斜直井钻机在煤层气水平井中的应用下载

weixin_39821746 2020-10-02 02:00:39

为实现高瓦斯矿井受采动卸压影响的下伏煤层瓦斯地面抽采,根据寺河矿5303工作面复杂工程地质条件,基于采动引起的底板岩层应力变化分区,通过对比常规直井和斜直井轨迹模拟结果,结合斜直井钻机参数特点,提出了使用斜直井钻机地面施工水平井抽放采动卸压瓦斯工艺技术;在此基础上,优化了斜直井钻井轨迹设计方法,有效指导了钻井施工,满足了地质目标要求。完井后自喷生产表明,使用斜直井钻机在复杂工程地质条件下施工煤层气水平井的技术是可行的。
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为实现高瓦斯矿井受采动卸压影响的下伏煤层瓦斯地面抽采,根据寺河矿5303工作面复杂工程地质条件,基于采动引起的底板岩层应力变化分区,通过对比常规直井和斜直井轨迹模拟结果,结合斜直井钻机参数特点,提出了使用斜直井钻机地面施工水平井抽放采动卸压瓦斯工艺技术;在此基础上,优化了斜直井钻井轨迹设计方法,有效指导了钻井施工,满足了地质目标要求。完井后自喷生产表明,使用斜直井钻机在复杂工程地质条件下施工煤层气水平井的技术是可行的。

煤层气水平井组由一口或几口水平井与一口洞穴直井连通,共同利用该直井进行采气作业,因此煤层气水平井需进行两井连通作业。依据煤层气水平井组的特点,建立了以煤层气水平井为基准的坐标体系,并推出了两井坐标体系的转换公式;考虑到连通井段短和轨道控制要求高的特点,优选出增—增—稳设计剖面,并建立了分段轨道优化设计方法;以逐步缩小洞穴井与水平井相对位置的不确定性椭圆范围为目标,提出了煤层气水平井轨道测量的方法及稳斜扭方位的轨道控制模型。通过以上的基础研究,形成了较系统的水平井连通井组轨道设计与控制方法,并结合现场应用进行了连通轨道控制的分析。

煤层气 V型水平井组是由2口水平井与1口直井组成的新型水平连通井组。该井组在实现水平井 与直井的连通后 ,由水平井提供泄流通道 ,直井进行排采生产 ,具有增加有效供给范围、提高单井产量等优点。对前期完成的延3-V1试验井组进行了概括 ,并结合施工情况 ,系统阐述了井眼轨迹控制、远端精确连通和钻井液的选用等钻井关键技术中的技术措施及成功经验。该 V型水平井组的顺利完成 ,表明其可成为煤层气的开发手段之一 ,为未来延川南区块煤层气的大规模开发提供技术支撑。

随着煤层气井由垂直井转为水平井,常规的管式泵+抽油机、螺杆泵、潜油电泵等逐渐显出局限性,尤其是水平井组只有工程井,没有条件施工排采直井的情况下,需要一种新泵进行排采。介绍了射流泵的工作原理,并基于晋城矿区煤层气储层地质条件,将该泵应用到晋城矿区多分支水平井中进行排采试验,其效果明显。

水平井是实现煤层气高效开发的关键技术，为了优化水平井井型及配套钻井技术，提高煤层气井产量，基于煤层气排水降压采气的基本开发原理，提出了煤层气水平井井型和钻井工艺设计的基本原则，研究了各类煤层气水平井井型的优点和缺点，并针对高效水平井井型提出了配套钻井工艺优化方法。研究结果表明：水平井井型和钻井工艺优化应遵循便于排水降压、增加产气面积、力求井眼稳定和走低成本道路的原则；V型井、Ｌ型井与其他井型比，共用或取消排采直井，大幅降低了成本；从多分支井到单支井实现了套管、筛管完井，实现了水平井井眼支撑和重入，增强了稳定性，实现了增产措施应用；从多分支到单支压裂，保持了较大的产气面积；L型水平井是未来煤层气水平井的主要井型，但由于排采工艺不过关，常规地面抽采L型水平井不能大规模推广，Ｖ型水平井是目前最为高效、适宜排采的水平井井型，但采动区L型水平井不需要排水降压则是煤矿瓦斯抽采的有效技术，可以大规模推广。钻井工艺由三开变为二开，一开采用φ444.5 mm大钻头，水平井眼直径由139.7 mm增加至339.7 mm，提高了水平井日产气量。通过直斜段固井技术，实现了水平煤层段不固井和筛管、套管完井，为

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