小井眼钻井技术在煤层气勘探中的试验研究_黄洪春
煤层气参数井小井眼钻井技术
煤层气参数井小井眼钻井技术3莫日和1 覃成锦2 高德利2(1.中联煤层气有限责任公司,北京 100011; 2.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京昌平区 102249)摘 要:为了降低煤层气钻井成本,中联煤层气有限责任公司试用了小井眼钻井技术钻参数井。
本文介绍此技术的关键组成部分,其中包括:钻井地面设备的配置,各开钻具组合的构成,钻进参数的选择,钻井液体系的选择,钻井液体系的性能维护,钻井液固相控制的措施,防斜、取芯和测井的技术。
此技术在贵州保田青山项目6口井的施工中得到成功的应用,其所需费用不及常规油气钻井技术的一半。
综上所诉,煤层气井小井眼钻井技术是切实可行。
关键词:小井眼 煤层气 钻井 参数井Slim H ole Drilling T echnology for Parameter Well of C oalbed MethaneM o Rihe 1,T an Chengjin 2,G ao Deli 2(1.China United C oalbed Methane C orporation ,Ltd.Beijing 100011;2.C MOE K ey Labof Petroleum Engineering in China University of Petroleum ,Beijing 102249)Abstract :In order to reduce the cost in drilling ,China United C oalbed Methane C orporation adopts slim hole drilling technology to drill parameter wells.In this paper ,key parts of this technology are introduced ,which includes selections of surface equipment ,drill string ,drilling parameter and drilling fluid ,maintenance of drilling fluid ,control measures of s olid content ,deviation prevention ,coring technology ,and logging technol 2ogy.These techniques are success fully applied in the Qingshan project in Baotian ,G uizhuo Province ,which only cost less than half of what may cost in conventional oil and gas well drilling.According to the above dis 2cussion ,a conclusion can be reached that slim hole drilling is feasible for the drilling of parameter well.K eyw ords :Slim hole ;coalbed methane ;drilling ;parameter well 煤层气就是煤层中的甲烷气,主要以吸附状态存在于煤层中,其产生机理是降压、解析、扩散和渗透等过程。
小井眼钻井配套技术及应用
小井眼钻井配套技术及应用胜利油田已进入勘探开发后期，受地面、剩余油分布限制，油气开发难度不断增大。
采用小井眼钻井技术是降低老油田开发综合成本的有效途径，为此，胜利油田开展了从小井眼钻机配套到工程设计、工艺及工具等配套的技术研究，经过现场试验与应用，形成了一套适合胜利区块的小井眼钻井配套技术，在开发中的应用效果显著。
该技术在低产低效油藏的开发和老区剩余油挖潜方面，具有良好的社会和经济效益以及广阔的应用前景。
标签：小井眼；钻井；工艺研究；配套技术；应用1 引言近年来，胜利油区勘探开发难度逐年加大，新增及难动用储量规模小、品质差，且以低渗透油藏为主，而老油田已进入高含水开发后期，剩余油高度分散，如何采取有效手段，开发此类低产低效油藏、挖掘老区潜力，已成为当前提高勘探开发水平的重大难题。
由于采取常规井开发没有效益或无法开发，而采用小井眼钻井技术开发，能达到提高油藏有效动用程度、降低综合开发成本、节能环保的目的。
自20世纪90年代以来，小井眼钻井完井技术成为即水平井技术之后又一开发热点，其应用规模不断扩大。
与常规井眼相比，此项技术在设计相同井深时，成本节约15-30%，在边缘及交通困难地区，这个比例会更高。
自2005年开始，由钻井院负责开展了小井眼课题的研究工作，并于2006年完成了油田第一台小井眼专用钻机的配套工作，开展了小井眼钻井配套技术的研究与应用推广工作，形成了配套新技术。
在油田多个区块取得了良好的效果。
2 小井眼钻井配套新技术2.1 小井眼钻井设计技术通过现场试验井的探索和实践，对井身结构进行优化，并做出了经济适用性评价。
2.1.1 井身结构优化根据井身结构确定的原则、依据及井身结构的设计方法，结合生产层的产能、油管大小、增产措施及井下作业等情况，为满足钻进安全、快速、经济和后期采油工艺的要求，优化形成井身结构设计方案。
一开表层套管的下深要求封固平原组，达到防止浅水层污染，封隔浅层流沙等疏松地层的目的。
浅析小井眼钻井技术在冀东油田的应用
浅析小井眼钻井技术在冀东油田的应用冀东油田主力区块勘探开发时间较长，小井眼钻井技术具有明显应用优势，对老油条区块挖潜、抑制采油井况恶化等具有明显作用，本文就是对小井眼钻井技术应用进行的探究。
标签：小井眼；钻井技术；井身轨迹冀东油田勘探开发时间较长，主力区块逐步进入开发中后期阶段，开发状况日益复杂，特别是整体上复杂断块油藏的构造特点，使钻井中存在较为严重的温度、压力和盐度较高问题，井矿条件日益恶化，在当前注水开发应用较多的情况下，油井增产稳产存在较大的难度。
针对这一现状，应用小井眼钻井技术，在老油井实施有针对性的开窗侧钻和小井眼钻井，可以节约钻井成本、提升采油作业效益和油气采收率。
1 小井眼钻井技术措施1.1 小井眼复合钻进技术小井眼钻井要优先选择高效钻头和动力钻具组合应用，通过PDC钻头应用提升扭方位等作业速度。
冀东油田小井眼钻井技术多是对老油井进行下部地层的开窗侧钻，主要目的层位是沙一段、沙二段和沙三段，可利用保径较短的PDC 钻头进行定向，利用保径较长的钻头进行复合钻进，实践证明，相比传统的单纯牙轮钻头钻进，复合钻进可提升钻速60%以上。
要优化螺杆钻具应用，利用单弯螺杆对钻进轨迹进行控制。
特别是Ф95mm的螺杆可在无稳定器辅助的情况下进行小井眼钻井轨迹的控制，可根据实际需要优选适宜弯曲角的单弯螺杆进行应用。
1.2 井身轨迹控制技术井身轨迹控制要结合具体区块和具体钻进层位优选适用的螺杆钻具进行应用。
在开窗后初期钻进中，要选择Ф118mm牙轮钻头+Ф105mm（无磁钻铤1根和DC钻铤2根）的钻具组合进行20m左右的钻进，实现与老井眼的有效隔离，防止钻井中的井眼碰撞问题；在单点测量后再进行起钻作业，如果实际方位与设计情况存在较大出入，就要下入Ф118mmPDC钻头+Ф95mm1.5度的单弯螺杆+1根Ф105mm无磁钻铤+6根Ф89mm承压钻杆，利用该套钻具组合中单弯螺杆的特性实现迅速的扭方位钻进，在1个单根30度以内的扭方位需求下，一般可以将方位扭到设计方位。
长庆区域小井眼钻井技术汇报2009.6.21
川庆钻探长庆钻井总公司
(4) 优选7LZ140*1°单弯螺杆代替5LZ120直螺杆， 提升了螺杆的输出扭矩和功率，延长了螺杆寿命，满足 了PDC全井段复合钻井的要求。 (5) 使 用 ReedHycalog 公 司 的 “ Bit Hydraulics Optimization”软件进行了水力参数的优化设计。 (6) 借鉴常规井成熟经验 ， 在小井眼定向井嫁接 “四合一”系列技术获得成功，轨迹控制效率大幅提高。 (7) 钻井液处理方面一是强化聚合物的抑制能力， 延长防塌浸泡周期，确保井壁稳定；二是加强钻井液的 润滑性，降摩减扭，防止阻卡。
川庆钻探长庆钻井总公司
1998 年 施 工 的 10 口 井 采 用 “ φ241.3 mm 钻 头 * φ177.8mm 表 套 + φ152.4mm （ 或 φ158.75 mm）钻头*φ114.3mm套管”的井身结构，平均 钻井周期14.7天。试验中发现钻头寿命太短，环空间隙 太小导致循环压耗大，打捞和固井困难。1999年加大了 二 开 牙 轮 钻 头 尺 寸 ， 将 井 身 结 构 改 为 ： “ φ241.3 mmBit*φ193.7mm 套 管 + φ165mmBit*φ114.3mm 套 管”，提高了钻头寿命，改善了环空间隙过小的工况， 当年施工72口，平均钻井周期7.4天，速度翻了一番。
川庆钻探长庆钻井总公司
1.主要技术指标 2003-2008年苏里格小井眼钻井数据表
井号 苏40-19 苏39-20 当年对比 苏39-14-1 苏39-14-4 苏38-19 苏33-8 苏6-16-24 苏6-16-21 当年对比 桃2-4-21 钻机 完钻时间 2003.8.18 2003.11.25 / 2003.6.29 2003.9.28 2004.11.6 2004.12.2 2007.9.17 2007.11.12 / 155.58 101.6 二开井眼 完井套管 完钻井深 机械钻速 钻井周期 m m/h d 3391 3370 3424 6.34 6.15 7.05 20.87 11.96 9.67 8.59 3360 3404 3438 3346 3500 6.19 9.35 15.9 13.17 16.62 35.46 33.69 35.54 37 30 40 47 39 24.96 14.7 22.7 12 循环 介质 泥浆 泥浆 泥浆 天然气 天然气 空气 空气 泥浆 泥浆 泥浆 泥浆 泥浆
小井眼钻井技术推广应用
小井眼钻井技术推广应用摘要：随着钻井科学技术的飞速发展，传统的井身结构已不能满足人们对钻井提速提质的迫切要求，小井眼技术在国际上已经有50多年的发展历史，小井眼技术可降低勘探风险以及勘探成本；对于进入开发中期油田，进行老井加深或侧钻，不仅可以降低钻井费用，还可以发现一些新的储量，有助于老油田稳产增产，提高最终采收率。
80年代以后小井眼钻井的迅速兴起主要出于以下几个目的：小井眼钻井的初期投资较小，包括使用较小的钻机、较小的井场、较细的管材、较少的水泥及钻井液和燃料、较少的搬运费、较少的劳动费用。
减少钻机钻柱重量就是减少钻机租用费，而减少井眼容积就是减少泥浆、水泥及套管费用。
用小井眼钻井技术在普通井眼里加深钻井，可大大节约成本；小井眼的修井成本较低，射孔、暂时性与永久性堵塞、提捞、抽吸、固井及套管泄露修理都可用钢丝电缆起下工具；小井眼完井不论是单层完井还是多层完井都是平行完井，故可防止邻近井的泄露；小井眼开发较便宜。
关键词：小井眼钻井技术研究推广应用一、前言胜利油田号称“地质大观园”，断层纵横，构造复杂，老油田、老区块已进入开发中后期，为了进一步提高采收率、降低钻井成本，在同一区块儿，多打井、打小井眼井，一方面可以加大开发的力度、进一步提高产量，另一面可以大大节约钻井成本，并减小对资源的浪费和对环境的污染，其经济效益、社会效益不可估价。
2002年在具有“低压、低渗、低产”特点的苏里格气田应用了小井眼钻井技术，钻进井段500-3450m。
胜利油田一直没有停止对小井眼钻井技术研究的步伐，最近几年在垦东、孤东、陈庄、沾35区块，已陆续完成10多口φ152.4mm尺寸井眼的气井钻探工作。
通过学习国内的小井眼钻井技术专题，研究和分析近几年来施工的小井眼钻井技术，根据井身结构、套管层序、钻头类型和钻杆尺寸来研究钻井参数和水利参数，并通过一两口井的实验，得出合理的参数设计。
借助钻柱力学理论模型和常规井眼的钻具结构，研究适合所钻尺寸的小井眼的增斜、稳斜、降斜钻具结构，并制定相关的技术参数。
小井眼钻井技术毕业论文
小井眼钻井技术毕业论文摘要小井眼钻井在石油工业中应用始于50年代，80到90年代小井眼钻井技术取得了突破性进展，成为继水平井之后油气勘探开发中又一门热门技术。
数年来国内外对小井眼钻井技术进行了大量的研究，也取得了很多成果，展现了良好的应用与发展前景。
在国内，中原油田在小井眼侧钻技术方面形成了一套新的研究方法和技术，在此研究基础上开发了配套的高效钻井工具，得到初步应用，取得了良好的效果。
本文通过对国内外小井眼钻井技术的基本理论及在国内的一些实际应用的叙述使大家对小井眼钻井有个更清晰的认识。
关键词：小井眼；钻井工艺；侧钻工艺目录前言 (1)第1章小井眼的基本概念 (2)1.1小井眼钻井技术发展概况 (2)1.2小井眼技术发展的原因 (4)1.2.1 经济因素 (4)1.2.2 技术进步 (4)1.2.3勘探开发的需要 (4)1.2.4环境保护的压力小 (5)第2章小井眼钻井系统、装备及工具 (8)2.1小井眼钻井系统 (8)2.1.1转盘钻进系统 (8)2.1.2连续取芯钻进系统 (8)2.1.3井下动力钻具钻进系统 (8)2.1.4小井眼水平钻井系统 (8)2.2 国外小井眼钻井设备的发展现状 (9)2.3 国内小井眼钻井设备现状 (12)2.4 对我国研制小井眼钻井设备的几点建议 (12)2.4.1 钻机 (13)2.4.2 钻井井下工具 (13)第3章小井眼技术的难点及对策 (15)3.1小井眼井控与常规井控的差别 (15)3.1.1环空间隙（小井眼环空体积小） (15)3.1.2 系统的压力损失大 (16)3.2小井眼井涌检测技术 (17)3.2.1 Amoco公司井涌检测法（出入口流量法） (17)3.2.2 Anadrill公司的井涌检测方法 (17)3.2.3 BP公司研制了一种小井眼井涌早期检测系统 (17)3.3小井眼压井方法---动态压井法 (18)3.3.1动态压井法（动平衡压井） (18)3.3.2 动态压井的实施 (19)3.3.3 动态压井的优越性 (19)3.3.4 应注意的问题 (19)第4章小井眼钻井的应用 (21)4.1中原油田侧钻技术现状 (21)4.1.1侧钻井技术的应用风险评价 (22)4.1.2实现小井眼高效侧钻的关键技术 (23)4.2 滴102井小井眼加深井基本情况 (25)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)前言小井眼钻井技术应用领域比较广阔，随着钻井技术设备及工具的出现，当前，小井眼技术不仅可用于浅井，直井，也可用于中深井和深井，定向井和水平井，多分支井；不仅可用于探井也可用于开发井；不仅用于打新井，也用于老井加深和开窗侧钻。
微小井眼钻井技术的相关内容探析
在应用微小井眼技术的过程中能够降低钻井难度，进而加快油气开采的速度，同时应用该技术时所产生的废气较少，因此能够避免对环境造成污染，这些突出优势使得该技术受到了世界范围内多个国家的关注，并逐步展开了应用，并且在美国及加拿大等多个国家应用成果十分显著。
目前研究人员还在持续研究该技术，目的在于促使其应用范围能够更广，本文对此进行了具体分析。
1 技术的优缺点1.1 优点微小井眼技术的优势主要体现在以下几个方面。
第一，该技术采用的是油管钻井技术，可在原有基础上减少停钻次数，因此可缩短工期，同时还可减少资金投入，并且该技术能够用稳定控制井底的压力，有效应对各类复杂情况，进而使得钻井作业更加安全。
同时，还可在井内设置电缆，使得信号的传播更加稳定[1]。
另外，该技术的应用范围较广，并不局限于地面，其还可用于海上作业。
第二，在应用该技术的过程中可在原有基础上缩减人力及物力等多个方面的投资，主要原因在于该技术所使用的设备尺寸较小且质量较轻，在施工场地不会占据过大的面积，并在搬运过程中十分方便，操作起来较为简便，具有省时省力的特点。
第三，该技术对材料的使用量较小，进而使得钻井液的耗量在原有基础上缩减了1/5左右，同时也缩减了时间成本。
另外，应用该项技术时能够减少井眼，并且施工范围也较为局限，因此使得环境污染的问题得到了有效控制。
1.2 缺点微小井眼尽管具有许多优势，但同时也不可避免地存在一些缺陷，主要体现在以下几个方面。
第一，井眼尺寸较小，对工具的要求较高，导致难以找到相匹配的井下工具，进而使得井下作业难度较大。
另外，井眼空间十分有限，在处理复杂地层时难度较大，并且一旦发生安全事故，处理时需要控制多项因素，进而延误了安全事故的最佳处理时机。
在应用该技术时还容易出现卡钻问题，并且钻头的选择过于局限，因此目前该技术在浅井中的应用较为普遍。
第二，环空尺寸过小，容易增加井底压力，进而出现卡钻问题。
另外，在井空时可能会引发井喷事故[2]。
刍议小井眼钻井技术应用效果
刍议小井眼钻井技术应用效果作者：朱立国王力来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要：小井眼钻井技术已经在多个领域得到了广泛的应用，随着钻井技术设备和相关工具的产生，小井眼技术除了能够在浅井和直井中进行应用，同时在探井及开发井中都发挥了重要的作用。
在数十年的时间里，国外关于小井眼钻井技术开展了深入的研究，获得了良好的效果，也出现了较为完善的概念。
因此，本文主要分析小井眼钻井技术的应用效果。
关键词：小井眼;钻井技术;应用效果随着油气资源的不断开采，整装高品质油藏数量不断下降，油气田的开发风险不断增加，所以若想要获得良好的综合开发效益，就必须要对于石油勘探的成本进行降低。
由于小井眼钻井技术的投资较少，占地面积较小，钢材耗量较低，钻井液用量也不高，环保性较高等多种优势。
因此，当前小井眼钻井技术的应用效果进行研究分析。
1 小井眼钻井技术的发展情况小井眼钻井最初诞生在20世纪40年代初期，50年代美国Carter公司在美国范围内分别钻了108口小井眼井，通过实践经验表明钻小井眼井在经济层面上市比较合理的。
随着电子学的发展，给小井眼技术的发展打下了良好的基础。
应用小型传感器就不再需要使用常规直径油井对于地下信息进行收集，从而使得勘探成本得到降低。
直到今天，小井眼钻井已经在全世界各地的油田中得到了应用。
90年代，全世界范圍内钻小井眼井的数量不断增加。
当前，因为小井眼钻井具有的优势，整体呈现出了蓬勃发展的态势，甚至在一定程度上取代了常规的井眼，对于石油工业带来了明显的效益，应该受到石油开采行业的足够重视。
2 小井眼技术的主要优势2.1 经济优势小井眼技术应用的主要优势，是能够实现钻井成本的降低。
就部分石油公司进行实验统计结果表明，和常规井对比，小井眼技术的应用最少可以降低钻井成本25%左右。
在很多偏远地区，其钻井成本能够下降75%。
2.2 技术优势在80年代以后，小井眼钻井的装备、工具与完整的技术都实现了飞速的发展与进步，并且在实践中获得了良好的效果。
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＊黄洪春,工程师,1966年生;1986年毕业于重庆石油学校钻井专业,现从事煤层气钻井完井技术研究和试验工作。
地址:(065007)河北省廊坊市万庄石油分院完井工艺研究所。
电话:(010)62095017转3301。
小井眼钻井技术在煤层气勘探中的试验研究黄洪春＊(中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院廊坊分院) 黄洪春.小井眼钻井技术在煤层气勘探中的试验研究.天然气工业,2000;20(2):54～56摘 要 煤层气作为一种新兴的非常规天然气资源,正越来越受人们的重视。
中国石油天然气集团公司也先后进行了10多口井的尝试。
但由于煤层气单井产量较低,工艺性试验投入大,勘探效益低。
为降低煤层气钻井成本,借鉴了国内外常规油气井小井眼钻井技术的成功经验,结合煤层气的特点,研究了小井眼钻头、煤层保护、小井眼取煤心等工艺技术,评选了小井眼钻机,并在现场进行了1口煤层气小井眼钻井试验。
通过与常规煤层气试验井对比,分析了煤层气小井眼钻井的经济效益。
文章介绍了上述石油系统(CNPC )煤层气钻井现状及煤层气小井眼钻井技术研究和勘探性工艺试验情况。
主题词 小井眼钻井 技术 煤层气 勘探钻井 研究 煤层气在国外已投入工业性开采,并形成了煤层气工业。
而国内起步较晚。
中国石油天然气集团公司于90年代初才开始介入煤层气的研究,经“八五”准备性研究后,列入了“九五”重点攻关研究项目。
经过几年的探索,在研究和工艺性试验上都有长足的发展。
就煤层气钻井技术而言,进行了常规钻井和小井眼钻井等技术的研究和工艺性试验,取得了一些认识。
现就煤层气小井眼钻井试验情况与广大钻井同仁进行一些探讨。
煤层气井钻井特点及现状分析煤层气亦称煤层甲烷,是煤层自生自储的一种非常规天然气资源,其井深一般为300～1500m ;单井产量偏低,为1000～10000m 3/d (通常为3000～5000m 3/d )。
而且,作为储层的煤层与常规石油天然气储层相比具有特殊的物理力学性质。
鉴于上述特点和国内外经验,我国目前的煤层气钻井具有:①领域新、可借鉴的经验少;②单井产量低、钻井费用高;③煤储层机械强度低,易造成井下情况复杂和井下事故;④煤储层保护技术难度大;⑤煤层取心技术要求高、难度大。
从中国石油天然气集团公司近几年完成的煤层气试验井来看,基本沿用已成熟的常规石油天然气井的钻井完井工艺技术。
其井身结构通常为: 339.7mm 表层套管+ 244.5m m 技术套管下至煤层顶部+ 139.7mm 油层套管(或尾管)完井;井深视地区不同有500～1400m ;选用钻机为大庆—I 型或大庆—II 型;单井钻井工程费用高,约200～380万元。
虽投入了大量资金,进行了十多口井的工艺性试验,但勘探成功率较低,至今没有取得实质性突破。
由于煤层气井单井产量较低,按常规石油天然气井工业开发标准,均达不到工业气流。
显然,用常规油气钻井技术钻探煤层气井成本太高。
为推动煤层气勘探开发的兴起,我们进行了以降低煤层气钻井费用为目标的小井眼钻井工艺性试验,取得了一定的效果。
煤层气小井眼钻井工艺现场试验 小井眼钻井技术在经历了长期的沉默后,于近几年重又受到人们的重视。
为了降低成本,我们从煤储层特性和开发特点出发,研究了小井眼钻井相关技术,并在江西进行了现场试验。
1.试验井的基本数据(1)井号、井别:QS —1井、煤层气试验井(2)井身结构: 444.5mm 钻头×20.50m /323.8m m 表层套管×20.28m + 215.6m m 钻·54·头×960.50m/139.7mm技术套管×958.33m+ 108mm钻头×1037.89m/裸眼完井。
(3)目的层井段:二叠系老山下亚段B4煤层,埋深962.20～966.0m2.钻井设备评选与常规油气田钻井工程类似,煤层气钻井装备的选择既要安全地实现钻探目的,又要最大限度地降低成本。
通过对比分析,我们选用了吉林油田机修总厂生产的ZJ—10型石油钻机。
其配套设备及性能指标如下:(1)钻井深度:1000m(114.3mm钻杆)、1200m(88.9mm钻杆)。
(2)最大钩载:490kN。
(3)井架:型号JJ75/A-27;负荷735kN;高度27m;底座高度2m。
(4)装机功率:220kW。
(5)转盘:型号ZP—360;通径360mm;转速(正反)55、78、125、260r/min。
(6)钻井泵:型号NB1—350;功率250kW;1台;最高泵压13M Pa。
(7)柴油机:型号PZ8V190P—1;功率470kW;1台。
(8)发电机:型号50GF9—1;功率50kW;1台。
(9)压风机:型号W—1.2/10;1台。
(10)振动筛:型号ZDS—D;1台。
(11)封井器:型号ΠΠM203mm× 89m m (73mm);手动控制方式。
经QS—1井实践证明,该钻机满足小井眼煤层气井钻井的需要,避免了大马拉小车的作业方式,大大降低了钻井成本。
另一方面,由于钻机体积小,重量轻,运移性好,缩短了装拆周期,降低了整机搬迁费。
3.小井眼钻井技术上部井段仍采用常规油气井钻井工艺技术。
第三次开钻井段(960.50～1037.89m)为小井眼,采取的工艺措施如下:(1)防斜打直技术。
采用的钻具组合为:108 mm钻头+ 89m m钻铤×14根+ 73mm钻杆+ 83mm方钻杆,增大了钻铤的重量,提高钻具稳定性。
在钻进过程中,采用低钻压(10～20kN)、合理转速钻进;结合勤划眼修好井壁和井底,确保井身质量。
(2)快速钻进技术。
针对小井眼牙轮钻头和水功率的利用效率低的特点,研制了108mm PDC钻头。
施工时采用低钻压、中等转速(78～100r/min)、较高泵压的钻井参数;仅用1只钻头就钻完了第三次开钻井段,平均机械钻速达到2.06m/h,取得了显著效果。
(3)保护煤层、防止污染钻井液体系。
通过对煤岩污染试验表明,钻井液对煤层的伤害主要有三个方面,即钻井液固相颗粒、滤液和压差对煤层的影响。
由于煤层的特殊物性,作为煤层气运移通道的割理和裂隙喉径一般都较大;其中微孔占煤总孔隙的60%～75%,而钻井液中微颗粒和胶体颗粒极易直接进入煤层的微孔隙造成堵塞;另一方面,钻井液滤液的侵入使煤层中粘土矿物水化膨胀,导致煤层有效孔隙度和渗透率降低。
而过高的钻井液液柱压力则大大增加了煤层的围压,导致煤岩塑性增强,从而降低渗透率,造成对煤层的污染。
因此,为减少钻井液对煤层的损害,应尽量降低钻井液中固相含量,降低失水和控制钻井液密度,有效地减少和避免压力激动,以平衡压力或近平衡压力钻进。
同时小井眼环空间隙较小,应提高钻井液携岩能力、滤饼质量和良好的润滑性。
针对QS—1井的具体情况,筛选并应用了无固相低伤害低摩阻钻井液体系。
配方:3%～5%KCl +1%单向压力封闭剂+0.5%～0.8%LVCMC+适量聚合物处理剂+清水。
性能:密度1.01～1.03g/ cm3,常温常压失水2～4mL,粘度30～35s,滤饼小于0.5mm,含砂小于0.2%,切力1～3Pa。
通过精心维护和使用,既保证了安全钻进,又及时发现和保护了煤层气。
在钻进和循环过程中,钻井液槽面见有大量的煤层甲烷气泡返出,而井下正常。
(4)小井眼取心技术。
由于煤层孔隙和割理发育,机械强度低,极易破碎;从而导致煤层取心困难,收获率低。
另一方面,小井眼无配套取心工具。
为此,我们选用煤炭系统新型“双筒单动式取煤器”,并加以改进。
增加了可快速取心的半合式内管、弹簧片式卡心机构和专用取心钻头,使之适合于石油钻井工艺、煤层和小井眼特点。
取出岩心直径58 m m。
在961.50～966.89m井段共取心6筒,进尺5.39m,取出岩心长4.28m,平均收获率为79.41%;其中煤层进尺3.80m,煤心长2.85m,煤心收获率75%。
基本满足了煤层气井取心要求。
(5)小井眼测井技术。
由于完井井眼为108 m m,常规石油测井仪无法下入,故采用煤炭系统TYCD—3S型数字测井仪测井。
该仪器尺寸小,重·55·量轻,动用车辆少,费用低。
共测自然电位、三侧向、自然伽马、井径、井斜、井温、密度等八条曲线,包括资料处理费仅5万元,大大降低了测井费用。
而且,资料齐全、合格,达到地质要求。
但该测井仪电缆直径小(直径4m m),处理复杂能力小。
(6)小井眼井控技术。
对常规油气田小井眼钻井而言,井控显得尤为重要。
但对煤层气井来讲,其产气量较低,吸附的甲烷气不会像常规储集气那样快速运移侵入井筒,而需要降压解吸附才能成为游离气进入井筒,则产生井涌、井喷的可能性极小。
因此,小井眼煤层气井的井控已不成问题。
现场选用一台手控双闸板防喷器即可。
小井眼煤层气试验井经济评价正如研究表明,小井眼降低了钻井成本。
与华北地区某常规煤层气试验井(井深1058.50m)相比,QS—1井可节约钻井费用49%,约130万元(成本对比见表1)。
这对煤层气这种单井“投入产出比”较大的井来说,效果是明显的。
表1 Q S—1井与常规煤层气井钻井主要成本对比表对比项目小井眼(万元)常规井(万元)节 约(万元)备 注钻前工程12208人员、设备动遣155035按1000km计人员工资、奖金9189钻机折旧253钻 头102010钻 井 液152510套管及附件304515固井注水泥10155油料、材料费153015测 井51510运 输8146环 保484合 计135265130节约49%认识及建议通过室内研究和QS—1井的现场试验,有以下几点认识和建议:(1)ZJ—10型钻机可满足煤层气小井眼的钻井需要。
(2)PDC钻头应用于小井眼可取得较好的钻井效果。
(3)小井眼煤层取心有待于进一步研究解决。
虽然该井对新型取煤器进行了改进,平均取心收获率基本达到要求,但煤层取心一次成功的收获率仍较低,且起钻出心时间长,使大量甲烷气体散失,一定程度上影响了对煤层的评价。
(4)小井眼应用于煤层气钻探可大大降低钻井费用,是一种有效的勘探途径。
但仍需对小井眼井身质量监测、小井眼携岩、煤层井壁稳定性和适合煤层气开发特点的小井眼完井等技术进行深入研究,彻底解决,才能真正体现出小井眼的特色。
(5)建议国内同仁,加强技术合作,联合攻关,促进中国煤层气的勘探开发进程。
参 考 文 献1 地质矿产部华北石油地质局.煤层气译文集.郑州:河南科学技术出版社,19902 胡博仲等.小井眼钻采技术.北京:石油工业出版社,1997 3 王建全等.川西地区小井眼钻井技术实践.石油钻探技术,1996,24(4)4 赵庆波等.世界煤层气工业发展现状.北京:地质出版社, 1998(收稿日期 1999-09-26 编辑 钟水清)克拉玛依新增油气储量超3亿吨1999年克拉玛依油田原油生产实现了油气产量19年持续稳定增长;油田主业全年实现利润9.6亿元;油气勘探新增探明、控制和预测油气储量超过3亿吨,各项指标均创历史新高。