煤層氣V型水平井組鉆井關(guān)鍵技術(shù)

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)2014年2月第36卷第2期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Feb．2014Vo1．36No．2煤層氣V型水平井組鉆井關(guān)鍵技術(shù)劉明，許孝順，李緒鋒劉偉，李業(yè)，翟文濤(中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)公司，山東東營。。)李培慶(東南大學(xué)交通學(xué)院載運(yùn)工具運(yùn)用工程研究所，江蘇南京210096)[摘要]煤層氣V型水平井組是由2口水平井與l口直井組成的新型水平連通井組。該井組在實(shí)現(xiàn)水平井與直井的連通后，由水平井提供泄流通道，直井進(jìn)行排采生產(chǎn)，具有增加有效

2、供給范圍、提高單井產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)。對前期完成的延3V1試驗(yàn)井組進(jìn)行了概括，并結(jié)合施工情況，系統(tǒng)闡述了井眼軌跡控制、遠(yuǎn)端精確連通和鉆井液的選用等鉆井關(guān)鍵技術(shù)中的技術(shù)措施及成功經(jīng)驗(yàn)。該V型水平井組的順利完成，表明其可成為煤層氣的開發(fā)手段之一，為未來延川南區(qū)塊煤層氣的大規(guī)模開發(fā)提供技術(shù)支撐。[關(guān)鍵詞]煤層氣；V型水平井組；井眼軌跡控制；遠(yuǎn)端精確連通[中圖分類號]TE243[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]1000—9752(2014)02—0092—04煤層氣俗稱“瓦斯”，主要成分為甲烷，是以吸附狀態(tài)儲存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣。在世界能源需求日益緊張的情況下，作為一種優(yōu)質(zhì)

3、、清潔能源，煤層氣的大規(guī)模開發(fā)利用前景廣闊。延川南區(qū)塊煤層氣藏具有“三低”特征，即低壓、低滲、低飽和度l1j，這些特征決定該區(qū)塊布井方式、開采方法以及生產(chǎn)管理都與常規(guī)油氣田有很大不同。目前，開采煤層氣普遍采用U型井連通技術(shù)，這種技術(shù)是指2口不同位置的水平井與直井、定向井與水平井或水平井與水平井在同一目的層連通。V型井是一種新型的水平連通井組，由2組之間呈一定夾角并共用l口排采直井的U型井組成；地層流體通過2個水平井眼分別流向同一排采直井井筒內(nèi)，增加了泄流面積，較U型井能夠產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。筆者以延3一V1井組為例，介紹煤層氣V型水平井組鉆井關(guān)鍵技術(shù)。1延

4、3-V1井組概況為_r開發(fā)延川I南區(qū)塊下二疊統(tǒng)山西組2號煤層(以下簡稱“2號煤層”)的煤層氣，擴(kuò)大井控面積，提高煤層氣儲量動用程度以及探索V型特殊工藝井技術(shù)在延川南區(qū)塊煤層氣開發(fā)中的適用性，進(jìn)行了延3一Vl井組的鉆探。延3一V1井組是在延川南區(qū)塊延3井區(qū)部署的一個排采試驗(yàn)井組，設(shè)計(jì)由2口水平井(延3一V1Pl井、延3一V1一P2井)與1口直井(延3一Vl井)組成，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端連通，夾角約為44。(圖1)。完井后由圖1延3-V1井組軌道空間示意圖2口水平井提供泄流通道，直井進(jìn)行排采生產(chǎn)。1．1延3一Vl井組井身結(jié)構(gòu)1)直井井身結(jié)構(gòu)及造穴直井采用二級井身結(jié)構(gòu)：①

5、一開采用444．5ram鉆頭鉆穿上部易漏失地層后下入339．7ram表層套管；②二開采用2l5．9ram鉆頭鉆穿目的煤層，完鉆下人177．8ram套管后封固。直井造穴：為達(dá)到水平井與直井在煤層中成功對接的目的，需要在直井的目的層位造一個洞穴。直[收稿日期]2013—07—01[作者簡介]劉明(1983一)，男，2009年濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事現(xiàn)場定向井技術(shù)服務(wù)工作。學(xué)兔兔www.xuetutu.com第36卷第2期劉明等：煤層氣V型水平井組鉆井關(guān)鍵技術(shù)井套管在位于煤層位置處添加一根長度約8m延3．V1．Pl井延3一vl-P2井—mⅥ廣延3．v

6、1井的玻璃鋼套管，下入擴(kuò)孔器至玻璃鋼套管處。擴(kuò)孔器刀桿(長度約25cm)在鉆井液的沖擊下竺笪蘭2445mm套管張開并隨著鉆具的轉(zhuǎn)動切削玻璃鋼套管和周圍煤層，形成直徑約0．5m的洞穴口j。2)水平井井身結(jié)構(gòu)水平井采用三級井身結(jié)構(gòu)(圖2)：①一開采用444．5ram鉆頭鉆穿(75311．1mm~—．．．．．．．．．．．．．．．．—13971rim套管!：!上部易漏失地層后下入339．7mm表層套管；2445mm套管177．8ram套管②二開采用3i1．1ram鉆頭鉆至目的煤層頂板圖2延3-V1井組井身結(jié)構(gòu)圖上部lm處完鉆，下入244．5mm套管；③三開采用21

7、5．9mm鉆頭鉆進(jìn)水平段，與直井連通后完鉆，下入139．7ram套管+篩管(水平段)組合，懸掛于技術(shù)套管直井段。I．2連通設(shè)計(jì)要求及地質(zhì)參數(shù)連通設(shè)計(jì)要求及地質(zhì)參數(shù)為：①連通位置垂深——延3一V1一P1井垂深1246．20m，延3一V1一P2井垂深1225．20m；②連通位置井徑為500mm；③目的層位為2號煤層；④連通點(diǎn)位置確定需根據(jù)井組中另一口水平井的連通位置進(jìn)行修改調(diào)整(先施工的水平井可不考慮)，確保兩水平井連通點(diǎn)之問垂直距離≥lm；⑤完鉆原則——水平井與直井連通后再打lOm口袋完鉆；⑥地質(zhì)參數(shù)如表1所示。表1延3-V1井組地質(zhì)參數(shù)2井眼軌跡控制技術(shù)井

8、眼軌跡控制的主要目的是盡可能地增加軌跡與煤層的接觸面積，提高煤層穿