 激动” 、地层 自然 压力、 水 力或 机 械 扩 孔 等 方 法 使 得煤层向井筒内坍塌，然后将煤粉循环出去，形成一 个应力场重新分布的洞穴，洞穴周围产生了大量的 剪切裂缝，并与地层中原有裂缝沟通，使得近井地带
（１） 洞穴区：半径可达 ２ ～３ ｍ。 增大了煤层的 裸露面积，同时又消除了钻井过程中对煤层的伤害。
（２） 破碎带：半径可达 ５ ～６ ｍ。 该区域是洞穴 效应的延伸，区域内的煤层发生张性破裂和剪切破 裂，形成大量张剪性裂缝，增强了渗流能力。
（３）挠性区：半径可达 ５０ ～６０ ｍ。 由于应力的 释放作用，在破碎带以外产生了对煤层的扰动，形成 一个渗透性增强区。
２ 工艺流程及设备配套 ２．１ 储层选择
第六章 煤层气钻井完井工艺技术
从上式可以看出在井眼不出水的条件下，钻井井深也相应增加；
而在同样条件下随着注气压力的增大，钻井深度也相应增加。
5.2 煤层气钻井完井分类及程序
◆空气量
空气钻井中空气消耗量是根据气动潜孔冲击器的性能参数(耗气 量)和携带井内环空岩屑的最低上返速度而确定。
根据文献资料推荐，钻井过程中为保持井底清洁、携带环空岩 屑返出井口，全面钻进时空气循环介质上返速度为20~25 m/s，为满 足以上条件注入空气量计算一般采用下式：
5.2 煤层气钻井完井分类及程序
◆设备数量少，易于搬迁，非常适合丘陵地区施工；
◆对储层伤害小；
◆有利于岩屑录井； ◆对环境污染小。
（2）空气潜孔锤钻井工艺的适用范围
该技术的推广使用主要受制于钻井井径及地质、水文条件。 ◆钻井半径
空气潜孔锤钻井工艺携带岩粉的能力主要取决于空气上返速度， 钻井外环空间过大时岩粉上返困难，因此空气潜孔锤钻井通常广泛 用于井径400mm以下的钻井施工。
◆地质条件 空气潜孔锤钻井工艺最适宜钻进粗粒而不均匀的地层，在6-9级
5.2 煤层气钻井完井分类及程序
岩石中钻进效果尤为突出。钻进裂缝发育的地层时，往往由于空气
漏失，风压下降，钻进速度相对降低。
◆水文条件 空气潜孔锤钻井时，空气快速上返造成井内液柱压力远小于地 层压力，形成抽水现象，如水量大于10m3/h，钻速将大大下降。 ◆钻井深度 钻井深度超过1000m时，由于受风压机风压、风量的限制，岩 粉返排困难，空气潜孔锤钻井工艺钻进效率低于常规钻井工艺。 （3）潜孔锤钻井参数的合理确定 ◆钻压 潜孔锤钻井过程中是在钻压、高压气流冲击力、旋转力等3种力
第六章 煤层气钻井完井工艺技术
煤层的钻井完井特点 煤层气井钻井完井分类及程序 煤层气储层保护技术 煤层气固井技术 煤层气井绳索取心技术 钻井资料及完井报告
煤层气多分支水平井钻完井技术浅析
煤层气多分支水平井钻完井技术浅析摘要：煤层气就是人们俗称的“瓦斯”，是一种与煤炭伴生的非常规天然气，主要成分为甲烷。
以吸附态吸附在煤的微孔隙表面的气体，需要通过排水降压方式才得以采出，是一种非常规气藏。
这一常常引发煤炭事故的“麻烦”气体，却蕴含着巨大的资源价值。
煤层气的下游应用与天然气类似，可用作民用、工业、发电和汽车燃料等，其中民用占比最高。
目前我国煤层气直接商业利用率偏低，未来随着天然气的供不应求，煤层气或将作为有效补充加速融入常规天然气产业链。
关键词：煤层气多分支钻完井技术一、多分支水平井技术多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼，也可以在分支上继续钻二级分支，因其形状像羽毛，国外也将其称为羽状水平井。
1.各井段钻具组合主井眼垂直段重点控制井斜，所以常用塔式钻具组合。
如果直井段增斜较严重，应使用钟摆钻具等纠斜钻具组合。
主井眼造斜段一般常用“导向马达+LWD”的定向钻具组合，施工过程中要确保工具的造斜率能够达到设计要求，使井眼轨迹在煤层中顺利着陆。
水平段及分支一般采用“单弯螺杆+LWD+减阻器”的地质导向钻具组合钻进。
通过连续滑动钻进的方式实现增斜、降斜；通过复合钻进的方式稳斜，既达到了连续钻进的目的，又可根据需要随时调整井眼状态，有效提高了钻井速度和轨迹控制精度。
2.分支侧钻工艺煤层中的各分支是在裸眼中侧钻完成的，裸眼侧钻是煤层气分支井钻井中的难点。
由于煤层比较脆，所以煤层气多分支井的侧钻不同于油井的侧钻，具体侧钻工艺如下：2.1起钻至每一个分支的设计侧钻点上部，然后开始上下活动钻具，在井壁上拉一个槽，然后将钻柱中的扭力释放后开始悬空侧钻。
2.2侧钻时采取连续滑动的方式，严格控制平均机械钻速），新井眼进尺1～2m内ROP控制为0.8～1.2m/h，2～3m内控制为1.2～2.5m/h，3～10m内控制为3m/h，整个侧钻工序预计需要5个小时。
2.3滑动侧钻至设计方位和井斜后开始复合钻进，钻进过程中要密切注意摩阻扭矩的变化。
煤层气洞穴-筛管完井工艺
煤层气洞穴-筛管完井工艺李宏欣1张学峰2(1.河南省煤层气开发利用有限公司,河南 450016; 2.河南豫中地质勘察工程公司,河南 450053)摘 要:洞穴完井是单一厚煤层重要的煤层气增产完井技术之一。
洞穴完井工艺流程概括为:钻头钻至煤层顶界上3m 时停止钻进,进行裸眼地球物理测井,下技术套管,注水泥固井。
检查固井质量合格后,钻穿煤层至底板下10m 完钻。
在完成该段裸眼测井和固井测井后,下入喷射式造穴器造穴,洞穴直径达到112m 时停止造穴。
最后在裸眼煤层段及以下井段安装悬挂式割缝筛管,并密封衬管和套管之间的环形空间。
煤层气可以流过筛管割缝进入井筒。
关键词:赋存地质条件 煤层气 煤储层 洞穴完井Cavity -Perforated Casing Completing Technology for CBM WellLi Hongxin 1,Zhang Xuefeng 2(1.Henan Province CB M Development &Utilization Ltd 1Co 1,Henan 450016; 2.Henan YuzhongGeological Engineering Co 1,Henan 450053)Abstract:Cavity Completing is one of the important techniques for enhanced completing in a single thick sea m.Cavity completing technique includes roughly the following steps:drill the borehole until the drill bit in -tersects the material 3m above the top boundary of coal seam;make geophysical logging in the open borehole;lower the casings and proceed ce menting.Continue drilling after proving the quality of cementing up to the standard,and stop drilling until the bit penetrating the coal seam and reaching the material 10m belo w the floor of seam.After the loggings are finished in the open borehole section and in the cemented borehole,a jet is lowered to under ream the coal sea m to form a cavity until the diameter of the cavity reaches 112m.Finally,set the slotted casings in the open hole coal sec tion and the section beneath as well.Seal the annular space be -tween the lining and casings.CB M can then enter the well through the slots of perforated casing.Keywords:Geological occurrence c onditions;CB M;coal reservoir;cavity completion 为了改变煤层透气性差设计采用洞穴-筛管完井这一技术,目的在于有效扩大煤储层暴露面积或渗流面积,最大限度降低钻井液和固井水泥浆对煤储层的伤害,保持煤储层和井筒之间最佳的连通条件,煤层气流达到井口的阻力最小。
煤层气水平井方案
/
/
193.7 0~1214 1214 J-55×8.33 39.287 47.69 47.69 1.9 2.9
3.3
139.7 0~2014 2014 J-55×7.72 25.298 50.95 50.95 3.3 4.1
2.9
15
二、钻完井方案
（2）固井技术措施
① 固井特点及难点
a 套管下入困难； b 煤储层压力低，封固段长； c 水泥浆配方设计困难； d 煤层易受到伤害，保护煤层的难度大； e 三开固井质量难以保证。
煤层的割理发育图
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二、钻完井方案
② 三开煤层段固井主要工艺要求
a 下套管前先通井，通井要有耐心，通井组合要从简至繁，从易至 难。
b 斜井段及水平段中要保证钻井液摩阻系数小于0.08，预防卡钻。 控制起下钻速度，防止出现抽吸和压力激动。
c 用好固控设备，清除砂泥，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。 若环空不畅岩屑较多可配制粘切较高的稠泥浆裹几次，直到起下较正常。
➢ 二开用D241.3mm钻头， 下D193.7mm套管中完；
➢ 三开用D171.4mm钻头， 下D139.7mm套管，射孔 压裂。
7
二、钻完井方案
2、轨道剖面设计
1）轨道设计 以1000m垂深，水平段长800m，地层倾角2°计算。
描述
上直段 造斜段 稳斜段 二开底
井底
测深 (m)
793.12 1153.12 1193.12 1215.65 2015.65
2~4
6 171.4 PDC钻头×1只 ~2015
800
40~53 15~20
以上钻头用1000m煤层垂 深进行设计。
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二、钻完井方案
采气井站生产与管理：气井完井方法
工艺简单，操作方便，成本低，在水平井中使用较普遍。
完井方式特点
1. 气层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与气层相配伍的钻井液或其他保护油气 层的钻井技术钻开气层； 2. 割缝衬管的防砂机理是允许一定大小的、能被油气携带至地面的细小砂粒通过，而 把较大的砂粒阻挡在衬管外面，大砂粒在衬管外形成“砂桥”，达到防砂的目的； 3. 割缝衬管完井方式既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒，同时 在一定程度上起到防砂的作用。
气井开采工艺技术 气井完井方法
气井完井方法
射孔完井方式、裸眼完井气层的特性来选择合适的完井方式，才能有效地开发气田、延长气井 寿命和提高其经济效益。
合理的气井完井方式应该满足以下要求
(1)气层和井筒之间应保持最佳的连通条件，气层所受的损害最小； (2)气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，气入井的阻力最小； (3)应能有效地封隔油、气、水层，防止水窜，防止层间的相互干扰； (4)应能有效地控制气层出砂，防止井壁坍塌，确保气井的长期生产； (5)应具备进行分层注水、分层压裂、酸化等分层措施以及便于井下作业等条件； (6)施工工艺简便，成本较低。
二、裸眼完井方式
(2）不更换钻头，直接钻穿气层至设 计井深，然后下技术套管至油层顶界附 近，注水泥固井，此种裸眼完井称为后 期裸眼完井。
裸眼完井的主要特点
油气层完全裸露，因而气层具有最大的渗流面积； 裸眼完井虽然完善程度高，但使用局限很大，砂 岩油、气层，中、低渗透层大多需要压裂改造，裸眼 完井即无法进行； 砂岩中大都有泥页岩夹层，遇水多易坍塌而堵塞 井筒，所以其局限性就更加明显。
一、射孔完井方式
射孔完井是国内外气井中最为广泛和最主要使 用的一种完井方式。
它又分为套管射孔完井和尾管射孔完井两种。