煤层气水平井开发技术的研究与应用
超深水平井钻井技术研究与应用
超深水平井钻井技术研究与应用超深水平井钻井技术是指在水平井钻井中，钻井深度超过一定限制的技术。
超深水平井钻井技术的研究与应用是为了满足日益增长的能源需求以及勘探开发深海油气资源的需要。
本文将从技术研究的背景、技术特点、应用领域和未来发展趋势等方面进行探讨。
背景：近年来，由于全球能源需求的持续增长以及常规油气资源的逐渐枯竭，深海油井勘探和开发成为各国油气公司关注的重点。
然而，深海油井钻探面临越来越大的挑战，主要是水平井的钻井技术的限制。
传统的水平井钻井技术在超过一定深度之后，面临着压力、温度、井眼稳定性等方面的巨大挑战。
因此，研究超深水平井钻井技术成为深海油井勘探和开发的关键。
技术特点：1.钻井技术革新：传统的水平井钻井技术难以适用于超深水平井钻探，因此需要开发新的钻井技术。
例如，采用高温高压钻井液、钻井材料和钻探设备，以满足超深水平井钻井的需求。
2.井眼稳定性的保证：超深水平井钻井过程中，井壁稳定性是关键问题。
传统的井壁支撑技术无法满足超深水平井的要求，因此需要开发新的井壁稳定技术，例如采用防塌剂、维护井眼稳定等措施。
3.井壁压力控制：超深水平井钻井涉及到高压的环境，井底的地层压力会对井眼造成巨大压力，因此需要采取相应措施保证井眼安全。
应用领域：1.深海油气勘探和开发：超深水平井钻井技术可以应用于深海油井的勘探和开发，帮助获取深海油气资源。
2.非常规油气开发：超深水平井钻井技术也可以应用于非常规油气开发，例如页岩气和煤层气的开发。
3.地热能开发：超深水平井钻井技术还可以应用于地热能开发，帮助获取地下热能资源。
未来发展趋势：1.技术不断创新：随着勘探开发需求的不断增加，超深水平井钻井技术将不断创新。
例如，开发更高温高压钻井液、更先进的钻探设备和材料等。
2.环境友好型技术：随着社会对环境问题的关注度不断提高，超深水平井钻井技术也将朝着环境友好型技术的方向发展。
例如，开发更环保的钻井液、减少污染物排放等。
多分支水平井技术在大佛寺井田煤层气开发中的应用
摘 要 ：彬 长矿 区煤层 气资 源丰 富 ，具备 煤层 气地 面 开采 的 良好 条件 。为 降低 矿 井 瓦斯含 量 ，提 高矿 井安 全 系数 ，开发煤 层 气资 源 ，在彬 长矿 区 大佛 寺 井 田 实施 一 组 煤层 气 多分 支水 平 井 ，开 发 、利 用 ４号煤 层 的煤层 气 。该 井水平段 采 用地质 导 向及 充 气欠平衡 技 术 ，实现 了井眼轨 迹 的精 确控制和煤储层保护，提 高了单井产气量。 关键 词 ：多分 支水 平 井 井眼轨迹 充气 欠平衡 煤层 气开发
表 １ 煤 层 含 气 量 测 定 结 果
煤 层 编 号
埋 ｍ
含气量／（ｍ ／ｔ） 最小值 ～最大值
平 均 值
３
８３０—９００
Ｑ：２ 二 ：
１．８０
４上
４７７—５７５
Ｑ：塑 二 ：
０．８１
４
５ｌ０—６０ｏ
：箜 ＝鱼： ２
２．７５
表 ２ 煤 层 渗 透 率 测 定结 果
ｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｌ ｔｒａｊｅｃｔｏｒ ｙ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ａｎｄ ｉｍ—
ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｗｅｌ１．ｇａｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ—ｌａｔｅｒａｌ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｗ ｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＣＢＭ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄａｆｏｓｉ Ｍｉｎｅ Ｆｉｅｌｄ
ＺＨ ＡＮＧ Ｚｈｉｃａｎｇ
（Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉｎｔａｉ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａａｎｘｉ ７１５３００）
泵送桥塞分段压裂工艺在煤层气“二开半程固井”水平井中的应用
第17卷第6期2020年12月中国'煤层气；CHINA COALBED METHANEVol. 17 No.6D ec ember.2020泵送桥塞分段压裂工艺在煤层气二开半程固井”水平井中的应用姚伟薛占新金国辉王青川王琪徐婷婷(华北油田山西煤层气勘探开发分公司，山西046000)摘要：沁水盆地樊庄、郑庄区块水平井主要采取“二开半程固井+油管拖动压裂”的开方式 式，该工艺实现了单分支水平井日产万方的突破。
但该工艺施工周期长，安全隐患大的问题逐步显现。
为此，借鉴常规油气和页岩气开发经验，首次在国内二开半程固井水平井开展泵送桥塞分段压裂试验，取得成功。
现场试验表明：泵送桥塞分段压裂工艺可在煤层气半程固井水平井中推广应用；该工艺可实现一天压裂3~4段，提高了施工效率；依据井眼轨迹不同，桥塞可选用速钻桥塞、可溶桥塞。
关键词：煤层气水平井泵送桥塞分段压裂Application of Pumping Bridge Plug Staged Fracturing Technology in CBM Horizontal Well with Second Spud Halfway CementingYAOWei,XUEZhanxin,JINGuohui,WANG Qingchuan,WANGQi,XU Tingling (Shanxi CBM Exploration &Development Branch,PetroChina Huabei Oilfield Company,Shanxi046000)Abstract：The horizontal wells in the Fanzhuang Block and Zhengzhuang Block in Qinshui Basin mainly adopt the development m ethod of‘‘second spud halfway cementing and tubing drag fracturing”.This technology has achieved a breakthrough of10000 cubic meters per day in single branch horizontal wells. However,the construction period of this process is long,and the problems of potential safety hazards are gradually emerging.For this reason,referring to the development experience of conventional oil and gas and shale gas,the pumping bridge plug staged fracturing test was successfully carried out for the first tim ein domestic horizontal well with second half of cementing.The test results show that,the pumped bridge plugs staged fracturing technology can be popularized and applied in coalbed methane halfway cementing horizontal wells.This technology can achieve 3 ~ 4 stages of fracturing in one day，increasing the construction efficiency.Depending on the well trajectory,quick drilling bridge plug and soluble bridge plug can be selected.Keywords：Coalbed methane；horizontal well；pumping bridge plug；staged fracturing水平井作为煤层气开发的主力井型，突破了煤 层非均质的局限，增加了煤层气的解吸范围，提高基金项目国家科技重大专项资助项目“沁水盆地高煤阶煤层气高效开发示范工程”（2017ZX05064)任务二“水平井钻完并技术”作者简介姚伟，男，工程师，现从事煤层气井增产研究工作。
煤层气勘探开发技术
• • •
CCPΦv—L——地孔兰层隙氏压体体力积积，压常Mp缩数a；率，，m3/Mmp3a；-1；
• • • • • •
PPPSSTiLsww————ci——储原兰平标初层始氏均准始温地压水压水度层力饱力饱，压，和，和K力M度；M度pp，a，a，；；M%%p；；a；
• • • • •
TVWWzsbeP———c2——气侵产标次体水出准生因体水温孔子积体度隙，，积，体无m，K积3量；；m，3纲；m；3；
预测曲线。 对储层参数和生产数据进行拟合匹配，获得气井预测产量。 求取采收率，计算可采储量。
XXX井产量预测曲线
编辑ppt
采收率计算公式
煤层气勘探、开发与集输技术
1、地质评价及储量评估技术
物质平衡法
式•• 中：Mpa-1；BCCwwf———地地煤层层层水水基体压质积缩体；率积，压缩Mp率a-1，；
规律。 (5) 初步查明煤层顶底板岩性和含水性、孔隙度、渗透率特征及
其力学性质。 (6) 初步查明煤层含气性、含气饱和度、等温吸附特征、气体分
布特征和封盖条件。 (7) 初步预测采收率
编辑ppt
基本勘探程序
预探阶段地质任务 (1) 基本掌握煤储层增产措施、工艺和参数。 (2) 基本掌握各主要目的层的产气量、产水量及
基本勘探程序煤层气勘探开发与集输技术勘探开发与集输技术开发技术方案综合地质评价研究是煤层气勘探开发工作地基础煤层气选区评价指标分级参数煤层气勘探开发与集输技术101地质评价及储量评估技术煤层气勘探开发与集输技术111地质评价及储量评估技术掌握煤岩描述要求煤层气勘探开发与集输技术121地质评价及储量评估技术掌握一些煤岩学方面的知识煤层气勘探开发与集输技术131地质评价及储量评估技术有必要了解一些煤层气数值模拟方面的基础知识煤层气勘探开发与集输技术14煤层气资源储量分类与分级体系1地质评价及储量评估技术煤层气资源储量规范dzt02162002煤层气勘探开发与集输技术15依据经济效益依据经济效益内蕴经济的煤层气资源储量分类与分级分分依据地质认识程度依据地质认识程度探明的1地质评价及储量评估技术煤层气勘探开发与集输技术16煤层气资源量是指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中当前可开采或未来可能开采的具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量
煤层气开采技术应用现状及其改进
233煤层气是一种新型清洁能源，属于非常规天然气中的一种。
开采煤层气不仅可以对现有的能源结构进行优化和完善，而且还可以对大气环境起到保护作用，同时保障煤矿整个生产过程更加安全、可靠。
当前，我国正处于能源转型的重要时期，从煤层气资源大国逐渐朝着煤层气生产大国发展。
虽然现阶段煤层气在整个勘探和开采过程中已经取得一定的发展成效，但是在实践中仍然存在很多问题。
要想实现煤层气产业更加高效发展，就必须要针对当前存在的诸多问题进行客观分析和处理，提出有针对性的改进措施，为煤层气开采技术的发展提供有力支撑。
1 煤层气开采技术应用现状1.1 钻井成本普遍比较高煤层气开采在实际应用过程中，钻井成本占投入比例较高。
经过详细的统计计算分析发现其在总成本中的占比在50%以上。
虽然在目前钻井工艺中，以欠平衡钻井技术为主，该技术在实践过程中也有很多优势，但在对钻井液的选择和利用上，仍然面临很多问题。
主要表现为空气、泡沫等类型的钻井液只适用于在浅煤层中，而对于超过1000米的深部煤层，通常还是以使用泥浆携带钻屑的钻进液为主[1]。
这就造成一旦操作不当，很容易导致煤层受到严重污染，其自身的渗透性也会大幅降低，对后期煤层气排采造成非常不利的影响。
针对这种情况，研发低伤害、低污染、高携带性能的钻井液体系尤为突出，同时还要考虑低成本钻井的开发要求，达到钻井效果与成本控制的有机统一，这样才能保证煤层气开发效果达到预期。
1.2 压裂技术问题水力压裂是当前煤层气开发比较成熟的一种增产技术手段，该技术在实际应用过程中，由于煤层煤质较软，所以石英砂等支撑剂在煤层中很容易就会直接镶嵌进去，造成裂缝孔隙性下降，孔隙出现严重的闭合，造成增产改造效果差。
此外，部分遇水膨胀的煤层水力压裂后，其自身的渗透率就会下降，同样影响增产改造效果。
同时在进行压裂液选择时，不同类型压裂液体系成本相差较大，例如纤维压裂液体系、胍胶压裂液体系成本还比较高，清水、滑溜水等压裂液体系存在改造液量大、砂量大等问题，都会变相提高增产改造风险，延长投资回报周期。
煤层气开采技术
方式三、井下煤层气抽放
在煤矿井下采掘巷道中钻孔，在地面用气 泵抽吸钻孔中的 煤层气。这种方式最初是 以煤矿的生产安全为目的，同时 兼顾煤层 气资源回收。用这种方式开采煤层气，对投资和 技术要求不高，适用范围广但是此方式的资源回收率低，矿 井内抽吸的煤层 气量不大，井下作业有一定技术难度，且 受煤矿采掘的进程影响，难以连续采气。
盖层和圈闭
对于煤层气系统，为维持地层压力和阻止气体的解吸和散失，盖层 是必要的。由于气和水的重力分离作用远小于微孔表面上的吸附作 用，而对于常规的圈闭并非必要。世界上煤层气产量最高的区带位 于美国圣胡安盆地深部的Fruitland带。
裂缝、渗透率和原地应力
流体在煤层中主要通过裂缝和节理流动。裂缝和节理一般为垂直于 层面的正交的裂隙体系。它们主要形成于煤化过程中，也可以是构 造和后煤化作用形成的裂缝。由于上覆地层压力、渗透性随深度而 降低，因此，美国的煤层气多产自1200m以上深度。
•
源岩和运移
大部分煤层是自生自储型，煤储层中含有自生或运移 来的热解气、生物气或混源气。当煤层是自生自储型 时，则不存在运移。煤层气系统的关键事件一般应包 括剥蚀去顶和冷却事件。
气体的储集和储层性质
大部分煤层气吸附在煤的有机质表面上，只有少量的煤 层气以游离态储存在裂缝和节理中，或者以溶解态存在 于裂缝、节理及孔隙水中。煤储层可以是正常压力或异 常压力。在一般的压力下，埋深<1200m的煤层中的吸 附气大于一般砂岩孔隙中所含有的气体量。
高煤阶、自生热裂解气模式，超压和水动力封闭的结合形成了高产区。
美国粉末河盆地煤层气系统剖面图
低煤阶、生物气模式，地下水通过厚层、高渗透的煤层运动，在低压系统形成生物气含气带。
西加拿大煤层气开发现状
多分支井技术在大城区煤层气勘探开发中的应用研究
维普资讯
第 ２期
多分支井技术在大城 区煤层气勘探开发 中的应用研究
４ １
井技术 突破 了原 来直井 点 的范 围局 限 ，实 现 了广域 面 的效 应 ，可 以大范 围沟通 煤层 裂 隙系统 ，扩 大 了 煤 层气 降压 范 围 ，降低 煤层 水排 出 时的阻 力 ，大幅
控制与水平大位移延伸、多分支侧钻和欠平衡钻井 等尖 端技术 成果 ，形 成 了一种兼 具造 穴 、布缝 和导 流效果 的煤 层气 开发 应用技 术 。它通 过在 煤层 中部
署 水平 分支 井 眼 ，扩大 井筒 与煤层 的接触 面积 ，有
作者简 介 邢政 ，男 ，１ ５ ９ 年生 ，河北省永 清县人 ，工程师 ，毕业于山东矿业学院 ，地质工程专业 。 ７
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ ｃ ｅ ｇ ＣＢＭ ｓ ｒ ｏｒ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＤａ ｈ ｎ Ｒｅ ｅ ｖ ｉ
Ｘｉ ｇ Ｚ ｅ ｇ ｎ ｈ ｎ
（ ｏｌｅ ｅｌ ｙＩｖｓｇｔ ｎＩｓｔｔ ｏ Ｈ ｂ ｉ ｒｖ ｃ ， ｅｅ ０ ４２ ） Ｃａ ｌ Ｇ ｏ ｇ ｅｔ ａｏ ｔｕ ｆ ｅｅ Ｐｏｉ ｅ Ｈ ｂｉ ５０ ２ ｉ ｆｄ ｏ ｎ ｉ ｉ ｎｉｅ ｎ
ｒｍｅｅｓ ｏ ｅ ｔｗｅｌ ｓ ａｓ ｄ ｎ ｔｅ ｐ ｐ ｒ ａ ｔｒ ｆｔ ｌ ｉ ｌｏ ｍａ ｅ ｉ ａ ｅ ． ｓ ｓ ｈ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｄａ ｈ ｎ ； Ｃ Ｍ ； ｍｕ ｔ ｂ ａ ｃ ｌ ； ｄ ｉ ｄ ｌ ｙ ｒｓ ｃｅｇ Ｂ ｌ ｉ ｒｎ ｈ ｗｅｌ — ｓ ｓｎ ｅ ｇ ｍｏ ｅ ｓ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｍｕ ｔ ｂ ａ ｃ ｅｌ ｃ ｎ ｅ ｅ ｔ ｅｙ ｉ ｃｅ ｓ Ｂ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｏ ｎ ｔ ｅｌａ ｄ ｄ ｒａ ｅ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｌ — ｒｎ ｈ ｗ ｌ ａ ｆ ｃｉ ｌ ｎ ｒａ ｅ Ｃ Ｍ ｒｄ ｃｉ ｆｕ ｉ ｗ ｌ ｎ ｅ ｅ ｓ ｅ ｅｏ ｉ ｓ ｖ ｏ ｃ ｐ ｎ
提高煤层气产量技术研究与试验的开题报告
提高煤层气产量技术研究与试验的开题报告
题目：提高煤层气产量技术研究与试验
一、研究背景
煤层气是指在煤层中储存的天然气，其资源丰富，分布广泛，是我国能源结构调整的战略性选择。
然而，由于煤层中天然气的赋存形式复杂，煤层气产量一直被限制。
因此，需要采用新的技术手段，提高煤层气产量，以满足能源需求。
二、研究目的
本研究旨在探究提高煤层气产量的新技术，通过试验验证其可行性，为煤层气开发提供技术支持。
三、研究方法
1.文献综述：对目前国内外煤层气产量提高技术的发展现状和研究成果进行综述和分析，明确煤层气产量提高的技术路线。
2.试验设计：根据研究目的和综述结果，设计煤层气产量提高的试验方案。
主要研究内容包括：煤层气水平井的布置方式、煤层气提取方式、局部增压技术等。
3.试验实施：按照试验方案，对实验对象进行实验，记录数据并进行分析。
四、预期成果
通过文献综述和试验实施，预期可以得到以下成果：
1.明确煤层气产量提高的技术路线
2.提出局部增压技术在煤层气开采中的应用
3.验证试验方案可行性，为实际生产提供技术参考
五、研究意义
本研究旨在提高煤层气产量，满足国内能源需求。
通过试验验证新技术的可行性，推动煤层气开采的技术进步，在国家能源结构调整中发挥积极的作用。
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煤层气水平井开发技术的研究与应用
煤层气是指由于煤中自生生热或地热引起的煤中天然气，是一种非常重要的可
再生能源。与石油和天然气相比，煤层气的含量要低得多，同时含有大量的甲烷，
具有较好的环保性和经济性。因此，煤层气的开采对于保护环境和促进国民经济发
展具有重要意义。而煤层气水平井开发技术则是煤层气开采发展的重要支撑。
煤层气水平井开发技术是指在煤层气层中以水平井为主要开采手段进行煤层气
生产的技术。与传统竖井开采方式相比，水平井开采具有开采面积大、取水能力强、
煤层气采收率高等优点。但是水平井开采也存在一些问题，如井斜角度掌握不当、
煤层煤质不均、钻采工艺不熟练等，这些都会影响水平井开发效果，进而影响煤层
气开采的效率和经济效益。
为了提高煤层气水平井开发技术，需要我们在技术上进行深入的研究和创新。
该技术我们需要将其分成以下几方面进行探讨：
一、井斜角度问题
实践证明，井斜角度在煤层气水平井开发中具有很大的重要性。井斜角度越大，
水平井开采的可开采面积就越大，同时能够有效的提高煤层的天然气渗透率。在选
择井斜角度时，我们要综合考虑煤层地质情况、水平井长度以及钻井设备等因素，
并通过数值模拟等方法进行优化。此外，我们还可以通过提高水平井的钻头质量和
防护措施，减少钻井过程中的事故风险。
二、煤层煤质不均问题
煤层气层中煤质的不均匀性是我们在煤层气水平井开发中需要关注的一个重要
因素。不同煤层中的煤质会影响煤层气的储存和运移，直接影响煤层气采收率。因
此我们需要对煤层气层中的煤质进行详细的地质调查和采样分析，并根据得到的数
据进行钻井开发完成后的动态监测，采取有针对性的措施，优化水平井的布置和采
收方案，从而提高煤层气的采收率。
三、钻采技术问题
水平井开采技术与传统的竖井开采有很大的不同，需要采用特殊的钻采工具和
方法，这就要求操作人员有较高的技术素质和实际经验。在实际操作中，我们需要
注重选型和选取合适的钻采工艺，加强工作安全，同时注重人员培训和实际操作经
验积累。此外，我们还可以通过引进先进的钻采设备和技术，进一步提升我国煤层
气水平井开发技术的竞争力。
在总结一下，在煤层气水平井开发的技术研究与应用中，井斜角度问题、煤层
煤质不均问题和钻采技术问题是需要我们重点关注的几大问题。我们需要严格按照
规范手册进行水平井的开采，加强钻机的检修和保养，不断引入新颖的技术或设备
来保持我国在煤层气水平井开发技术方面的领先地位。