PDF《深部煤层气 T 型井钻井技术》

0 引言中国煤层气资源量丰富?但煤储层普遍具备低 压、低渗、低孔特征?增产改造技术一直是低渗储层 开发研究的主题之一[1-2] ? 受地质、工程、投资等因 素的影响?直井或定向井是煤层气勘探开发的主要

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1 2018 年第

6 期煤炭科学技术第46 卷 井型[3-4] ? 目前投入规模开发的部分开发直井和定 向井单井产量低?经济效益不足?故而低效井的改造 势在必行[5-9] ?

20 世纪

80 年代?美国公司开发了超 短半径水平井技术?核心技术为特殊斜向器和高压 射流破岩钻头? 该技术能使死井复活?大幅提高油 气井产量和采出率?且能降低钻井成本?是油气田老 井改造、油气藏挖潜和稳产增产的有效手段?尤其适 合于薄储层、稠油、低渗透等油气藏的开发[10-15] ? 该技术被成功引进到煤层气开发中[16-18] ?并取 得了不错的应用效果?后期采气量明显增加? 不过 由于煤层脆弱易垮塌?导致高压软管遇卡?煤层中喷 射进尺较短?一般为

10 ~

50 m?且喷射进尺无法确 定[19] ?在一定程度上阻碍了该项技术的发展? 临兴 区块主力煤层埋深深度一般在

1 600~2

000 m?单层 厚度均大于

5 m?总体含气量较高?资源潜力较好? 常规煤层气开发技术施工难度大、费用高、收效低? 针对此类问题?研发了以柔性钻具为核心的 T 型超 短半径水平井钻井技术?并在临兴-神府气田试验 成功了国内第一口深部煤层气

6 分支 T 型水平井? 目的煤层分别为

8 号煤

1 879.7 ~

1 884.0 m?9 号煤

1 903.0~1 907.7 m?

2 个煤层内分别部署

3 个分 支?目的煤层累计水平进尺达

478 m?其中

4 个分支 水平进尺超

100 m?施工成本为常规钻井费用的

1 / 2? 该技术的成功试验为本区多层开发、深部煤层 气、低产井二次开发提供了一种新的技术手段?具有 很高的应用推广价值?

1 T 型钻井技术 T 型钻井是一种多目标储层钻完井技术?其技术 核心为单根长度 0.15 m 的钻杆与柔性短接构成钻具组 合?如图

1 所示? 柔性钻具每个关节固定角度 4.5°(可调)?长度

15 cm?可控制曲率半径 R 为1.

8、2.5 m? 图1T型钻井技术及柔性钻具 Fig.1 T shape drilling technology and flexible drilling tools 常规侧钻井窗口长度一般为

3 m 左右[20] ?而T型钻井技术窗口长仅

20 cm 左右?与常规开窗侧钻 井相比对套管损伤较小? 开窗点间距仅需大于 0.6 m?同时要求开窗点避开套管接箍?借助叠加式斜向 器可以在一个储层内侧钻多个分支?并可以实现多 层、薄互储层的水平井钻井? 利用特制连续多点测斜仪?实现轨迹的多点测 量? 由于柔性钻具中无螺杆?故而暂尚不能实现轨 迹实时调整? 对钻头附近

3 m 长钻柱进行了特殊设 计?每节钻具内部设计一个可以自由活动的活塞?在 泵压作用下活塞向前运动?将相邻

2 节钻具固定起 来?形如钻挺?保障了轨迹的平直钻进?

2 T 型钻井设计及可行性分析 2.1 分支轨迹设计 分支部署原则:各目的煤层(8 号/

9 号)内部分 布署

3 个水平分支?每个分支尽可能多地垂直钻穿 天然裂缝?以便最大限度沟通煤层天然裂缝?临兴区 块A1 井8/9号煤层裂缝分布平面如图

2 所示? 图28/

9 号煤层裂缝分布平面 Fig.2 Plane map of No.8/

9 coal seam fracture distribution A1 井在开窗位置处实测井斜 1°左右?真方位 127° ~ 131°?轨迹设计时考虑实际井斜及地层倾角 影响?以确保煤层钻遇率?另外?开窗井段固井质量 优?不会对侧钻造斜产生影响?