煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进研究
- 格式:docx
- 大小:29.28 KB
- 文档页数:5
煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨对煤层气进行高效开发,需要结合地层特点,对钻完井工艺技术进行探讨,根据不同的煤层气,利用不同的工艺技术对煤层气进行高效开发。
在储层改造方面,主要以水力压裂改造为主,钻井类型以定向井井型为主;利用空气旋冲钻井工艺来实现煤层气的钻井工艺改造,通过对煤层气高效开发完井工艺技术分析,得出了相关的改进建议,能够提高煤层气的开发效率。
标签:煤层气;钻完井工艺;技术探讨对煤层气勘探阶段需要确保完全准确的地质资料,在进入开发以后的主要目标是提高产量,实现高效开发。
由于很多煤层气的单井产量偏低,而且钻井效率不高,因此需要针对地层特点,选择合适的钻完井工艺技术才有利于提高单井产量,实现煤层气的高效开发。
在选择钻完井技术工艺时,需要考虑的一个重要问题就是储层是否需要改造。
储层利用哪种方式进行改造取决于储层的特性,因此探讨煤层气的钻完井工艺技术,需要研究储层的特性和改造工艺中所出现的问题。
1储层改造工艺探讨1.1储层是否需要改造储层是否需要改造取决于储层中的渗透率,根据大量实践表明,渗透率在至最合适煤层气开采,适合储层改造的渗透率范围在至,如果渗透率小于就需要进行水利压裂改造,才能出现较好的产量。
因此需要根据储层的渗透率来决定储层是否需要改造。
1.2储层改造工艺煤层气储层进行改造的工艺主要有两种:第一种为水力压裂改造;第二种为空气动力造穴改造。
煤层气进行水力压裂改造与常规的油气田改造基本相同,空气动力造穴主要的原理是将高压气体注入井内,在瞬间释放压力的作用下时,煤层气储层产生裂缝,进而改善煤层气储层的渗透率。
空气动力造穴完井没有得到广泛推广的原因主要有以下几方面:第一,对于造穴的时间难以预测,就会造成成本难预测的情况。
第二,该技术对储层渗透率的改善效果不是特别明显;第三,需要特殊的钻井工具及设备。
第四,非常容易对环境造成污染。
第五,由于在进行造穴过程中瓦斯、氧气浓度和明火这三项的控制力不高,很有可能形成瓦斯爆炸的事故。
浅谈如何提高煤层气钻井质量的技术1 前言煤层气是一种赋存在煤层中、以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,俗称瓦斯。
当煤层气的主要成分甲烷在空气中的浓度达到5%-16%时,遇明火便会爆炸,因此,它一直被看作是煤矿开采过程中的危险气体。
但如果将其利用起来,则是一种优质能源和重要的化工原料。
煤层气钻井工艺与石油钻井工艺基本类似,都是在井眼钻成之后,全井下生产套管,固井,最终达到采气的目的。
煤层气钻井技术具有一定的难度,如何有效避免煤岩体的伤害,提高煤层气钻井的质量,是众多勘探人员面临的首要难题。
2 煤层气钻井中的关键技术问题2.1井斜控制井斜指的是实钻井眼对设计铅锤井眼的偏离。
井斜的不合理控制会带来键槽卡钻、起下钻遇阻、井壁坍塌;钻柱磨损套管;钻杆接头损坏;下套管困难,影响固井质量等众多不良后果,也就是说井斜对后续施工有极大的影响。
因此,钻井质量中的井斜有着极其严格的要求:当井深达到500m时,井斜控制在0到1.0度间为优质;1.0到2.5度为合格;2.5到3.0度为不合格;超过3.0度则为报废。
因此,井斜的控制是煤气层钻井施工的一个关键环节。
造成井斜控制不当的原因涉及多个方面的原因,例如:钻机的安装不当、钻具组合的不恰当、开钻钻进参数的不合理、松软地层中没有控制地尺不当或者单点测斜的滞后等。
2.2钻井液固相控制钻井液固相控制是指在保存适量有用固相的前提下,尽可能地清除无用固相,它是实现优化钻井的重要手段之一。
在煤气层钻井施工中,一开对钻井的液性可以不做要求,以确保钻井生产正常进行为基本原则。
但从二开起,必须采用清水钻进,在进入煤系地层之后,更是有一系列要求:粘度23-25s、密度 1.02-1.04g/cm3、pH值7.5-8、含沙量<0.5%。
在煤层钻进时,为了避免对煤层产生伤害,更是将钻井液密度严格控制在1.01~1.03g/cm3之间。
- 102 -工 程 技 术实践检测,此种方式能够有效提升供电的稳定性,进而避免事故的进一步蔓延。
3.7 合理调整10 kV供电电网的运行方式和结构科学地调控变压器的运行模式,逐渐使用DYn11的连接组,由于在系统中引入了新型用电设备,这使电网内产生高次谐波,运用节能环保变压器,降低供电上的损耗。
在进行线路载流量设计时,要保留充足的余量,使用电增长时能够有效应对。
当原有的线路不能满足现有的负荷需求时,就需要加设并行线路。
线路运行电流也有一定的要求,其值应该保持在设计电流2/3左右,短路电流的值应该在16 kA 以内,上限值则不能超过20 kA。
新型设备的使用需要满足稳定性好、体型较小和护养方便等特点。
在实现电缆化的过程中,需要革新中性点运行模式。
以往的中性点都是直接接地的,现在需要经过电阻再接地,还有一种就是通过消弧线圈接地。
之所以如此,就是原有的接地方式已然满足不了继电保护装置的运行要求了。
3.8 配电网自动化系统的应用随着计算机和自动化技术的迅猛发展,电力系统自动化正在迎来一场革命。
在技术革新的推动下,变电站综合自动化系统内部加装了许多数字智能装置。
然后借助低周减载、故障录波、备自投等实现对变电站的自动调控。
然后远程设备会将相关参数传递给调度中心,后者将直接承担起对变电站的管控责任。
这种模式不仅提升了系统运行的稳定性,也带来了生产效率上的提升,进而减小了变电站的成本投入,同时还有助于电网科技水平的提高与管理能力的提升。
配网自动化系统(DA)是一个综合性系统,其是以计算机技术和自动化技术为基础,结合用户对用电的实际需求发展而来的。
其以各种智能装置的逻辑配合为基础,实现故障线段和系统的科学分割,将故障影响区域缩减到最小,将停电的时间降到最低,继而提升供电的可靠性。
与此同时,还可以借助后台配电管理系统(DMS)实现综合性配电调控。
当前社会的不断进步,带来了电能质量要求的不断提高,在这种情况下,要想有一个优良的供电质量,就只能借助合理的在线监测,同时辅以运行模式的调控、适时投退电容器等措施来实现。
论煤层气井钻井工艺及优化研究发布时间:2021-11-03T08:07:00.432Z 来源:《科学与技术》2021年7月21期作者:朱晓忠[导读] 由于煤层的煤气资源已经逐渐受到社会的认可,朱晓忠内蒙古煤炭建设工程(集团)总公司,内蒙古呼和浩特 010010摘要:由于煤层的煤气资源已经逐渐受到社会的认可,已经逐步应用于生活、社会、企业等各个方面,在很大程度上已经取代了部分天然气资源,成为社会上依赖的资源,所以,对于煤气开采钻井越来越受到煤炭企业及社会的重视,由于煤气开采的范围、深度的不断扩大,其开采的难度也不断加大,因此,提高开采工艺确保开采钻井顺利进行成为企业研究的方向。
本文根据煤气层钻井存在的问题,使用针对性的、可靠的、安全的钻井保护工艺,在特定的地质条件下,使用特定工艺,有效地防止了污染物对煤层的渗透,做到了在钻井过程中对煤层的保护,避免了对煤层造成的破坏。
关键词:煤层气;钻井工艺;煤层煤层气体资源近年逐渐受到煤炭开采行业的重视,对于煤层气体资源的开发也逐步成为加大研究力度的主要方向,钻井设备是主要的气井钻井施工煤层气井开采使用的主要工具。
但是,因为煤层中的气井具有储层浅、含水比较丰富的特点,在气井开采作业过程中,由于煤层坚固性差,煤层非常容易发生裂缝、坍塌事故,因此进行气井钻井过程中,由于操作钻井设备不当或者钻井的力度过猛等原因,煤层将会出现大范围的塌陷以及污染物随井液通过地层裂缝渗透至地下等事故,最终会造成气层被大面积污染,如果煤气层遭到污染,其气井的价值将会大大降低,造成煤气资源的巨大损失,这对企业以及社会都十分不利。
所以,必须不断优化煤气井开采作业的生产工艺,制定出合理的钻井施工工艺流程,确保钻井开采作业能够顺利完成。
1 煤层气井钻井施工的工艺重要性煤层气井钻井施工的工艺,其主要价值为,煤层可燃气体已经逐渐成为城市能源的主力。
在进行不断扩大开采面积、范围、频率的同时,对其开采的技术要求与开采量需求也不断提高,但随着气井开采规模、范围的不断加大,其气井开采过程中出现的问题也逐步显现出来,如气井开采难度逐渐加大,气井开采的采出率逐渐降低,在气井开采的过程里,各种资源浪费现象非常严重,造成这些问题的原因主要为气井开采前,没有对煤层地质进行细致调查与研究,没有根据煤层地质情况制定出合理钻井施工工艺,从而导致开采过程中能源浪费非常严重,致使煤气的应用价值受到严重影响,最终无法缓解能源短缺的社会问题。
Mineral Technology384《华东科技》煤层气钻井工艺及完井技术研究陈悦亨(广东煤炭地质二0二勘探队,广东 广州 510800)摘要:对煤层气钻井工艺进行研究,总结影响煤层气钻井正常施工的因素,目的是通过对各项影响因素的分析,构建针对性的钻井工艺,确定完井技术方案,并通过合理工艺技术的选择,保证煤层气钻井的顺利进行,推动产业稳步及高效的发展。
关键词:煤层气;钻井工艺;完井技术随着我国煤矿产业的展,煤层气在能源结构中占据十分重要的位置。
2015年,国家能源局发布了《煤层气勘探开发行动计划》,这一计划中要求加快煤层气的勘探开发,并通过高效技术的运用,提高煤层气的采收率,以推动我国煤层气产业的可续发展。
但是,由于煤层气储存的特殊性,在实际的产业运行中,出现了煤层保护与钻井安全矛盾突出的问题,这些现象若不能及时处理,会影响煤层气钻井工艺的整体效果。
因此,在煤层气产业发展中,为了提高钻井效率,需要细化煤层气钻井工艺,并构建成熟的井技术,提高我国煤层气开发的率,为行业的发展提供技术支持。
1 煤层气钻井技术特点 结合煤层气钻井工艺形式,其技术特点如下:第一,煤层气的目标层为煤层,煤既是生气层又是储气层。
第二,煤层的孔隙和割理都很发育,煤储层普遍压力低,地层破碎,易发生井漏。
第三,煤层气钻井的井壁稳定性差,容易发生井下复杂事故。
第四,改进钻井工艺,减少钻井液的微粒和胶体颗粒对煤层气运移通道的充填和堵塞,可以在一定程度上会增加资源开采量[1]。
2 工程概况 2.1 项目概况 山西地区煤层气钻井工程项目是煤层气地面抽采井钻井工程,煤层气井设计为L 型水平井。
在煤层气的开发过程中,L 型水平井与直井、定向井等开发方式相比,其优越性主要体现在:通过增加煤层段井眼长度,扩大了煤层泄露面积,可有效沟通煤层裂隙和割理,从而增加单井产气量,经济效益显著。
因此,蓝焰煤层气公司决定在郑庄区块推广水平井, ZH-L40-1井布置在郑庄矿3#煤层中,目的是为了解决3#煤层瓦斯突出问题。
探究煤层气多分支水平井钻井工艺5300字摘要:煤层气开采工艺不同于常规油田开采,需要利用适合于低压、低渗透、低饱和煤层结构的开采工艺。
多分支水平井钻井技术作为一种综合性强、开采率高的开采技术,已广泛应用于煤层气资源的开采工程中。
本文将对煤层气多分支水平井钻井工艺的相关内容展开讨论。
关键词:煤层气;多分支水平钻井;造洞穴技术;欠平衡技术1 概述煤层气作为一种储存较为丰富的能源已经引起了世界各国的广泛关注,关于煤层气的开采工艺也不断发展,已经形成了较为成熟的开发工艺。
煤层气90%以上以吸附状态附着在煤岩体表面,只有少量气体以游离态形式存储在岩层的裂隙、孔隙或溶解在煤层水中。
煤层气的存储方式决定了该类能源开采必须通过一定方式实现排水降压,进而使煤层气完成解吸-扩散-渗流,完成煤层气的开采。
我国煤层气藏较为丰富,但低压、低渗透、低饱和现象较为突出,煤层构造破坏现象严重,均匀性较差,给煤层气的开采带来了一定难度;多分支水平井技术是一项综合性强、开发效率高、对环境破坏较低的一种开采工艺,因此被应用于煤层气资源的开采。
2 多分支水平井钻井工艺2.1 工艺介绍煤层气多分支水平井钻井工艺是一项集钻井技术、完井技术、增产措施为一体的一种综合性开采工艺,该工艺施工过程中主要包括煤层造洞穴技术、随钻地质导向技术、两井对接技术、钻水平分支井眼技术以及欠平衡技术等,技术含量高,风险大,单产量高、对环境友好,可广泛应用于煤层气的开采。
2.2 技术难点煤层气多分支水平井钻井技术施工难度较高,这是由于该技术的技术含量较高,在施工过程中需要用到水平井与洞穴井连通、充气欠平衡钻井、钻分支井眼以及地质导向等技术;在施工过程中,煤层段井壁结构稳定性较差,因此可使用小井眼钻进技术,将经验长度控制在1512cm。
小井眼钻进技术所使用的钻具、测量仪器以及设备性能要高于普通油井钻进设备。
具体来说,其施工难点主要是以下几个方面:首先,煤层稳定性较差,对外力较为敏感。
煤层气水平井钻井工艺技术研究的开题报告论文题目:煤层气水平井钻井工艺技术研究一、选题背景煤层气是一种重要的清洁能源,煤层气勘探和开发是我国能源战略的重要组成部分。
水平井钻井技术在煤层气勘探和开发中具有重要的地位,目前国内外在煤层气水平井钻井工艺技术研究方面的研究和应用还比较有限。
因此,针对煤层气水平井钻井的实际需要和发展趋势,开展相关技术的研究和探索,对于油气资源的高效利用和节能减排具有重要意义。
二、研究目的本论文的研究目的是通过对煤层气水平井钻井工艺技术的深入研究,探索出一套适合我国国情的煤层气水平井钻井工艺技术,提高煤层气勘探和开发的效率和质量。
三、研究内容(一)煤层气水平井钻井工艺技术的现状分析通过对煤层气水平井钻井相关文献的综合分析,探究煤层气水平井钻井工艺技术的现状、存在问题和发展趋势。
(二)煤层气水平井钻井设计方法研究结合国内外先进的水平井钻井工艺技术,掌握煤层气水平井钻井设计的原理、方法和技术路线,并进行针对性的研究和优化。
(三)煤层气水平井钻井操作措施的研究对煤层气水平井钻井的操作流程、技术要求和关键技术进行详细的研究,制定出一套适合我国国情的煤层气水平井钻井操作指南和技术标准。
(四)煤层气水平井钻井工艺技术的应用实践研究在实际的煤层气开采中,通过对煤层气水平井钻井工艺技术进行实践应用,探讨其优化效果和推广应用价值。
四、研究意义(一)对煤层气勘探和开发有重要的推动作用通过对煤层气水平井钻井工艺技术的研究和实践应用,提高了煤层气勘探和开发的效率,能够更好地利用煤层气资源。
(二)为煤层气水平井钻井工艺技术的研究提供实践经验本论文通过对煤层气水平井钻井工艺技术的研究和实践应用,为煤层气水平井钻井工艺技术的研究提供了实践经验和参考依据。
(三)推动清洁能源的开发和利用煤层气作为一种清洁能源,其勘探和开发对于推动我国清洁能源的发展具有十分重要的意义。
五、研究方法本研究将采用文献分析法、实地调研法、数理统计法、数据建模法等方法,结合已有的先进水平井钻井工艺技术,在对煤层气水平井钻井工艺技术的基础研究上,进一步开展探索和创新研究。
煤层气水平井施工技术研究与应用随着能源需求和环境保护意识的日益增强,煤层气成为一种备受关注的清洁能源。
煤层气水平井是一种常见的开采方法,其施工技术的研究和应用至关重要。
本文将从以下几个方面详细讨论煤层气水平井施工技术的研究与应用。
一、水平井施工技术的分类与特点水平井施工技术主要包括直推型、压裂型以及钻爆型。
直推型水平井施工技术是运用聚能穿透技术,以压裂作辅助手段,将钻孔直推至煤层中。
压裂型水平井施工技术则将孔眼打到煤层中,再通过水射流对煤层进行压裂,形成水平井。
钻爆型水平井则利用钻爆器具将煤层炸裂扩大孔径,施工较为简单快捷。
这些不同的施工技术各有特点,可以根据实际情况选择合适的技术进行施工。
二、水平井施工技术的关键问题与解决方案在水平井施工中,存在一些关键问题需要解决。
首先是井眼稳定性问题,由于存在地应力差异以及煤层裂隙的存在,井眼容易变形和坍塌。
为解决这一问题,可以采用固井技术和应力控制技术。
其次是井眼离心力的影响,这可能导致顶部和底部井眼直径不一致。
通过提高钻杆转速和适时的挤压,可以减少离心力的影响。
另外,水平井的通流能力也很重要,通过增加压裂和合理设计井眼,可以提高水平井的通气能力。
三、水平井施工的关键设备与技术在水平井施工中,关键的设备和技术主要包括钻井设备、固井设备、压裂设备和井下测量设备等。
钻井设备需要满足水平井的要求,包括低噪音、高效率和可靠性等特点。
固井设备则需要能够稳定井眼以及提高固井质量。
压裂设备需要能够产生足够的压力,以扩大煤层孔径。
井下测量设备则用于监测井孔、煤层应力和温度等参数。
四、煤层气水平井的应用及其效益煤层气水平井通过有效开采煤层气,可以提高煤层气开采的效率和产量,减少煤层损失。
同时,煤层气水平井的施工技术还可以减少液体的使用,降低了对环境的影响。
此外,煤层气水平井还可以增加煤层接触面积,提高采收率,节约开采成本,并且降低了安全风险。
因此,煤层气水平井的应用具有广泛的推广和利用前景。
Engineering Technology150《华东科技》浅析煤层气多分支水平井钻井关键技术赵 俊(云南煤层气资源勘查开发有限公司,云南 曲靖 655000)摘要:随着我国社会和经济的高速发展,对煤层气的需求量持续增加,各种煤层气开采工程越来越多,对煤层气开展要求不断提升。
为了进一步提升煤层气的开采效果,可以将煤层气多分支水平井钻井关键技术应用到实际钻井工程中,在降低煤层气开采难度的同时,还能够进一步提升煤层气开采质量。
为此,笔者在本文中对煤层气多分支水平井钻井关键技术进行探讨,希望对促进我国煤层气开采事业的发展,可以起到有利的作用。
关键词:煤层气;多分支水平井钻井;关键技术我国地域非常广大,很多地区的煤层气资源相对比较丰富,具有非常大的开采潜力。
根据大量研究发现,我国煤层气具有低饱和、低压、低渗透等特征,如果采用传统垂直开采的方式,往往开采局限性相对比较低,煤层气开采难度也相对比较低。
为了有效解决这个问题,可以将煤气层多分支水平井应用到煤层气的开采过程中,提升对煤层气的开采效果。
1 多分支水平井的技术优势 相对于垂直井的开采优势。
在煤层气垂直井开采的过程中,其通常会采用射完井、钻井、水力压裂增产技术,但这些技术方法在实际使用的过程中,往往会具有一定的局限性。
然而,在煤层气多分支水平井钻井技术的应用中,其就可以有效化解地质条件所带来的各种影响,其同垂直钻井开采技术相比,主要有如下几个优势:(1)能够更进一步增加气体的导流能力,其流动阻力能够不受裂缝长度的影响,相对于割理系统,煤层气流动阻力会降低很多。
(2)通过对多分支水平井开采技术的应用,能够有效避免在开采过程中,对地层所造成的伤害。
此外,通过该技术的应用,还能够进一步提升波及面积,加强割裂地区的联系[1]。
产量优势。
同直井开采技术相比,在多分支水平井开采技术得到应用之后,能够更进一步提升煤层气的开采效率,对资金的使用率也相对比较高,进一步提升煤层气开采经济效益,让钻井工序得到更进一步的减少。
设备管理与维修2021翼3(下)0引言煤层气又称为煤气层甲烷,是一种常规的天然气体,用途广泛且热值较高,是不会释放有害气体的天然燃料。
煤气层的成分以甲烷为主,还包含一些游离在煤孔内或溶于水蒸气的烷烃混合气体,在化学生产中可以用来合成氨。
随着新能源与化工原料的开发,高效利用煤层气,可以获得更高的经济收益,同时还能起到保护环境、净化空气的作用。
在煤层气的开采过程中要避免气体的直接泄漏,因为气体一旦遇到明火就会发生爆炸,给施工作业人员带来生命危险。
煤层气的开采有利于优化我国能源结构,起到保护环境、促进煤矿安全生产的作用。
当前我国的能源供应紧张,正处于由煤层气资源大国朝着煤层气生产大国转型的关键阶段,尽管勘探开采工作获得了一定进步,但是要实现高效率开采还要解决更多的问题。
煤层气的采收率是计算煤层气可采资源量的重要依据,有利于实现煤层气的增产,减少温室气体排放,并节约煤层气开采的成本,实现煤层气的产业化发展,为煤层气开采获得更高的经济效益创造条件。
1煤层气及煤层气的优点煤层气的主要成分是甲烷,是煤的伴生资源,煤层气的燃值相对较高,是煤的2~5倍。
煤层气与天然气有着相同的燃值,因此也被称为非常规天然气。
煤层气也被称为瓦斯,如果在开采的过程中不加以控制,容易造成瓦斯爆炸,导致煤矿开采事故的发生,危害作业人员的安全。
但是煤层气也属于清洁型的能源,开采和利用的价值非常大。
煤层气在使用时通常与天然气混合使用,基本上不会产生废气,可以缓解我国能源供应紧张的局面。
煤层气在商业化应用以后可以获得更高的经济效益,对促进我国国民经济的健康发展有积极作用。
我国煤炭的储存量巨大,但是由于人口基数大,因此人均煤炭占有量相对较低。
煤存储在地层比较深的位置,在多年地壳运动的环境下,煤层气也面临着存储压力泄漏、存储位置不连续等问题,加大了煤层气的开采难度。
从天然气资源分布方面来看,我国拥有着广泛的天然气资源,分布集中且广泛。
受地壳运动等影响,我国天然气的采集限制性因素较多,难以提升采集的效率。
煤层气勘探开采技术现状及改进方法摘要:现阶段我国新能源的开发以及化工原料的开台,都需要通过高品质的煤层气获取,以此来得到更高的经济收益。
并且伴随着环保理念的深入人心,我国在开发利用煤层气的过程中对其技术的手段也需要进行不断的创新,才能够提高整体水平。
由于目前我国对于煤层气勘看开采技术的研究起步较晚,在管理应用方面还存在一定的问题。
鉴于此,本文首先对我国煤层气的开发工作以及基本现状进行了阐述,并且简单分析了几种常见的开发技术,对待煤层气开采过程中的不同因素进行了讨论,最后提出了相应的解决策略。
关键词:煤层气;开采技术;现状;优化策略0引言由于碳中和口号的推出,我国需要坚持环保,实现可持续发展,由于煤层气的开采能够优化我国的能源结构,对于保护环境和促进煤矿安全生产都有着不可替代的作用。
并且伴随着国际关系的紧张变化以及形势的急剧扭转,我国的能源供应方面也存在着一定的问题,现阶段正是由煤层气资源大国朝着煤层气生产大国的关键时期,尽管勘探开采工作已经取得了一定的成就,但是需要提高效率,保证开采的质量和安全,还需要对更多的问题进行解决和分析。
1.煤层气开发利用情况及存在问题1.1 煤层气开发利用技术没有突破目前我国为了实现煤层气抽采技术的突破,已经采取了一系列的措施,但是由于在煤层气地面抽采项目过程中的关键技术还没有实现垄断性的突破相关核心技术仍然掌握在少数发达国家手中,再加上国际之间的贸易壁垒不断增加,以及技术封锁导致我国煤层气抽采技术的发展依旧缓慢。
目前来看,导致我国煤层气技术发展缓慢的主要原因有,资金投入不足,各部门为了利益封锁技术以及相关科技研发人员较少,另外我国政府的相关激励政策力度不够也是导致相关技术发展缓慢的重要因素。
1.2 相关政策力度不够现如今针对煤层气的开采运输以及利用等各个环节,国家都出台了相应的补贴政策,来调动地方企业和政府的积极性。
例如在开采过程中由补贴标准的提升增强相关企业的参与性并且在电价方面也能够使得相关企业享受0.25元的补贴。
煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进
研究
摘要:近年来,随着中国煤层气开采的发展,新储层日益复杂,老煤层气田发展的困难也越来越大。
进一步提高老煤层气田发展效益,合理发展边际油地面积和提高油气采收率,是中国石油工业的共同目标。
近年来,在中国新发现的低渗透储量已占据全国新探明储量的50%以上。
应增强中国低渗透新探明储量的发展优势,大大提高单孔生产率。
实现低渗透率煤层的合理开发利用,实现国民经济的基本能源需求,是发展中国深煤层气产业的一个迫切任务。
本文对煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进进行分析,以供参考。
关键词:煤层气;水平井;钻井工艺;研究
引言
水平井钻井技术是煤层气高效抽采的关键技术之一。
中国的煤层气钻井技术主要借鉴引用油气开发钻井工艺,随着当前钻井技术的不断发展,水平井钻井技术体系已取得长足进步,尤其是在井眼轨道、井身结构、井眼轨迹和井眼稳定性影响因素探究等方面,技术工艺和参数优化水平有了很大的提升。
但对于煤层气开发,上述技术改进大部分基于工程技术研究方面,很少有基于煤层气开发原理的技术研究,因此有必要基于煤层气水平井井型设计,研究综合各类煤层气水平井井型的优点和缺点,针对性提出配套钻井工艺参数优化方法,提高煤层气水平井抽采效率。
1水平井分段压裂工艺研究
1.1水力喷射分段压裂工艺
水力喷射分段压裂是一种集射孔、水力压裂、封隔于一体的新型增产技术。
该工艺通过特殊套管爆破和岩石成孔等手段产生高速流体。
工作面流体压力大于
破裂压力,形成单向主裂纹。
实际施工中会泵送少量的橡胶液,若确定载体溶液
与喷嘴之间的距离,则孔数会迅速增加。
在注塑成型、密封圈关闭几分钟后,根
据密封圈的设计性能或最大密封圈压力下的最大允许泵速,从密封圈中去除橡胶。
此时应根据设计排砂量和磨管内砂浓度对混合砂进行破碎。
第一次研磨后,调整
钻具,使喷嘴对准下一次挤压和喷射研磨的位置,然后进行分级研磨。
根据需要,在不同裂缝尺寸的水平井中,可通过单根管线进行水力浇筑,并可以精确控制水
平井的水力裂缝位置。
该技术被广泛应用,可用于水平井完井和钻井,建筑安全
性高,施工时间短。
由于钻孔时间短,储层损坏率低,无需机械封隔。
这是一项
现代水平井找平技术,国内外已有数百口砂酸处理井成功应用。
1.2环空封隔器分段压裂技术
环空封隔器分段压裂是将封隔器置于设计位置,用管道密封环空封隔器,然
后在支撑环中压碎。
解锁时,按下压力管路,断开连接,打开冲洗通道阀门,冲
洗完毕后取出被压碎的管柱。
再重复这些步骤加深研磨程度。
该技术施工过程中
使用的钻具较少,遇沙塞事故时,与选用双重密封、机械桥塞+封隔器的分段压
裂相比,处理难度系数比较低。
施工过程中,摩擦力低,设计档次高,设计难度低。
该技术应用于吉林油田的施工中,通过这项技术,水平井产量稳定在周围直
井产量的3.5倍。
2排采工艺优化
2.1井下泵组的优化
为了适应较大狗腿度的井眼,缩短了泵筒(芯)的长度,提高井眼的适应性。
主要是将泵组在原有的基础上进行缩短,尺寸缩短能更好的应对大斜度井况,狗
腿度变化大的井起下工具更通畅;同时减轻了重量,特别是泵芯重量减轻后,更
容易实现起泵芯操作。
为了解决排采过程中泵芯卡,无法更换泵芯检泵的问题,
通过优化改进泵组结构,减少检泵频率。
主要是优化泵芯和中心管插头的结构,
提高起泵芯成功率:改造泵芯和中心管插头的结构,在泵芯本体的外侧设置“凸”起的台阶,在中心管插头的内侧设置“凸”起的台阶。
泵芯遇卡时,上提中心管,带动泵芯一起向上移动,实现泵芯解卡。
2.2管柱结构优化
电潜螺杆泵在排采运转时,杆柱旋转,受偏心距和扭矩作用,抽油杆与油管
内壁的接触、摩擦,越靠近转子,偏心距作用越明显,偏磨越严重,导致油管磨穿。
因此,一般在井斜较大的定向井或水平井,一般推荐使用无杆排采设备。
为
试验螺杆泵在马必东区块L型水平井的应用,进行管柱结构优化使用万向导向装
置和双保护接箍,可以大大延长检泵周期。
2.3螺杆泵补水系统
螺杆泵排采设备在工作过程中,流套压控控制不好或者动动液面控制不当容
易造成烧泵,另外当井筒水质变差时还容易引起卡泵的问题,为此通过优化给井
筒内补水理念,一方面避免烧泵,另一方面改善井筒内水质环境,提高泵组的运
行效率。
补水系统主要由地面水箱及补水系统,当水箱液面下降到设定位置时,
补水系统直接自动给水箱补满水;井下主要有水管和注入头组成,水管和注入头
下入深度根据下泵深度确定,在下泵时连着油管一起入井。
3井型设计改进
3.1 L型水平井
L型水平井是目前使用较多的一种设计方式,主要包括采动区L型水平井和
常规地面抽采L型水平井。
一般在生产准备区布置采动区L型水平井,其中,水
平段在煤层顶板,直井段结合地质情况特殊设计。
该方式兼具煤矿高位钻孔抽采
和地面直井抽采的优点,能够通过煤层采动影响,有效释放地层应力,提高储层
渗透率,可以大规模推广应用。
在远景规划区一般布置常规地面抽采L型水平井,该设计方式能够通过排水降压使煤层中甲烷解吸产出,通过全水平段下入筛管或
套管,对水平井进行压裂或者氮气扩孔增渗,提高储层渗透率。
3.2 U型水平井
U型水平井由一个直井和一个水平分支组成,其中,直井主要在煤层处造穴,水平井穿过洞穴与直井连通。
U型水平井能够对煤层形成有效支撑,防止水平段
垮塌,实现水平井产量的大幅提升。
但该设计方式技术难度大,占地面积大,而
且造价成本较高,不符合大规模推广使用要求。
3.3直斜段固井技术
采用二开钻井工艺时,由于二开钻进直接钻完水平段,极易导致直斜段未固井,造成井筒坍塌,需采用直斜段下套管固井技术,通过在套管外增加分级箍、
封隔器及盲板等加固部件,实现了直斜段固井、煤层段不固井,有效增强了直斜
段稳定性,降低了水平井直斜段施工风险,同时也避免了对水平井段煤层的污染。
3.4储层保护性能评价
将煤岩岩心在不同钻井液中加压5MPa浸泡24h后,使用TAW-1000型岩石力
学试验设备测试其单轴抗压强度,每组钻井液测试2块岩心作为平行样,针对不
同钻井液类型,使用JHDS-Ⅲ型高温高压动态失水试验仪和KDY-50型岩心流动试
验装置对煤岩岩心开展储层保护性能试验。
首先,用地层水饱和待测岩心,用氮
气测试煤岩在束缚水饱和度下的初始渗透率;然后,在压差3.5MPa条件下用钻
井液对岩心进行污染,再反向驱替2倍孔隙体积的破胶液,测试破胶后的煤岩在
束缚水饱和度下的气测渗透率,计算渗透率恢复率。
结束语
(1)优化同心双管射流泵井下泵组减少了排采过程中泵芯遇卡的问题,优
化了地面工艺流程实现一拖二排采,一台柱塞泵能同时满足两口井的排采要求,
降低单井能耗。
通过现场应用试验取得了比较良好的效果。
(2)优化螺杆泵增
加万向导向装置和双保护接箍降低偏磨,增加注水系统降低烧泵风险,通过现场
应用取得了一定的效果。
参考文献
[1]陈金宏,爬行器在煤层气水平井分簇射孔中的应用[J].中国煤层
气,2022,19(01):45-47+26.
[2]李艳昌,刘海龙,贾进章.对称多分支水平井煤层气水电模拟试验研究[J].煤炭科学技术,2022,50(10):135-142.
[3]何钰,山西忻州保德区块保-平30煤层气L型水平井施工实践与认识[J].浙江国土资源,2021(S1):88-94.
[4]张松航,不同排采程度煤储层注CO_2驱煤层气模拟评价[J].煤炭学
报,2022,47(03):1275-1285.
[5]徐凤银.我国煤层气高效开发关键技术研究进展与发展方向[J].煤田地质与勘探,2022,50(03):1-14.。