煤层气水平井方案201403讲解
【精编】第一章-煤层气试井分析绪论..PPT课件
前言
一、几点要求 二、课程目的 三、课程的特点和内容 四、课程安排 五、主要参考书
一、几点要求
❖ 按时上课：不迟到，不早退 ❖ 认真听讲，做好笔记 ❖ 思维活跃，欢迎随时提问 ❖ 若有急事，报告后可以离开课堂 ❖ 通讯工具一律关闭 ❖ 经常查阅相关文献，巩固课堂效果 ❖ 不死记硬背，掌握测试方法原理 ❖ 提高学科兴趣，增强独立思考问题的能力 ❖ 考试要严格遵守考场纪律
在测试过程中，由于井筒中的流体的可压缩性，关井后地层流体继 续向井内聚集，开井后地层流体不能立刻流入井筒的现象 井筒储存系数： 描述井筒储存效应大小的物理量为井筒储存系数，定义为与地层相 通的井筒内流体体积的改变量与井底压力改变量的比值
四、试井的分类
依据不同标准，分类如下： 1、从流体类型分为：油井试井，气井试井，水井试井，
第一篇 试 井
第一章 试井的概念及分类 一、试井的概念 二、试井的理论依据 三、试井的目的和作用 四、试井的分类 五、试井解释
一、 试井的概念
1、煤层气井的设计、开发流程
1）地质设计 井位选择、钻井、固井、完井、试井、压裂、排采
2）钻井 井深质量、储层保护、井径统一、工程问题，包括采空区钻井、水
一、 试井的概念
2、何谓试井（well test） 为确定井的生产能力和研究储层参数及储层物性动态变化而对
井进行的专门测试工作。试井是对油、气、水井进行测试和分析的 总称
定义1：:试井是一种通过获得有代表性储层流体样品、测试同期产 量及相应的井底压力资料，来进行储层评价的技术
定义2：是为获取井或地层参数将压力计下入到井下，测量压力和/或 流量随时间的变化，并进行测试资料分析处理的过程的简称
煤层气勘探、开发、利用方案(四)
煤层气勘探、开发、利用方案一、实施背景煤炭资源是我国最重要的能源资源之一，但传统煤炭开采方式存在环境污染、安全事故等问题。
为了解决这些问题，我国开始大力发展煤层气勘探、开发、利用，以实现煤炭资源的高效利用和经济转型升级。
二、工作原理煤层气是指在煤层中存在的天然气，其开采方式主要包括水平井和竖井两种方式。
水平井是通过在煤层中钻探一条水平井道，然后在井道中进行煤层气开采；竖井则是通过在地面钻探一条竖井，然后在煤层中进行煤层气开采。
煤层气勘探、开发、利用方案的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 勘探：通过地质勘探、测井、地震勘探等手段，确定煤层气的分布、储量、品质等。
2. 开发：根据勘探结果，选择合适的开采方式，进行井口建设、井下设备安装等工作，实现煤层气的开采。
3. 利用：将开采得到的煤层气进行处理、运输、利用，包括发电、供热、工业燃料等。
三、实施计划步骤1. 勘探阶段：确定煤层气的分布、储量、品质等，选择合适的开采方式。
2. 开发阶段：进行井口建设、井下设备安装等工作，实现煤层气的开采。
3. 利用阶段：将开采得到的煤层气进行处理、运输、利用，包括发电、供热、工业燃料等。
四、适用范围煤层气勘探、开发、利用方案适用于我国煤炭资源丰富的地区，如山西、陕西、内蒙古等地。
五、创新要点1. 采用先进的勘探技术，提高勘探效率和准确度。
2. 采用先进的开采技术，提高煤层气开采效率和安全性3. 采用先进的利用技术，提高煤层气利用效率和环保性。
六、预期效果1. 实现煤炭资源的高效利用，提高能源利用效率。
2. 促进经济转型升级，推动产业结构调整。
3. 减少煤炭开采对环境的影响，保护生态环境。
七、达到收益1. 提高煤炭资源的利用效率，降低能源生产成本。
2. 推动相关产业的发展，提高就业率。
3. 促进经济转型升级，提高经济发展水平。
八、优缺点优点：1. 实现煤炭资源的高效利用，提高能源利用效率。
2. 促进经济转型升级，推动产业结构调整。
煤层气方法学
煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，俗称“瓦斯”，其主要成分是甲烷。
煤层气作为一种非常规天然气资源，具有广阔的应用前景和重要的战略意义。
以下是一些常见的煤层气开发方法：
1. 垂直井开采法：这是最常见的煤层气开采方法之一。
通过在煤层中钻垂直井，利用井底的压力差将煤层气抽采到地面。
这种方法适用于煤层厚度较大、渗透率较高的地区。
2. 水平井开采法：在煤层中钻进水平井，通过水平井与垂直井的连接，形成一个采气通道。
水平井可以增加煤层的暴露面积，提高采气效率。
这种方法适用于煤层较薄、渗透率较低的地区。
3. 压裂开采法：通过在煤层中进行水力压裂，增加煤层的渗透率，从而提高煤层气的产量。
压裂开采法可以分为垂直井压裂和水平井压裂两种方式。
4. 洞穴储存法：将煤层气开采出来后，通过管道输送到地下洞穴中进行储存。
这种方法可以解决煤层气产量不稳定的问题，同时也可以作为天然气调峰的一种手段。
5. 地面开采法：在煤层上方的地面上建立采气设施，通过钻孔将煤层气抽采到地面。
这种方法适用于煤层埋藏较浅、渗透率较高的地区。
总之，煤层气的开发方法需要根据煤层的地质条件、储层特征和开采技术等因素进行选择。
在实际应用中，往往需要采用多种方法相结合的综合开发模式，以提高煤层气的产量和经济效益。
煤层气水平多分支井连通技术
计 不合理 ； （ ２ ） 虽然设 计合理 ， 但轨 迹控 制不精 确 ， 造 成 与 设 定 向 井 井 眼 轨 迹 设 计 ， 定 向井 施 工 结 束 后 ， 再 根 据 实 测 数 据 计 偏差过大 ； （ ３ ） 虽然 设计合 理 ， 但 煤层 较软 容易 失稳 ， 在 设 对 水 平 井 井 眼 轨 迹 进 行 设 计 。
现 代 商 贸 工 业
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ２ Ｏ ｌ ３年 第 １ ９期
准， 严格按照轨迹 设 计进 行 施 工 ； 轨 迹数 据 准 确 ， 误 差 最 小 着 陆 点 位 置 的 设 计 。水 平 井 主 井 眼 方 位 是 一 体 化 设 计 的 基 化， 保 证 轨 迹 在 二 维 空 间 。从 目前 的 技 术 手 段 上 讲 ， 控 制 井 础 。 只 有 在 甲方 给 定 了水 平 井 主 井 眼 的 方 位 后 ， 才 能 根 据 眼轨迹 在二维空 问 内完全 可 以 实现 ， 但 必 须 进 行 精 心 的 设 主 井 眼方 位 和 井 场 实 际 情 况 进 行 合 理 布 局 井 口 间 距 。 根 据 计 和 良 好 的 施 工 才 能完 成 。点 对 线 连 通 是 水 平 井 与 定 向 井 井 口 间距 选 择 井 口位 置 ， 测 量 井 口坐 标 ， 再 进 行 井 眼 轨 迹 设 连通 的最易实现 ， 也是最佳 的连通 方式 。
一
矩 形 靶 框 。 根据 以往 的钻 井 经 验 ， 靶框长 不足 ５ ０ ｃ ｍ， 宽 不
煤层气水平井方案
煤层气水平井方案1.方案设计1.1选址：选取地质条件良好、煤层埋藏深度适中、含气量较高的地区作为水平井的选址点，避免地质构造复杂、含水层丰富等问题的存在。
1.2井型设计：根据煤层气田的特点，选择合适的水平井井型。
常用的井型有水平主井和支撑井两种。
水平主井负责收集煤层气，支撑井则用于增加井眼的稳定性和增加压裂作业的缓冲地带。
1.3井距设计：井距的设计应根据地质条件、煤层厚度、煤层气含量等因素进行合理安排，以保证煤层气的充分开采。
1.4钻探方法：根据地质条件和煤层厚度，选择合适的钻井方法。
常用的钻探方法有常规钻井、立体钻井、环状钻井等，可根据实际需要选择合适的方法。
2.技术要点2.1钻井方法：常用的钻井方法有钻井绳、钻井管和旋喷法等。
钻井绳法钻井速度快，但要求井眼稳定性高；钻井管法钻井成本低，但作业效率较低；旋喷法结合了两者的优点，常用于煤层气水平井的钻井作业。
2.2完井技术：水平井完井技术是确保煤层气产量和采收率的关键。
常用的完井技术有压裂技术和射孔技术。
压裂技术通过将压裂液注入煤层，使其裂缝扩展，增加煤层的渗透性；射孔技术通过在煤层中钻孔，打通煤层与井筒之间的通道，使煤层气能充分流入井筒中。
2.3井眼稳定性控制：由于水平井位于地下较深处，地应力较大，井眼稳定性较差，需要采取一定的措施进行控制。
例如，在钻探过程中使用加筋套管和套管级间充填物，增加井眼的稳定性。
2.4井壁清洁与防塞措施：在钻井过程中，由于煤层中存在大量的湿气和浮游物质，会导致井壁被污染和堵塞。
因此，需要采取适当的措施进行井壁清洁和防塞，以确保水平井的正常运行。
综上所述，煤层气水平井的方案设计关键在于选址、井型、井距和钻探方法等的合理选择，而技术要点则涵盖了钻井方法、完井技术、井眼稳定性控制以及井壁清洁与防塞措施等方面。
只有在正确的方案设计和技术要点的指导下，水平井才能有效地提高煤层气的采收率和产量。
煤层气参数井设计方案
3 煤层气参数井方案3.1 目的与任务1 主要目的（1）取全取准各项地质资料，评价东升煤田煤层的煤厚、煤质、盖层及含气性。
（2）了解工业产能，进一步评价煤层气勘探前景，为试采和开发试验提供地质数据。
本区煤层气勘探基础资料较少，因此在开展煤层气钻探的同时，必须进行钻探动态跟踪分析和综合研究，深化认识。
2 主要任务获取东升煤田煤层气可靠的评价参数，主要项目包括：煤层厚度、埋深、煤岩、煤质、割理和裂隙发育程度、煤体结构、等温吸附/解吸特征、含气量、含气饱和度、储层压力、煤层顶底板岩性、岩石节理/裂隙、结构/构造、成分、岩石力学性质、单井产气量等参数。
3.2 井位部署1 井位部署原则（1）煤田勘探程度高，地层、构造、煤层厚度、地层倾角比较清楚。
（2）煤层发育，单层厚度大，可采总厚度较大。
（3）煤层气含量较高且稳定性较好，其附近构造相对简单或拉张应力场（如向斜翼部和正断层附近等）部位。
（4）煤的渗透性较好，煤层以原生结构、碎裂煤为主，裂隙（煤层割理）较发育，避开构造复杂区和构造煤（碎粒煤、糜粒煤）发育地段。
（5）目标煤层为矿区主要可采煤层，且埋深300~1000m，并避开采空区。
（6）煤层气含量面积大，资源量较大、资源丰度较高。
（7）地形相对平缓、交通方便、施工条件相对较好等。
按上述条件，可优先考虑在东升井田东部施工1口煤层气参数井，目的层为七2、六2、、四2、二1煤。
东升井田参数井井位部署见图3.1和表3.1图3.1 东升井田地面井位置示意图设计井型为垂直井井型。
采用二开的井身结构方案：一开采用311.1mm钻头，钻穿基岩风化带20米后，下入244.5mm表层套管，封固地表疏松层，砾石层，建立井口，注水泥全封固；二开采用215.9mm钻头，钻至二1煤层底板以下60米完钻，下入139.7mm生产套管，注水泥封固至地面，加固井身，延长地面井瓦斯抽采时间。
图3.2 DS参-001井井身结构示意图3.4 取芯设计（1）尽可能在钻遇煤层顶以上5 m开始密闭取心，取至底板岩心。
煤层气开采实施方案
煤层气开采实施方案煤层气是一种重要的清洁能源资源，其开采对于我国能源结构调整和环境保护具有重要意义。
为了有效、安全地开采煤层气，制定科学合理的煤层气开采实施方案至关重要。
本文将从地质勘探、井网布局、开采工艺、环保措施等方面，提出煤层气开采实施方案的具体内容。
首先，地质勘探是煤层气开采的基础。
通过对煤层气地质储层的勘探，确定煤层气的储量、分布规律和地质特征，为后续的开采工作提供重要依据。
在地质勘探阶段，应充分利用地球物理勘探、地质钻探等技术手段，获取准确的地质数据，为后续的井网布局和开采工艺提供支撑。
其次，井网布局是煤层气开采的关键环节。
合理的井网布局能够最大限度地提高煤层气的开采效率。
在确定井网布局时，需考虑煤层气储层的地质特征、气体运移规律、地表地貌等因素，科学确定井位和井距，形成合理的井网结构，提高煤层气的开采率和采收率。
再次，开采工艺是煤层气开采的关键技术。
目前常用的煤层气开采工艺包括水平井钻采、压裂增产、注采技术等。
在确定开采工艺时，需充分考虑煤层气储层的渗透性、孔隙度、地应力等因素，选择适合的开采工艺，提高煤层气的开采效率和经济效益。
最后，环保措施是煤层气开采的重要保障。
煤层气开采过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物，对环境造成一定影响。
因此，在煤层气开采实施方案中，需制定科学的环保措施，包括废水处理、废气治理、固体废弃物处置等，最大限度地减少对环境的影响，实现煤层气的清洁高效开采。
综上所述，科学合理的煤层气开采实施方案对于保障煤层气开采的安全高效具有重要意义。
通过地质勘探、井网布局、开采工艺和环保措施的合理设计和实施，可以实现煤层气资源的可持续开发利用，为我国能源结构调整和环境保护作出积极贡献。
希望相关部门和企业能够重视煤层气开采实施方案的制定和落实，推动煤层气产业的健康发展。
煤层气驻井工作方案
煤层气驻井工作方案一、引言。
煤层气是一种重要的清洁能源资源，具有丰富的储量和广泛的分布。
随着能源需求的不断增加，煤层气开发已成为我国能源战略的重要组成部分。
而煤层气的驻井工作方案是煤层气开发中至关重要的一环，其质量直接影响着煤层气的生产效率和经济效益。
因此，制定科学合理的煤层气驻井工作方案对于提高煤层气开发的效率和质量具有重要意义。
二、煤层气驻井工作方案的必要性。
煤层气驻井工作方案是指在煤层气勘探和开发过程中，根据地质条件、井筒结构和工程要求，制定出一套科学合理的工作方案，以保证煤层气的有效开采和生产。
煤层气驻井工作方案的制定对于以下几个方面具有重要意义：1. 提高煤层气勘探和开发的效率。
通过科学合理的工作方案，可以最大限度地提高煤层气的勘探和开发效率，减少资源浪费。
2. 保证煤层气的安全生产。
煤层气开采是一项高风险的作业，制定科学合理的工作方案可以有效降低事故发生的概率，保证煤层气的安全生产。
3. 降低煤层气开发的成本。
通过合理的工作方案，可以降低煤层气开发的成本，提高经济效益。
三、煤层气驻井工作方案的制定原则。
制定煤层气驻井工作方案应遵循以下原则：1. 科学性原则。
工作方案应基于科学的地质勘探资料和工程技术标准，确保方案的科学性和可行性。
2. 灵活性原则。
工作方案应具有一定的灵活性，能够根据实际情况进行调整和修改。
3. 经济性原则。
工作方案应考虑到经济效益，尽可能降低开发成本，提高经济效益。
4. 安全性原则。
工作方案应注重安全生产，确保煤层气开发过程中的安全性。
四、煤层气驻井工作方案的制定步骤。
1. 收集地质勘探资料。
首先需要收集并分析地质勘探资料，包括地质构造、煤层分布、煤层气储量和地下水情况等。
2. 分析井筒结构和工程要求。
根据井筒结构和工程要求，确定井口设备、井筒材料和施工工艺等。
3. 制定工作方案。
根据地质勘探资料和井筒结构，制定科学合理的煤层气驻井工作方案，包括井口施工、井筒完井、井底开采等内容。
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三开用D171.4mm钻头， 下D139.7mm套管，射孔 压裂。
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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
92.00 274.72 973.13 100.85 -1094.31
狗腿度 (deg/30m)
0.00 8.00 0.00 6.00 0.00
闭合距
闭合方 位
(m)
(deg)
段长 (m)
0.00 0.00 793.12
237.32 276.80 360.00
277.10 276.80 40.00
299.56 276.72 22.53
井斜
网格方 位
(deg) (deg)
垂深 (m)
北坐标 东坐标
(m)
(m)
0.00 276.80 793.12 0.00
0.00
96.00 276.80 1006.80 28.10 -235.65
96.00 276.80 1002.62 32.81 -275.15
92.00 274.72 1001.05 35.06 -297.51
0~60m
D374.6mm 钻 头 + 托 盘 +D165mmNDc×1 根 +D165mmLDc×5 根 +D127mmDp
上直段
D241.3mm钻头+钻具止回阀+托盘+D165mmNDc×1根+D165mmLDc×1根 +D239mmF+D165mmLDc×7根+D127mmWDp×18根+D127mmDp
三开 D171.4
三开~ 井底
D171.4mm钻头+D120.7mm单弯螺杆（1.5°）+钻具止回阀+循环接头(MWD 带 伽 马 ) + D88.9mmNWDp×2 根 +D88.9mmDp× 若 干 根 + D88.9mmWDp×51根+ D120mm随钻震击器+D88.9mmWDp
注：实钻过程中，施工单位可根据实际情况及现场经验调整钻具组合，但在水平段钻进时，所有入井钻具的内 径不能小于57mm，以便处理。
二开 D241.3
60°之前
D241.3mm钻头+D172mm×（1~1.75°）单弯螺杆+钻具止回阀+循环接头 (MWD)+D165mmNDc×1 根 +D127mmNWDp×1 根 +D127mmWDp×24 根 +D127mmDp
60°~二开底
D241.3mm钻头+D172mm×（1~1.75°）单弯螺杆+钻具止回阀+循环接头 (MWD)+D127mmNWDp×2根+D127mmDp×若干根+D127mmWDp×24根 +D159mm随钻震击器+D127mmWDp×6根+D127mmDp
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二、钻完井方案
4、钻井液设计
1）一开钻井液设计—膨润土钻井液
膨润土：50~60kg/m3 NaOH：1~2kg/m3
Na2CO3：2~3kg/m3 KPAM： 2~4kg/m3
2）二开钻井液设计—聚合物钻井液
膨润土：40~50kg/m3 NaOH：1~2kg/m3
Na2CO3：2~3kg/m3 KPAM： 4~6kg/m3
化学以及生物降解后的CBMD
传统钻井液
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二、钻完井方案
5、钻头设计
序号
钻头尺寸 mm
钻头型号×数量
钻进井段 m
进尺 m
纯钻时间 机械钻速
h
m/h
1 374.6 HJ517G×1只 0~60
60
6~12
5~10
2~5 241.3
MD517×4只
~1216 二开中完
1283 加65m先导眼
321~641
二开着陆点
先导眼
60°先导眼 70°先导眼
约51m 约70m
煤层
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二、钻完井方案
3）下泵对轨迹的要求
为达到水平井无杆泵下至煤层以下的要求，二开轨迹降至煤层以下1m，三 开水平段在煤层中穿行，形成勺子形状，如图。
垂 直 投 影 图
10
二、钻完井方案
3、钻具组合
井眼尺寸 开次
mm
钻进井段
钻具组合
一开 D374.6
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
6、固井设计 1）套管强度校核
套管尺寸 mm
井段 m
273.1
0~59
段长 m
钢级×壁厚 mm
单重 kg/m
段重 累重
t
t
安全系数 抗挤 抗内压 抗 拉
59 J-55×8.89 60.27 3.56 3.56 /
区” 。
删除
3
汇报提纲
一、总体思路及目的 二、方案设计依据 三、钻完井方案
4
二、方案设计依据
x庄3#煤层厚度为5~6m，埋深为1000m左右； 要求煤层水平段长600~1000m。
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汇报提纲
一、总体思路及目的 二、方案设计依据 三、钻完井方案
6
二、钻完井方案
1、井身结构
一开用D374.6mm钻头， 下D273.1mm套管；
煤层气水平井 钻完井方案
2014年2月
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汇报提纲
一、总体思路及目的 二、方案设计依据 三、钻完井方案
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一、总体思路及目的
思路：
目的：
由于煤层气水平井排采 去除排采直井，节约成本，保护环境；
工艺得到解决，设计及试 完井方式满足煤层段后期作业；
验常规水平井开发煤层气。 与 已 钻 直 井 配 套 形 成 “ 水 平 井 压 降 控 制
NPAN：7～12kg/m3
乳化石蜡：10~20kg/m3
FT-103：8～10kg/m3
SMP-Ⅰ：5～10kg/m3
RH-2润滑剂：10~20kg/m3
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二、钻完井方案
3）三开钻井液设计 使用清水钻进煤层，在用清水垮塌严重，钻进困难的情况下，可 试验应用可降解钻井液钻进，且有利于三开完井。 绒囊钻井液 CBMD煤层钻井液
1098.94 275.27 800.00
垂 直 投 影 图
8
二、钻完井方案
2）先导眼钻进
如水平井周围无邻井校准煤层深度，则二开钻进要确定着陆位置，需钻 进先导眼。 若井斜60°钻先导眼，先导眼长度65m，距二开着陆距离约70m。 若井斜70°钻先导眼，先导眼长度55m，距二开着陆距离约51m。
/
/
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