U型水平连通井在河东煤田柳林地区煤层气开发的适应性分析
煤层气U型井钻井采气技术及应用
煤层气U型井钻井采气技术及应用强明宇中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452摘要：煤层气作为清洁能源的一种，也是我国能源接替战略中重要的一部分。
我国煤层气储量约三十万亿立方米，其中高陡构造的煤层气占17.5%,且分布范围广。
根据高陡构造煤层气开发存在地层倾角比较大、渗透率低、煤层非均质性强等难点，本文提出一种U型井钻井采气的技术，并基于某区块的地质条件，优化了配套的工艺技术。
实践证明，U型井钻井采气技术可以有效的发挥直井开采稳定、成本较低和水平井控制面积大、生产速度快的优势，扩大高陡构造煤层气的排采区，有助于解决渗透率低、投资回报周期长等问题，对整个煤层开展降压、排水和采气。
使用充气欠平衡钻井技术，通过优化注气压力、液排量等关键参数，能够降低储层的污染。
借助组合U型井钻井采气技术，还可以使多口U型井共同使用一口直井排采，节约资源，提高效率。
关键词：煤层气U型井钻井采气技术欠平衡钻井Coalbed methane U well drilling technology and its applicationQiang MingyuCNOOC Energy Development Limited by Share Ltd Engineering Technology Branch. Tianjin 300452 Abstract：Coal bed m ethane is a kind of clean energy，and a n important part of energy to repla ce strategy in China.Coalbed m ethane re s e rv e s in our country about thirty trillion cubic m eters，of the high and s te e p structure of coal-bed m ethane accounts for 17.5%，and the distribution range is wide.According to the high and ste e p structure of coalbed m ethane development low dip Angle is bigger，permeability，the coal seam，such a s the strong heterogeneity，this paper proposes a u—sha ped drilling g a s extraction technology，and b a s e d on the geological conditions of a certain block，optimized the m atching technology.P ractice h a s proved that U well drilling extraction technology ca n effectively play a vertical well drilling stability，lower cost and the adva n ta g e of horizontal well control a re a is large，fa s t production，expanding the high and s te e p structure of coal-bed m ethane mining area，help solve problem s such a s low permeability，long investm ent return cycle，antihypertensive，drainage and g a s extraction of the coal se a ing ae ra te d underbalance drilling technology，through the optimization of g a s injection pressure，fluid rate，su ch a s key param eters，c a n reduce the pollution of bination with U well drilling extraction technology，but a ls o ca n m ake the multi-port U well together using a vertical line，s a v e resources，improve efficiency.Key words：coal bed methane;U well;Drilling extraction technology;Under—balanced drilling1高陡构造煤层气井井身的结构优化髙陡构造的煤层在国内很多地区都有分布，具有倾角 大，渗透率髙的特点，若采用羽状井和多分支井网开发则 经济性差。
沁南盆地煤层气U型水平井部署优化研究
沁南盆地煤层气U型水平井部署优化研究房茂军;柳迎红;杨凯雷;杜希瑶;董锦;廖夏【摘要】针对煤层气生产中提高单井产能的需要,提出采用U型水平井进行开发的技术思路,并依据构造简单、煤层厚度大、含气量高、煤体结构完整、水文地质条件简单等标准对U型水平井的部署区域进行了区块优选.对影响该区域U型水平井部署的水平段距离、水平段长度和水平段位置进行了优化研究.结果表明:U型井水平段间距过小,会造成控制地质储量偏小,影响稳产期长短和后期的产气潜力;井距过大,虽然控制储量会相对变大,但是很难形成井间干扰,难以达到面积降压的目的,累产气量也并未增加;从15 a的累产气量来看,最优井距为300 m;最优间距的大小受煤储层割理渗透率的影响明显,随着渗透率增大,最优间距增大;水平段位于煤层中部时日产气量和累产气量较高,推荐水平段位于煤层中部.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2014(020)003【总页数】4页(P103-105,108)【关键词】煤层气;U型井;水平井;数值模拟;优化设计【作者】房茂军;柳迎红;杨凯雷;杜希瑶;董锦;廖夏【作者单位】中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027;中海石油(中国)有限公司北京研究中心,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TE122.14;TD8490 引言中国煤储层的渗透率普遍偏低，造成煤层气井产能比较低[1－4]。
目前中高阶煤层气开发采用的主要技术为直井水力压裂、多分支井等[5－8]，但由于中高阶煤层气富集地区地形条件复杂，多以山地、沟壑为主，地表高差大，水力压裂施工难度大，且煤岩机械强度低，分支水平井在排采过程中随着储层压力的降低，主支及分支井眼周围煤层易发生破碎、垮塌，部分直井、多分支井单井产气效果差，有的产气量一直很低，有的前期产量高、后期递减严重且无法恢复。
山西省柳林县杨家坪煤层气储集层物性及勘探开发潜力
和1U型井组泡沫洗井解堵工艺及效果分析
和1U 型井组泡沫洗井解堵工艺及效果分析林 刚,汪方武(中石化华东分公司采油厂,江苏泰州 225300) 摘 要:和1井组是中石化进入煤层气领域的第一组U 型井,水平段裸眼长480m 。
投入排采后,排采井为“追液面”生产,水平段裸眼的连通性表现为“通而不畅”,存在严重堵塞。
通过优化泡沫配方和施工参数,开展水平段泡沫洗井,洗出9m 3煤粉、煤块等固相颗粒。
洗井后,恢复了排采井正常生产。
关键词:煤层气;U 型井;泡沫洗井;解堵;排采 中图分类号:T E 252 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)13—0076—021 概述煤层气的开发利用在防范煤矿瓦斯事故,充分利用能源资源,有效保护生态平衡方面引起了社会各行业的广泛关注。
近几年来,我国煤层气的钻井技术发展迅速,从初期的直井、斜井、水平井、多分支水平井发展目前的U 型井技术,煤层气井的开发成本不断降低,钻井效率显著提高,施工周期缩短,促进了我国煤层气的开发水平。
和1U 型井组位于山西沁水盆地北部榆社-武乡构造带,由一口直井(和1井)和一口水平井(和平1井)组成,目的层段为太原组15号煤,水平段长480m,￠152.4mm 裸眼完井(图1)。
通过低部位的和1井排采,降低U 型井组水平煤层段的压力,解吸煤层气,达到开采煤层气的目的。
图1 和1U 型井组示意图2 存在问题和1井与2009年3月2日投入排采, 44泵、泵深395.81m 、冲程2.1m 、冲次0.58～4rpm,至3月10日液面降至405.46m ,液面下降了178.46m ,日产液仅0.35～3.32m 3,排采表现为“追液面”生产,液面下降速度过快,排出物为粉煤、类泥浆、煤灰和深灰色浑浊液,控液排采难以实现。
为验证水平段的连通性和减轻煤层堵塞,3月20日从和平1井灌水3.81m 3,灌水后,和平1井液面立即从388m 上升至327m,表明水平段连通性好。
其后,和平1井先后灌水6次,累计灌水量14.81m 3。
双煤层多分支水平井煤层气开采技术研究及应用
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山西省临县-柳林-临汾天然气(煤层气)利用工程项目环境影响报告书
山西省临县-柳林-临汾天然气（煤层气）利用工程项目环境影响报告书（简本）1总则1.1评价任务由来山西省临县-柳林-临汾天然气（煤层气）利用工程由山西省国际电力天然气股份有限公司投资兴建，工程输气规模4.99×108m3/a，总投资118684万元，工程等级为大型。
气源主要依托鄂尔多斯盆地东缘煤层气，榆林—济南天然气管网干线天然气作为备用气源。
供气范围为临县、柳林县、离石、交口县、乡宁县、临汾市等，供气对象为沿线居民用户、商业用户、小型工业用户及沿线大型工业用户。
线路途径山西省吕梁市的临县、方山县、离石市、柳林县、石楼县、交口县和临汾市的隰县、大宁县、吉县、乡宁县、襄汾县、尧都区（详见附图1，地理位置图），长度为471km，管道设计压力6.0MPa，管径为508mm，管材选用L450螺旋缝埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管，管道壁厚采用6.3mm、7.9mm、8.7mm、11.1mm、12.7 mm五种规格。
沿线设临县输气首站、柳林、石口、乡宁分输站、临汾末站以及自控和通信等配套系统，全线设置阀室29个。
山西省是煤层气资源大省，资源量达10万亿立方米，约占全国的1/3。
主要分布在沁水、河东、西山、霍西、宁武五大煤田，其中以沁水和河东煤田最为富集，蕴藏量占全省煤层气总量的96.5%。
山西省“十一五”规划已经把煤层气开发利用列为重点项目，在全省煤层气（天然气）产业开发“十一五”专项规划中明确提出要在“十一五”期间，在全省全力打造全国煤层气开发利用基地，使之成为山西新兴支柱产业之一。
吕梁地区和临汾地区是山西省能源重化工基地，也是新兴的工业基地，经济发展、环境保护和提高人民生活质量迫切需要引进和广泛使用煤层气或天然气。
随着煤层气开采量的增加，不仅可以充分发挥我省的自然资源，又可缓解国家燃气资源紧张的局面，并进一步拉动全省的经济发展。
本项目的建设对于调整山西省的能源结构、节能减排与环境保护是十分必要的。
根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境影响评价法》和国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》等法律、法规要求，本项目需进行环境影响评价工作。
煤层气产能潜力模糊数学评价研究——以河东煤田柳林矿区为例
Ｖｏ －２ Ｎｏ６ ｌ７ ．
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煤层气产 能潜 力模糊数 学评价研究
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以河 东煤 田柳 林 矿 区 为例
孟艳 军 ， 汤达 祯 ， 浩 许
（ 国地 质 大学 （ 京 ） 源 学 院 ， 京 １ ０ ８ ） 中 北 能 北 ０ ０ ３
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柳林石西区块煤层气造穴井施工工艺
收稿日期:2019-11-15基金项目:国家科技重大专项(2016ZX05067001-008);山西省煤层气联合研究基金项目(2014012010)作者简介:刘彦锋(1991-),男,山西忻州人,助理工程师,从事煤层气地质与产能研究工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2020.04.005柳林石西区块煤层气造穴井施工工艺刘彦锋袁张俊虎(山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城 048204)摘 要:石西区块是一个勘探程度较低的煤层气新区块,为了探明该地区的煤层气物性参数,同时提升单井产气量。
通过充分调研与技术分析,针对该区块地形复杂及煤层埋深大的特点,设计了一套煤层气造穴井施工工艺,形成了“二开—造穴—三段—三级式”钻井技术体系。
该设计在石西区块首次完成了探6造穴井的施工,并实现了水平井与造穴井成功对接。
该套技术工艺,为今后该区煤层气井施工提供了宝贵的经验。
关键词:石西区块;煤层气;玻璃钢套管;造穴井中图分类号:TD265 文献标识码:A 文章编号:1005-2798(2020)04-0012-03Hole -making Well Construction Technology of CoalbedMethane in Shixi Block of LiulinLIU Yan-feng,ZHANG Jun-hu(Shanxi Lanyan Coalbed Methane Co.,Ltd.,Jincheng 048204,China )Abstract :The Shixi block is a new block of coalbed methane with a low degree of exploration,in order to find out the parameters of coalbed methane properties in the area,at the same time,it is also used to increase the gas production of well.Through full investigation and technical analysis,a set of construction technology of coalbed methane hole making well is designed according to the characteristics of complex terrain and deep coal seam in the block.The drilling technology system of "two openings -making point -three section -three level"has been formed.The design has completed the construction of exploratory 6hole making well for the first time in Shixi block,and has realized the successful connection of horizontal well and hole making well.The technology process provides valuable ex⁃perience for the construction of coalbed methane well in the future.Key words :Shixi block;CBM;fiberglass casing;dig cross -hole well 柳林石西区块位于吕梁山脉中段之西部,西临黄河。
煤层气U型水平井定向井远端连通钻井工艺研究
ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｒｍ ｏｔｅｌｙ ｗｉｔｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｗｅｌｌ
Ｗ ＡＮＧ Ｈａｉ ，ＹＡＮＧ Ｚｈａｏｚｈｏｎｇ ，ＬＩ Ｙｕｅ （１．Ｊｉｎｃｈｅｎｇ Ｂｒａｎｃｈ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｔｅｄ Ｃｏａｌｂｅｄ Ｍｅｔｈａｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ ０４８０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ ｌａｂ ｏｆＯｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｅｒｆｅｃｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏａｌｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ（ＣＢＭ）Ｕ—ｓｈａｐｅｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｗｉｔｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｗｅｌｌ，ｔｈｅ ｄｉｆ ｉ ｃｕｌｔｙ ｄｕｒ ｉｎｇ ｂｕｔｔｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｏｆ ｃａｖｅｓ ｉｎ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ｎｅｗ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｅｘｐｌｏｒｅｄ． Ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｍｏｓａｉｃ ｔｅｍｐｏｒａｒ ｙ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｄｒ ｉｌｌｉｎｇ ｆ ｌｕｉｄ ａｎｄ ｇｅｏ— ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｄｒ ｉｌｌｉｎｇ， ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｎｅｗ ｃａｖｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ ｗｈｉｃｈ ｎｓｅｓ ｏｕｔｅｒ ｐｉｐｅ ｔｏ ｓｈｉｅｌｄ ｔｈｅ ｃａｖｅ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｅｓ ｉｎ ｉｎｎｅｒ ｐｉｐｅ，ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｏｆ Ｐ１５ ｔｅｓｔ ｗｅｌｌｓ．Ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｉｎ ｃａｖｅ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅ．Ｉｎ Ｐ １ ５ ｔｅｓｔ ｗｅｌｌｓ，ｔｈｅ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａ ｌ ｄｒ ｉｌｌｉｎｇ ｆｏｏｔａｇｅ ｏｆ ７２４ ｍ ｗａｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ａｍｏｎｇ ｗｈｉｃｈ ６６８ ｍ ａｒｅ ｉｎ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ．Ｓｏ，ｔｈｅ ｄｒ ｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｉｓ ９２－３％ ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ．ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｗａｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ａｔ １ ２４２．５ ｍ ｏｎ ｔｈｅ ｆ ｉｒｓｔ ｔｒｙ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍ ｅ．ｔｈｅ ｃａｖｅ ｓｈｉｅｌ— ｄｉｎｇ ｃｒｅａｔｅｓ ａ ｎｅｗ ｐａｓｓａｇｅ ｆｏｒ ｓａｎｄ ｆｉｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｅｒ ｄｒａｉｎａｇｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃａｖｅ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｉｎ ＣＢＭ ｗｅｌｌｓ ｃａｎ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓ— ｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ＣＢＭ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｗｉｔｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｗｅｌｌ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｎｅｗ ｗａｙ ｆ ｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＣＢＭ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｂｅｎｅｆ ｉｔ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＢＭ ； Ｕ—ｓｈａｐｅｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ； ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｗｅｌｌ；ｄｒ ｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
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
中 国 煤 炭 地 质
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地质导 向技术在煤层气水 平井中的应用
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以柳林 区块某 多分支水平井为例
陈粤强 ， 梁英英 ， 杨文清
（ １ ． 陕西省煤 田地质局 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ； ２ ． 西安科技大学 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ） 摘 要： 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
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第２ ６ 卷９ 期 ２ ０ １ ４年 ９月
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — １ ８ ０ ３ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ９ ． １ ３
文 章编 号： １ ６ ７ ４ — １ ８ ０ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ９ — ０ ０ ５ ７ — ０ ４
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AdaptabilityAnalysisofUShapedHorizontalConnectedWellsinCBMExploitationinLiulinArea,HedongCoalfield
HuangYong1,JiangJun2
(1.BeijingDadiSpecificExplorationBranch,ChinaCoalGeologicalEngineeringCorporation,Beijing100073;2.SanhuanCompany,PingdingshanCoalGroup,Pingdingshan,Henan467000)
Abstract:ThemaintargetofCBMexploitationisNo.3+4andNo.8+9coalseamsbelongtoShanxiFormationandTaiyuanFormationrespectively.Thecoalseamshavecharacteristicsofdevelopedbuttcleats,goodcaprockclosureandsimplestructureinfavorofCBMhousing.BasedontheFL-EP6H-EP6VblockUshapedconnectedwellpracticalengineeringresearchandoptimumdesign,studiedanddiscussedtheadaptabilityofUshapedhorizontalconnectedwellsinCBMexploitationintheLiulinareafromsixaspectsofequipmenttypeselectiondependability,sidewallstabilityassessment,wellsitelocating,landingpointselection,geologicalorientationandwellcompletiontechnology.PutforwardconcretemeasuresincludingtoimportandusenewEM-MWDmeasurementwhiledrillingsystem,wellboretrajectorycontrolledinduecourse,smallwellboreconstructedundertheorientationpointinadvancetolocatelandingpointoncoalseamaccurately,tousescreenpipeinwellcompletionandsettlementofcoalseamtendingtocollapseinhorizontalsection,accordinglydemonstratedthattheconstructionofUshapedhorizontalconnectedwellsintheareaisfeasible.Keywords:CBMexploitation;Ushapedhorizontalconnectedwell;technologicaldesign;slottedliner;smallwellbore;Liulinarea
0引言
受多热源叠加变质和多期构造改造的影响，我国的煤储层大多表现为“低孔”、“低渗”和“低压”，这种“三低”的储层条件使得垂直井压裂排采技术在我国无法获得预期成效，其主要原因在于储层的“于三低”一方面限制了压降传递速度和距离，另一方面制约了“导流改善”的良性循环，因而煤层气井表现为“低产”，而且“不稳定”，这也决定了常规直井开采技术永远无法摆脱“点”的局限性，通常以有限的井筒
影响范围来设计钻井和完井方案以及储层改造措施，实际上煤层气的产出更要考虑"面"的影响，综合考虑煤层内微裂隙的分布规律、储层的地应力和流体渗流动力场的互动影响。羽状分支井和“U”型水平连通井正是基于实现广域面的效应，最大限度穿越煤层割离裂隙系统，沟通煤层裂隙通道，扩大煤层降压范围，降低煤层水排出时的摩阻，大幅度提高单井产量和采收率,从而达到产能和效益的最大化。但该技术是用钻井手段提高产量和采收率的新兴技术，是一项复杂的系统工程，技术难度较大，目前在我国煤层气领域还只是在构造简单，煤层分布稳定、厚度大，顶板稳定，煤层含水少的沁水盆地获得成功。
作者简介：黄勇，1998年毕业于中国矿业大学资环学院地质勘查专业，长期从事石油地质、煤层气、煤炭地质研究工作，现为中煤地质工程总公司北京大地特勘分公司总工程师。责任编辑：樊小舟
U型水平连通井在河东煤田柳林地区煤层气开发的适应性分析
黄勇1，姜军2
(1.中煤地质工程总公司北京大地特勘分公司，北京10073；2.平煤集团三环公司，河南平顶山467000)摘要：柳林地区煤层气开发的主力煤层是山西组的3＋4＃煤层和太原组的8＋9＃煤层，煤层端割理发育，盖层封闭性
好，构造简单，有利于煤层气储存。以区块FL-EP6H-EP6V“U”型连通井的实际工程研究和优化设计工作为基础，从设备选型的可靠性、井壁的稳定性评价、井位的选择、着陆点的选择、地质导向和完井工艺六个方面，对“U”型水平连通井技术在柳林地区煤层气开发的适应性进行了研究、探讨，提出了引进和使用新的EM-MWD随钻测量仪器，及时控制井眼轨迹，先期在定向点以下施工小井眼以精确确定煤层的着陆点，采用筛管完井解决煤层水平段容易坍塌问题等具体措施，从而证明在该区施工型水平连通井是可行的。关键词：煤层气开发；“U”型水平连通井；工艺设计；割缝衬管；小井眼；柳林地区中图分类号：P634.7文献标识码：A
文章编号：1674－1803（2009）S1－0032－05中国煤炭地质COALGEOLOGYOFCHINAVol．21Sup1
Apr．2009第21卷增刊1
2009年4月增刊1
图1构造纲要图Figure1Structuraloutlinemap
近年来水平井的开发方式已经引起业界的高度重视，其开采技术已经从沁水盆地先导试验阶段逐步进入向其它地区大面积推广阶段，井的部署和开采方式也出现了多样化趋势。结合我公司承担的柳林区块FL-EP6H-EP6V“U”型连通井的实际工程研究和优化设计工作，对“U”型水平连通井技术在河东煤田柳林地区煤层气开发的适应性进行研究、探讨。
1地质概况
柳林区块位于山西省西部，河东煤田中部，面积194.42km2
，煤层气资源开发潜力巨大。
1.1地层
柳林区块沟壑纵横，地表出露地层为下三叠统刘家沟组和和尚沟组，新近系、第四系遍布山梁和沟谷。钻探揭露地层由老至新依次有：奥陶系中统峰峰组（O2f），石炭系上统本溪组(C2b)、太原组(C2t)
；二叠
系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)
，上统上石盒子
组(P2s)、石千峰组(P2sh)；三叠系下统刘家沟组(T1l)
、
和尚沟组(T1h)；新生界新近系（N）、第四系(Q)
。
本区砂岩多为钙质、泥质胶结，致密，较硬；泥岩普遍性较硬，致密，在本区施工中伴随不同程度的漏失、坍塌、掉快、缩径等情况。1.2构造
河东煤田主要处在黄河东岸—吕梁山西坡的南北构造带上，属于鄂尔多斯盆地东缘斜坡带，煤田总体上是一个基本向西倾斜的单斜构造，是吕梁复背斜西翼的一部分，在单斜构造上发育了次一级褶曲和断裂。在煤田中部的离柳矿区，在单斜构造上产生了幅度较大的宽缓褶曲，成为矿区的控制性构造（图1）。
柳林区块位于河东煤田中部柳林县附近，基本为单斜构造，地层走向从北至南，由NNE渐变为SN向，倾向由NWW而W，倾角平缓，一般为5°。该区内断层稀少，仅在区块北部发育有聚财塔南北正断层组成的地堑及其派生的小型断层，局部发育有宽缓的小褶曲，属简单构造地区。1.3煤层气勘查和开发现状
中联煤层气有限责任公司先后与澳大利亚路伟尔石油公司、华威公司等公司合作，在该区块内施工了10口煤层气勘查井，基本获取了该区域的煤层埋深、厚度，储层参数等基本信息。富地公司目前已经在该区施工了6口参数井+生产试验井，获得了该地区的地层剖面，钻遇地层的岩石性质，目标煤层（3＋4、5、8＋9）号煤储层参数，目
前有4口正在进行排水采气。2煤层气储层特征
2.1裂隙
柳林区块煤层端割理发育,面割理相对不发育，属于典型的节理煤。端割理间距6～8mm，长4～7mm,宽0.15～0.20mm,主要发育在镜煤条带中,割理多被方解石薄膜充填、黄铁矿脉充填。2.2煤储层
柳林区块煤层较发育，目前煤层气开采的主力煤层是山西组的3+4＃煤层和太原组的8+9＃（8＃
、8+
9＃
）煤层，煤层结构相对简单，厚度稳定。该区煤层割
理发育，多属半亮型煤，煤层含气量高，对甲烷的吸附能力较强，气体饱和性相对高，平均大于55%，大部分煤层是欠平衡状态，储层压力1.579～9.850MPa。山西组地层及上部的压力梯度为0.4～0.9MPa/100m，太原组地层压力梯度为0.6～0.9MPa/100m。此外，该区的镜煤反射率为1.24%～2.79%，属
于中级变质程度焦、肥煤。2.3煤层顶板岩性
通过对区块相关钻井资料分析发现，该区地层连续性较好，区内3+4#、5#、8+9#煤层的顶板均为砂质泥岩、泥岩，局部为细砂岩、灰岩。3+4#等主力煤层之上一般有500.00～700.00m的含煤碎屑岩沉积，对煤层气封盖性良好，造成煤层气垂向扩散阻力大，
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