煤层气多分支水平井设计优化

分支水平井钻井技术

～
水平井水平段施工带来很大的潜在钻井风险。为防止因定向井段煤层坍塌、
井壁不稳带来的潜在风险，在定向井煤层段仅仅下入了玻璃钢套管，而没有扩孔做洞穴，使连通难度变大。
３）连通的方式与直井截然不同水平井与直井的连通，至少是点对线的连通，加之在目标点又造了洞穴，使连通方式变为点对面的连通。而与定向井的连通则截然不同：首先定向井的目标区没有造穴，根本无法实现点对面的连通方式。如果定向井在连通井段再有空间方位（方向）上的变化，那么连通目标区的控制范围
多次复核水平井及定向井的井口坐标，根据定向井的井眼轨迹数据和连通点位置、连通方式等因素，计算分支水平井着陆点的井斜、方位、垂
深等连通点参数，进而精确确定分支水平井的着陆点位置。
４）优化连通工艺措施
ａ．造斜及连通时尽可能地缩短工具零长，减小预测误差，保证Ｅ－ＭＷＤ没有磁干扰。ｂ．连通前滑动钻进，实时计算当前测点的闭合方位和预测钻头的方位
多项技术，成功实现了分支水平井与定向井的连通。
１分支水平井与定向井连通的技术难点
面在煤层段之前达到一致，并且在整个目的层井段保持稳定，这就从整体上奠定了连通的基础，从局部上确保了连通的精度。
２）对丛式井组进行一体化施工对丛式井组一体化设计之后，最关键的技术要点就是对丛式井组进行
判断连通的位置和偏离情况，及时调整轨迹，以达到连通的目的
３现场应用
ＺＹ－Ｈ４一ＬＳ井组，井场上设计三口定向井ＺＹ — Ｈ１一Ｓ、ＺＹ＿Ｈ２一Ｓ、ＺＹ－

煤层气水平井开发技术现状及发展趋势

压、低渗、低吸附气饱和度的特性，开采煤层气单井产量低、经济效益比较差，为获得经济产量就必须对煤层实施增产措施。常用煤层气的增产措施主要有裸眼洞穴完井、直井水力压裂、平井技术水
ｓｎＵａｄｔｅｅｏ０ｃｒｔｍｅａｉｅｙｐｏ．Ａｔｐｅｅｔ０ｅｏｉｅｗｅｎｈｃｎｍｉｅｕｒｌｔｖｌｏｒｒｓｎ，ｎｆ山ｅｃＵｅｅｓｒｓｔｔ０ｎｔｍｌａｕｅ０ｓｉｅＣＢＭ
ｕｄｒｎｉｆ｝ｅｌｃｌｎｅ协ｄｇ０ｌｇ０百ａｃｓｎｔｅｏｔｉｉｆｏｌｅｅｉ．ｅｓｃｏｃａｒ Ⅳ０ｓｒｔｓｓｒ
Ｋ叼ｗＤｄ：ＣＭ；ｈｒｏｔｌｗＵ；咖ｔｓｏｔｅｔｃｎｌ；ｄｖｌｍｅｔｔｎｒｓＢ０ｉｎａｅｚｕｆｈｅｈ０ｏｅｅ叩盯ｒｄｅ
摘
要：煤层气是一种非常规天然气资源，传统的煤层气开采方式为地面直井排水降压开采，但
这种方式开采煤层气单井产量低、经济效益比较差。目前针对这种问题煤层气常用的增产措施为
水平井技术。煤层气水平井是一种成本不是很高但增产效果非常好的技术，已经越来越多的应用
ｐｏｕｔｎｉｈ０ｔｅｃｎｌｙＢ０砌ｔｅｃｎｌ）ｉａｈ）１ｃｎｌｗｔｌｒｃ０ｓｚｎｌＵｔ｝ｏｇ．ＣＭｈｒａｗＵｔｈ０ｇｉｒｄｔｈｏｉｌ０ｄｉａｗｅｌｏｉｌｅ０ｒｓｉｅｅｏｌｗ

煤层气增产措施及存在的问题

收稿日期:2008-09-03作者简介:王东浩(1983-),女,吉林长春人,西南石油大学在读硕士,主要从事煤层气增产技术研究。

煤层气增产措施及存在的问题王东浩1,郭大立1,计勇1,张鹏飞1,韦书铭2(1.西南石油大学,四川成都 610500;2.新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依 834000)摘要:煤层裂隙系统是煤层气运移的主要通道,但其连通性差、渗透率低,因此需进行增产改造。

文章介绍了煤层气增产的水力压裂、注气驱替、多分支水平井、复合射孔压裂、采煤采气一体化、洞穴完井等几项措施,并对这些煤层气增产措施存在的问题进行了分析,指出了其技术研究的方向。

关键词:煤层气;增产;水力压裂;注气驱替;多分支水平井中图分类号:TD 712 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2008)12-0033-03我国煤层气资源丰富,发展煤层气工业不仅可以减轻石油供给压力、补充常规天然气长远资源量的不足,而且将有效改善煤矿生产安全条件,保护大气环境。

目前,制约我国煤层气开发利用的瓶颈除投资不足、政策扶持力度不够外,主要是针对性的基础研究和技术创新不够,缺乏适应于我国煤层气及其储层特点的重大技术,如资源预测与评价技术、钻井技术、增产改造技术、排采技术、地面建设与监测技术等。

而煤层气增产改造技术是其中的核心和关键,也是国际煤层气产业化所面临的、亟待解决的重大科学问题。

1 几种煤层气增产措施当前,煤层气增产措施主要包括水力压裂、注气驱替、多分支水平井、复合射孔压裂、采煤采气一体化、洞穴完井等。

1.1 水力压裂水力压裂是煤层气增产的首选方法、也是主要措施,美国90%以上的煤层气井是由水力压裂改造的,我国产气量在1000m 3/d 以上的煤层气井几乎都是通过水力压裂改造而获得的。

水力压裂主要是利用液体的传压作用,经地面设备将压裂液在大排量条件下注入井内,压开煤层裂缝,加入支撑剂,形成多条具有高导流能力的渗流带,沟通煤层裂隙。

武M1-1煤层气多分支水平井钻井工艺初探

ＱＡｅ－ＨＮＲｉｈｎＨＡＧＨｎ－ｈｎＴＮｈｎｊ－ＩＯＬｉＳＥｕ－ｅ。ＵＮｏｇｃｕ－ＡＧＣｕ－ｎｃｉ
ＺＵＮｉ－ａ－ＩＮＢｏｌＢＯＱｎ・ｎＨＡＧＸａｑｎＸＡａ－ｌＡｉｇｏｉａ，ｇ（．ＮＣＩｓｔｔｏｒｌｇＥｇｎｅｎｈｇａｇ０５０－ｈｎ１ＣＰｔｕｎｉｅｆＤｉｉｎｉｒｇ－ｍｆｎ６０７Ｃｉｌｎｅｉａ：２慨．Ｂａｃ
ｄｔｆｈ１１ｗｌａｄｆｌｘｅｉｎｅｔｉａｅｕａａｏｅＷｕＭ－ｅｌｎｅｄｅｐｒｃ。ｓｐｐｒｓｍｍａｉｅｒｌｎｃｎｑｅａｄＳＣＥＳｅｐｒｎｅ．ＭａｎｃｎｅｔｎｔｉｅｈｒｄｄｉｉｇｔｈｉｕｎＵＣＳｘｅｅｃｚｌｅｉｉｏｔｎ－ｉｃｄｓｄｓｇｄｃｎｒｌｏｅｌｐｔ。０ｅａｔｇｔｅｄ：ｄｔｒｕ。ｎｅｓｃｉｎｂｔｅｎｔＯｗｌ。ｎｌｓｆｗｌｓｂｌｙｌｅｅｉｎａｏｔｆｌａｈｆｒｃｓｎｈｒｇａｏｑｅｉｔｒｅｔｅｗｅＷｅｌａａｙｉｏｅｌｔｉｔ。ｕｎｏｗｉａｎｏｓｓａｉ
１武Ｍ１ —１井钻井工艺概况
眼。由于煤层比较脆，而且武Ｍ１井比较深， —１整
个施工过程中的防塌任务比较突出。同时煤层也容易污染并导致产量急剧下降，井底欠压值的控制就
成为了至关重要的因素。
２井身剖面与结构设计宁武盆地９号煤层顶板深度为８２０ｌ８．６ｒ煤厚ｆ，１ｒ，１ｆ煤层倾角７左右，ｌ。设计的水平井与洞穴井的连通距离仅２０ｒ，０ｌ这些因素都给井眼剖面的设计带ｆ

煤层气多分支水平井轨迹控制技术

ａｃｃｉｄｅｎｔｓ，ａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｍｐｌｅｘｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｍａｋｅｓａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌｄｉｉｃｆｕｅｎｔｙｅａｒｓ。ｍｕｌｔｉ — ｂｒａｎｃｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｗｅｌｌｔｙｐｅｆｏｒｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ（ＣＢＭ）
关键词：多分支水平井；轨道设计；轨迹控制；悬空侧钻；老眼重入
中图分类号：ＴＤ８４２文献标识码：Ａ
ＣｏＭｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｍｕｌｔｉ－ｂｒａｎｃｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｔｅａｃｈｓｔａｇｅｏｆｍｕｌｔｉ — ｂｒａｎｃｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｒｉｄｌｌｉｎｇ，ａｎｄｇｉｖｅｓｂｕｉｌｄ — ｕｐｓｅｃｔｉｏｎｔｒａｃｋｄｅｓｉｇｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｅｌｅｃｔｉｎｇａ

中国煤层气井钻进技术综述

中国煤层气井钻进技术综述X张　晋,张泽宇(中国石油大学(北京)石油工程学院,北京　100000) 摘　要:中国煤层气的开采已经进入初步商业化生产的阶段,煤层气钻进中遇到的许多问题需要将钻井的先进技术与煤储层特征相结合,而不能照搬常规油气田钻井技术。

本文从煤层气井钻进的特殊性、多分支水平井技术、欠平衡钻井技术和煤层气钻井液技术四个方面介绍煤层气钻进过程中的技术。

关键词:煤层气;多分支水平井;欠平衡钻井;钻井液中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)11—0078—02 我国是世界上第一煤炭生产大国,煤炭资源量巨大,同时我国的煤层气资源也十分丰富,2000年由中联煤层气有限责任公司承担的国家计委一类项目“全国煤层气资源评价报告”,预测我国陆上烟煤和无烟煤煤田中,在埋深300～2000m 范围内煤层气资源量为31.46×1012m 3,与我国陆上天然气资源量相当,位居世界第三位。

现在煤层气开采已经初步进入商业生产的阶段,煤层气井的钻进技术在这其中起着重要的作用。

1　煤层气井钻进的特殊性煤层气井钻进的特殊性是由煤储层区别于常规油气储层的特征所带来的。

1.1　储层保护问题突出中国煤层气储层具有独特性,由于成煤期后构造破坏强烈,构造煤发育,所以具有煤层气储层低含气饱和度、低渗透率以及低压力的“三低”特性,煤层钻进的过程中要特别注意储层保护问题。

由于低压和丰富的割理存在,钻井液、完井液和水泥浆很容易造成储层的污染。

1.2　井壁稳定性问题煤层气井钻井中经常会遇到井壁稳定性差的问题,这是由于煤的岩石力学特征造成的。

煤的机械强度低,杨氏模量小,一般在2.1×104kg /cm 3,泊松比值一般在之间0.2～0.3,煤比岩石易压缩,当煤层被破碎后,煤层难以支撑上覆地层的压力易于坍塌,钻开后的煤层,浸泡时间越长,煤层垮塌更厉害。

煤层孔隙和割理发育,煤的孔隙体积一般占总体积的60%,割理也相当发育,钻开后滤失量大,易吸水垮塌产生漏失。

煤层气井钻井技术

１煤层气井钻井的特殊性
缩小可钻性较差的地层进尺。例如尽量避开研磨性的地层。④ 钻柱摩
（）壁稳定性差。容易发生井下复杂故障。煤层强度低，胶１井结性差．均质性差，存在较高剪切应力作用。（）层易受污染。实施煤层保护措施难度大。煤层段孔隙压２煤力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，持一定的压力平衡，保这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重螨层的污染。｝（）煤层破碎含游离气多，取心困难。煤层机械强度低，胶结３性差，空隙大，一般煤层取心收获率低。而且煤层气井都是选择在含气量较高的煤区，割心提升时，随着取心筒与井口距离的缩短，心煤中游离气不断逸出，当达到一定值时会将煤心冲出取Ｊ，成取心筒造
低密度水泥浆种类多，有空心徽珠低密度、泡沫低密度、山火．灰
低密度和其他类型低密度水泥浆等。空心微珠是煤燃烧后经水和电除尘处理的产品，与煤的亲合力较好，密度低、破能力可达１０ａ抗４Ｍｐ，能满足煤层气固井和生产作业的需要。中原固井研制的高强度、低密度水泥浆，其密度可降至１Ｏ．２ｅｍ＇ｇ，水泥石抗压强度可达１Ｍｐ以上，在油层固井中应用较多，在ｃ５ａ煤层气固井中也进行了成功应用，效果好。泡沫低密度水泥浆由于其强度低，不能满足射孔和酸化压力的需要，—般只能作为填充水泥浆使用。火山灰和其他类型低密度水泥浆的密度相对较高．对储层保护不利。

水平井注采井网和注采参数优化研究

水平井注采井网和注采参数优化研究田鸿照【摘要】水平井注采井网开发低渗透、薄层油藏可以增大注水量、降低注水压力、有效保持地层压力、提高油藏的采出程度.结合M油田油藏地质特征,应用数值模拟和经济评价方法对该油田的水平井注采井网类型、方向、排距以及转注时机与注采比等开发指标进行优化,达到经济、高效地开发目的.结果表明,水平井注采结构采用完全正对排状井网可获得较好的开发效果,优化后的井距为100 m,水平井与最大主渗方向呈45°夹角,注采井排距为300 m,地层压力水平在85％以上时注水保压,推荐注采比为1.0.研究方法和研究结果可为同类型油藏水平井注采井网部署提供参考依据,具有很好的借鉴意义.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2016(035)008【总页数】4页(P6-9)【关键词】水平井;注采井网;注采参数;转注时机;注采比【作者】田鸿照【作者单位】长城钻探工程公司地质研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE32420世纪90年代，Taber最早提出了水平井注水技术［1］，并成功地经过了多个油田项目的论证［2-8］。

理论研究和油田实践表明，利用水平井注采井网开发低渗、薄层油藏可增大注入量、降低注入压力、有效保持油藏压力、提高单井产能和减少井数，进而提高油藏采出程度［9-11］。

2004年，Westermark［12］通过水平井注水案例分析认为，相对于直井注水，水平井注水更均匀、水驱效率更高。

2008年，李香玲等［13］在总结国内外水平井注水技术应用与研究的基础上提出，储层物性均质、低渗透、薄储层、稀井网且油水流度比低的稀油油藏更适合水平井注水开发。

此外，一些学者还对水平井井网类型、井距及注入量进行了研究［14，15］。

但是，在水平井整体部署中，对水平井注采井网类型、方向、排距以及水平井注采参数等研究较少。

M油田为薄层、低渗透油藏，采用水平井整体部署开发既要考虑整个油田开发的经济合理性和单井控制储量，井网不能太密；又要充分考虑注水井和采油井之间的压力传递关系，注采井距不能过大；另外还要最大程度地延缓方向性水淹和水淹时间。

水平定向钻井轨迹设计

2. 以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计或者欠平衡钻井工艺技术设计。

本文选择以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计。

煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。

爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。

因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。

近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。

定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。

定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。

但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。

定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。

在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。

澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。

而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。

美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。

在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。

由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。

资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。

据美国某钻探公司的个例统计，采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。

根据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。

1 定向水平井的井身类型井身结构设计原则有许多条，其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要，因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层，特别是韩城地区，构造复杂，经过大范围地层沉降，上覆地层压力较大，只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔，才有可能采用近平衡压力钻进储层。

煤层气分支水平井与定向井连通钻井技术

长、井位分散、零星排采管理困难的现象。为此通过研究将煤层气排采井由直井改为定向井，在很大程度上解决了井位布置受
限问题，降低了道路井场修建成本，实现了丛式井的集中排采管理。以Ｚ－．Ｓ井组为例，述了将分支井和定向井一体化ＹＨ４Ｌ论
Ａｂｓｒｃ：ｕｔｌｔｒｌｎｅｓｃｉｎｗｅｌＳｈｏｅａｖｎｅｙｕｒｏｌｅｔａｅａｏｎｂｏｄＤｒｌｇｍｕｔａｅａｔａｔＭｌａｅａｔｒｅｔｌｉｔｅｉｉｏｍｒｄａｃｄｌｏｔｏａ — ｄｍｅｈｎｔｍｅａｄａｒａ．ｉｉｌｌｔｒｌａｆｃｂｈｌｎｉｗｅｌｆｒｔｅｓｃｅｓｕｔｒｅｔｎｏｏｚｎａｌａｄｖｇｉａｌｉｔｅｃｍｍｏｘｌｉｔｎｍｅｈｄＷｉｅｄｖｌｐｎｆｌａｔｕｃｓｆｌｎｅｓｃｉｆｒｏｔｌｅｈｉｏｈｉｗｅｌｎｅｃｌｗｅｌｓｈｏｎｅｐｏｔｉｔｏ．ｔｔｅｅｏｍｅｔｏａｏｈｈｃａ — ｅｔａｅｍａｙｄｆｃｌｅｐｅｒｎｔｅｒｆｃｉｃｎｅｉｎｅａｅｃｓｈｌｎｕｔｉｏｓｒａ．ｈｉｃｌｅｃｕｅｏｌｂｄｍｅｈｎ，ｎｉｕｔｓｐａａｏｖｎｅｃｒａｓｈａｉｙａｄｍｏｎａｎｕｅｓＴｅｄｆｕｔｓｎｌｄｉｉａｉｈｔｉｎｕｌａｉｉｉｌｉｄｗｅｌｉｒａｇｍｅｔｍｕｔｌｄｃｓｆｌｓｔｏｄｃｎｔｃｉｎａｄｄｆｃｌｍａａｅｎｅｅｔｌｅｒｄｃｉｎｅｃｉｔｌｓｔａｒｎｅｎ，ｌｐｉｏｔｌｉｅｒａｏｓｒｔ，ｎｉｕｔｎｇｍｅｔｎｄｃｎｒｉｄｐｏｕｔ，ｔ．ｍｅ — ｅｉｅｏｗｅｕｏｉｉａｚｏＣｏｌｅｔａｅｅｐｏｔｔｎｃａｇｒｍｅｔｃｌｌｔｉｅｔｎｌｌｉｓｉｄａｄｉｃｎｌｒｅｙｓｌｅｔｅｌｔｄｗｅｌｉｒａ－ｄｍｅｈｂｎｘｌｉｉｈｎｅｆｏｖｒｉａｌｏｄｒｃｉａｌｓｔｅ，ｎａｇｌｏｖｉｅｌｓｔａ — ａｏｗｅｏｗｅｕｄｔａｈｍｉ — ｅ