煤层气多分支水平井设计优化

～
水平井水平 段施 工带来 很大的潜 在钻 井风险。 为防止 因定向井段煤层坍塌 、
井 壁不稳 带来 的潜在风 险，在定 向井煤 层段仅仅下入 了玻璃钢套管 ，而 没 有扩孔做 洞穴，使连通难度变大。
３ ）连 通的方式与直井截然不同 水平井与直 井的连通 ，至少是 点对 线的连通 ，加之 在 目标点又造 了洞 穴 ，使连通 方式变为 点对 面的连通 。而与 定向井 的连通 则截然不 同：首先 定 向井 的 目标 区没有造 穴，根本无法 实现点对面 的连 通方式 。如果 定向井 在连 通井段再 有空 间方位 （ 方 向）上 的变化，那么连通 目标区 的控 制范围
多次复核水平井及 定向井的井 口坐 标，根据定 向井 的井眼轨迹数 据和 连通点位置 、连通 方式等 因素，计算分支水平 井着 陆点的井斜 、方位 、垂
深等连通点参数，进而 精确 确定分支水平井的着陆点位置 。
４ ）优 化连 通 工 艺 措 施
ａ ．造斜及连通 时尽可能地缩 短工具零长 ，减小预测 误差 ，保证 Ｅ － Ｍ Ｗ Ｄ 没有磁干扰 。 ｂ ．连通前滑动钻进 ，实 时计 算当前测点的闭合方位 和预测钻头 的方位
多项技术 ，成功实现 了分支水平井与定 向井 的连通 。
１分支水平井与定向井连通的技术难点
面在煤 层段之前达到 一致，并且在整个 目的层井 段保持稳定 ，这 就从整体 上 奠定了连通 的基础 ，从局部上确保 了连通 的精度 。
２ ）对丛式井组进行一体化施工 对 丛式井组一体化设 计之后，最关键 的技 术要点就是对 丛式井组进行
判 断连通 的位 置和偏离情况 ，及 时调整轨迹 ，以达到连通的 目的
３ 现场 应 用
Ｚ Ｙ － Ｈ ４ 一 Ｌ Ｓ 井 组， 井 场 上 设 计 三 口定 向 井 Ｚ Ｙ — Ｈ １ 一 Ｓ 、Ｚ Ｙ ＿ Ｈ ２ 一 Ｓ 、Ｚ Ｙ －

压、低渗、低吸附气饱和度的特性 ，开采煤层气单 井产量低 、经济效益 比较差 ，为获得经济产量就必 须对煤层实施增产措施 。常用煤层气的增产措施主 要有裸眼洞穴完井 、直 井 水 力 压 裂 、 平 井 技术 水
ｓｎ Ｕ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｏ ０ ｃ ｒｔ ｍ ｅａｉｅｙ ｐ ｏ ．Ａｔｐ ｅ ｅ ｔ ０ ｅ ｏ ｉ ｅ ｗｅ ｎ ｈ ｃ ｎ ｍｉ ｅｕ ｒ ｌｔｖ ｌ ｏ ｒ ｒｓ ｎ ， ｎ ｆ山ｅ ｃ Ｕ ｅ ｅ ｓ ｒ ｓｔ ｔ ０ ｎｔｍｌａ ｕ ｅ ０ ｓｉ ｅ ＣＢＭ
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摘
要 ：煤层 气是 一种 非 常规 天然 气资 源 ，传 统 的煤层 气开采 方式 为地 面直 井排 水 降压 开采 ，但
这种 方 式开采 煤层 气单 井产 量低 、经济效 益 比较 差 。 目前针 对 这种 问题 煤层 气 常用 的增产措 施 为
水平 井技 术 。煤层 气水 平 井是 一 种成 本不 是很 高但 增产 效果 非 常好 的技 术 ， 已经越 来越 多的应 用
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收稿日期:2008-09-03作者简介:王东浩(1983-),女,吉林长春人,西南石油大学在读硕士,主要从事煤层气增产技术研究。

煤层气增产措施及存在的问题王东浩1,郭大立1,计 勇1,张鹏飞1,韦书铭2(1.西南石油大学,四川成都 610500;2.新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依 834000)摘 要:煤层裂隙系统是煤层气运移的主要通道,但其连通性差、渗透率低,因此需进行增产改造。

文章介绍了煤层气增产的水力压裂、注气驱替、多分支水平井、复合射孔压裂、采煤采气一体化、洞穴完井等几项措施,并对这些煤层气增产措施存在的问题进行了分析,指出了其技术研究的方向。

关键词:煤层气;增产;水力压裂;注气驱替;多分支水平井中图分类号:TD 712 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2008)12-0033-03我国煤层气资源丰富,发展煤层气工业不仅可以减轻石油供给压力、补充常规天然气长远资源量的不足,而且将有效改善煤矿生产安全条件,保护大气环境。

目前,制约我国煤层气开发利用的瓶颈除投资不足、政策扶持力度不够外,主要是针对性的基础研究和技术创新不够,缺乏适应于我国煤层气及其储层特点的重大技术,如资源预测与评价技术、钻井技术、增产改造技术、排采技术、地面建设与监测技术等。

而煤层气增产改造技术是其中的核心和关键,也是国际煤层气产业化所面临的、亟待解决的重大科学问题。

1 几种煤层气增产措施当前,煤层气增产措施主要包括水力压裂、注气驱替、多分支水平井、复合射孔压裂、采煤采气一体化、洞穴完井等。

1.1 水力压裂水力压裂是煤层气增产的首选方法、也是主要措施,美国90%以上的煤层气井是由水力压裂改造的,我国产气量在1000m 3/d 以上的煤层气井几乎都是通过水力压裂改造而获得的。

水力压裂主要是利用液体的传压作用,经地面设备将压裂液在大排量条件下注入井内,压开煤层裂缝,加入支撑剂,形成多条具有高导流能力的渗流带,沟通煤层裂隙。

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１ 武 Ｍ１ —１井钻井 工艺 概况
眼。由于煤层 比较脆 ， 而且武 Ｍ１ 井 比较深 ， —１ 整
个施工过程中的防塌任务 比较突出。同时煤层也容 易污染并导致产量急剧下 降， 井底欠压值的控制就
成 为 了至关 重要 的 因素 。
２ 井身剖面与结构设计 宁武盆地 ９ 号煤层顶板深度 为 ８２０ ｌ ８ ．６ｒ 煤厚 ｆ ， １ ｒ， １ ｆ煤层倾角 ７左右 ， ｌ 。 设计 的水平井与洞穴井的连 通距离仅 ２０ｒ， ０ ｌ这些因素都给井 眼剖 面的设计带 ｆ

ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ｕ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ 。 ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｗｅ ｌ ｌ ｔ ｙ ｐ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ（ ＣＢＭ ）
关键词 ：多分支水平井 ；轨道设计 ； 轨迹控制 ； 悬空侧钻 ； 老 眼重入
中图分类号 ：Ｔ Ｄ８ ４ ２ 文献标识码 ：Ａ
Ｃ ｏ Ｍｂ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
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中国煤层气井钻进技术综述X张　晋,张泽宇(中国石油大学(北京)石油工程学院,北京　100000) 摘　要:中国煤层气的开采已经进入初步商业化生产的阶段,煤层气钻进中遇到的许多问题需要将钻井的先进技术与煤储层特征相结合,而不能照搬常规油气田钻井技术。

本文从煤层气井钻进的特殊性、多分支水平井技术、欠平衡钻井技术和煤层气钻井液技术四个方面介绍煤层气钻进过程中的技术。

关键词:煤层气;多分支水平井;欠平衡钻井;钻井液 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)11—0078—02 我国是世界上第一煤炭生产大国,煤炭资源量巨大,同时我国的煤层气资源也十分丰富,2000年由中联煤层气有限责任公司承担的国家计委一类项目“全国煤层气资源评价报告”,预测我国陆上烟煤和无烟煤煤田中,在埋深300～2000m 范围内煤层气资源量为31.46×1012m 3,与我国陆上天然气资源量相当,位居世界第三位。

现在煤层气开采已经初步进入商业生产的阶段,煤层气井的钻进技术在这其中起着重要的作用。

1　煤层气井钻进的特殊性煤层气井钻进的特殊性是由煤储层区别于常规油气储层的特征所带来的。

1.1　储层保护问题突出中国煤层气储层具有独特性,由于成煤期后构造破坏强烈,构造煤发育,所以具有煤层气储层低含气饱和度、低渗透率以及低压力的“三低”特性,煤层钻进的过程中要特别注意储层保护问题。

由于低压和丰富的割理存在,钻井液、完井液和水泥浆很容易造成储层的污染。

1.2　井壁稳定性问题煤层气井钻井中经常会遇到井壁稳定性差的问题,这是由于煤的岩石力学特征造成的。

煤的机械强度低,杨氏模量小,一般在2.1×104kg /cm 3,泊松比值一般在之间0.2～0.3,煤比岩石易压缩,当煤层被破碎后,煤层难以支撑上覆地层的压力易于坍塌,钻开后的煤层,浸泡时间越长,煤层垮塌更厉害。

煤层孔隙和割理发育,煤的孔隙体积一般占总体积的60%,割理也相当发育,钻开后滤失量大,易吸水垮塌产生漏失。

１ 煤层气 井钻 井的特 殊性
缩小可钻性较差的地层进尺 。例如尽量避开研磨性的地 层。④ 钻柱摩
（ ） 壁稳定性差 。容易发生井 下复杂故障 。煤层 强度低 ，胶 １井 结性差 ．均质性差 ，存在较高剪切应力作用。 （ ） 层易受污 染 。实施煤层保 护措施难度 大。煤层段孔隙压 ２煤 力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液 、完井液和固井水泥浆中固相 颗粒 及滤液 的污染 ； 但在钻 井完井过程 中，为安全钻穿 煤层 ，防止井 壁坍塌 ，又要适 当提 高钻 井液完井液的密度 ， 持一 定的压 力平衡 ， 保 这 就必然会增加其固相含量和滤失量 ，加重螨层的污染。 ｝ （ ）煤层破碎含 游离气 多，取 心困难。煤层机械 强度低 ，胶结 ３ 性差， 空隙 大 ， 一般 煤层 取心收获率低。而且煤 层气 井都是选择在 含 气量较 高的煤 区，割心提升 时 ，随着取心筒与井 口距 离的缩 短 ， 心 煤 中游离气不断逸 出 ，当达 到一定值时会将煤 心冲出取Ｊ ， 成取心 筒 造
低密度水泥浆种类多， 有空心徽珠低密度、 泡沫低密度、 山 火． 灰
低密度和其他类型低密度水泥浆等 。 空心微珠是煤燃烧后 经水和 电除尘处理的产品 ，与煤的亲合力较 好 ，密度低 、 破能力 可达 １０ ａ 抗 ４Ｍｐ ，能满 足煤层气 固井和生产 作业 的需要 。中原固井研制的高强度 、低密度水泥浆 ，其密度可降至 １ Ｏ ． ２ ｅ ｍ＇ ｇ ，水泥石抗压强度可达 １Ｍｐ以上 ，在油层固井 中应用较多 ，在 ｃ ５ ａ 煤层气固井 中也进行了成功应用 ，效果好 。 泡沫低 密度水泥浆 由于其 强度低 ，不能满足射孔和酸化压力的需 要 ，—般只能作为填充水泥浆使 用。火 山灰和其他类型低密度水泥浆 的密度相对较高 ．对储层保护不利。

水平井注采井网和注采参数优化研究田鸿照【摘要】水平井注采井网开发低渗透、薄层油藏可以增大注水量、降低注水压力、有效保持地层压力、提高油藏的采出程度.结合M油田油藏地质特征,应用数值模拟和经济评价方法对该油田的水平井注采井网类型、方向、排距以及转注时机与注采比等开发指标进行优化,达到经济、高效地开发目的.结果表明,水平井注采结构采用完全正对排状井网可获得较好的开发效果,优化后的井距为100 m,水平井与最大主渗方向呈45°夹角,注采井排距为300 m,地层压力水平在85％以上时注水保压,推荐注采比为1.0.研究方法和研究结果可为同类型油藏水平井注采井网部署提供参考依据,具有很好的借鉴意义.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2016(035)008【总页数】4页(P6-9)【关键词】水平井;注采井网;注采参数;转注时机;注采比【作者】田鸿照【作者单位】长城钻探工程公司地质研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE32420世纪90年代，Taber最早提出了水平井注水技术［1］，并成功地经过了多个油田项目的论证［2-8］。

理论研究和油田实践表明，利用水平井注采井网开发低渗、薄层油藏可增大注入量、降低注入压力、有效保持油藏压力、提高单井产能和减少井数，进而提高油藏采出程度［9-11］。

2004年，Westermark［12］通过水平井注水案例分析认为，相对于直井注水，水平井注水更均匀、水驱效率更高。

2008年，李香玲等［13］在总结国内外水平井注水技术应用与研究的基础上提出，储层物性均质、低渗透、薄储层、稀井网且油水流度比低的稀油油藏更适合水平井注水开发。

此外，一些学者还对水平井井网类型、井距及注入量进行了研究［14，15］。

但是，在水平井整体部署中，对水平井注采井网类型、方向、排距以及水平井注采参数等研究较少。

M油田为薄层、低渗透油藏，采用水平井整体部署开发既要考虑整个油田开发的经济合理性和单井控制储量，井网不能太密；又要充分考虑注水井和采油井之间的压力传递关系，注采井距不能过大；另外还要最大程度地延缓方向性水淹和水淹时间。

2. 以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计或者欠平衡钻井工艺技术设计。

本文选择以煤层气钻井工程为例，进行水平定向钻井轨迹设计。

煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。

爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。

因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。

近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。

定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。

定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。

但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。

定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。

在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。

澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。

而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。

美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。

在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。

由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。

资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。

据美国某钻探公司的个例统计，采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。

根据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。

1 定向水平井的井身类型井身结构设计原则有许多条，其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要，因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层，特别是韩城地区，构造复杂，经过大范围地层沉降，上覆地层压力较大，只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔，才有可能采用近平衡压力钻进储层。

长、 井位分散 、 零星排采 管理 困难的现 象。为此通过研 究将 煤层气排采 井由直井改为定 向井 ， 在很 大程度上解决 了井位布置 受
限 问题 ， 降低 了道路 井场修 建成本 ， 实现 了丛式井的 集 中排采管理 。以 Ｚ － ．Ｓ井组为例 ， 述 了将分 支井和 定向井一体化 ＹＨ４Ｌ 论
Ａｂｓｒ ｃ ： ｕ ｔｌｔｒ ｌ ｎ ｅ ｓ ｃ ｉｎ ｗｅｌ Ｓ ｈ ｏ ｅａ ｖ ｎ ｅ ｙ ｕ ｒ ｏ ｌ ｅ ｔ ａ ｅａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ Ｄｒ ｌ ｇ ｍｕ ｔ ａ ｅａ ｔ ａ ｔ Ｍ ｌ ａｅ ａ ｔｒ ｅ ｔ ｌ ｉ ｔ ｅ ｉ ｉ ｏ ｍ ｒ ｄ ａ ｃ ｄｌ ｏ ｔ ｏ ａ — ｄ ｍｅｈ ｎ ｔ ｍｅａ ｄａ ｒ ａ ． ｉ ｉ ｌ ｌｔｒ ｌ ａ ｆ ｃ ｂ ｈ ｌｎ ｉ ｗｅ ｌ ｆ ｒｔ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｔｒ ｅ ｔ ｎ ｏ ｏ ｚ ｎ ａ ｌ ａ ｄ ｖ ｇｉａ ｌ ｉ ｔ ｅｃ ｍｍｏ ｘ ｌ ｉ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ Ｗ ｉ ｅｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｌ ａ ｔ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｎ ｅ ｓ ｃ ｉ ｆ ｒ ｏ ｔ ｌ ｅ ｈ ｉ ｏ ｈ ｉ ｗｅｌ ｎ ｅ ｃ ｌ ｗｅ ｌ ｓ ｈ ｏ ｎ ｅ ｐ ｏ ｔ ｉ ｔ ｏ ． ｔ ｔ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ａｏ ｈ ｈ ｃ ａ — ｅ ｔ ａ ｅ ｍａ ｙ ｄ ｆ ｃ ｌ ｅ ｐ ｅ ｒ ｎｔ ｅ ｒ ｆ ｃｉ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｅａ ｅ ｃ ｓｈ ｌ ｎ ｕ ｔ ｉ ｏ ｓ ｒ ａ ． ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｃｕ ｅ ｏ ｌｂ ｄ ｍｅｈ ｎ ， ｎ ｉ ｕ ｔ ｓ ｐ ａ ａ ｏ ｖ ｎ ｅ ｃ ｒ ａｓ ｈａ ｉ ｙａ ｄｍｏ ｎ ａｎ ｕ ｅ ｓ Ｔ ｅｄ ｆ ｕ ｔ ｓ ｎ ｌ ｄ ｉ ｉ ａ ｉ ｈ ｔ ｉ ｎ ｕ ｌ ａ ｉ ｉ ｉ ｌ ｉ ｄｗｅ ｌ ｉ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｍｕ ｔ ｌ ｄ ｃ ｓ ｆ ｌ ｓｔ ｏ ｄｃ ｎ ｔ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｆ ｃ ｌ ｍａ ａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｔ ｌ ｅ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｅｃ ｉ ｔ ｌ ｓｔ ａ ｒ ｎ ｅ ｎ ， ｌ ｐ ｉ ｏ ｔ ｌ ｉｅｒ ａ ｏ ｓｒ ｔ ， ｎ ｉ ｕｔ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｎ ｄ ｃ ｎ ｒ ｉ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ， ｔ ． ｍ ｅ — ｅ ｉ ｅ ｏ ｗｅ ｕ ｏ ｉ ｉ ａｚ ｏ Ｃｏ ｌ ｅ ｔ ａ ｅｅ ｐ ｏ ｔｔ ｎ ｃ ａ ｇ ｒ ｍ ｅ ｔｃ ｌ ｌ ｔ ｉｅ ｔ ｎ ｌ ｌ ｉ ｓ ｉ ｄ ａ ｄ ｉ ｃ ｎｌ ｒ ｅ ｙ ｓ ｌｅ ｔ ｅｌ ｔｄ ｗｅ ｌ ｉ ｒ ａ － ｄ ｍｅｈ ｂ ｎ ｘ ｌ ｉ ｉ ｈ ｎ ｅ ｆｏ ｖ ｒｉａ ｌ ｏ ｄ ｒ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｔ ｅ ， ｎ ａ ｇ ｌ ｏ ｖ ｉ ｅ ｌ ｓｔ ａ — ａｏ ｗｅ ｏ ｗｅ ｕｄ ｔ ａ ｈ ｍｉ — ｅ

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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
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仿水平井注水开发裂缝井网适配优化设计研究
随着油田开发的的深入，水平井注水技术被广泛应用。

由于注水量大、注水强度高等原因，常常会出现井网裂缝的问题。

这些裂缝会导致水平井的注水效果降低，甚至降低油井开采率。

本文针对水平井注水开发中存在的问题，提出一种适配优化设计方案，以提高注水井网的技术效果。

针对裂缝问题，我们需要了解其产生的原因。

裂缝的产生主要有两个原因，一是由于地层力学性质不匹配，造成井网在注水过程中受到不均匀的应力作用，从而导致裂缝的发生；二是由于注水流量和压力过大，超过井网的承载能力，也会导致井网产生裂缝。

针对以上问题，我们提出了适配优化设计方案。

通过地质勘探和实地调研，获取地层的物理性质和力学性质，建立地质模型。

然后，利用数值模拟软件进行水平井注水过程的模拟分析，评估井网的受力情况。

根据数值模拟结果，我们可以确定注水井的布置位置、注水流量和注水压力等参数。

在确定了井网的参数后，我们还可以通过优化设计来进一步提高注水效果。

这里的优化设计包括两个方面：井网布置优化和注水井参数优化。

井网布置优化是指确定注水井的位置和间距，以确保井网的覆盖范围和覆盖密度均匀。

注水井参数优化是指确定注水流量和注水压力等参数，使其既满足开采需要，又不会对井网造成不均匀的应力作用。

通过适配优化设计方案，我们可以有效地降低注水井网裂缝的发生几率，提高注水效果。

这对于提高油田的开采率和经济效益具有重要的意义。

煤层气水平井钻井工程作业规程The Operation Regulation of Coalbed Methane Horizontal Drilling1 范围本标准作为中联煤层气有限责任公司（以下简称中联公司）企业标准，规范了煤层气水平井钻井工程作业全过程的程序和要求。

包括水平井钻井工程设计、钻前准备及验收、水平井井眼轨迹控制作业、水平井测量作业、水平井完井作业、水平井钻井工程质量要求、健康、安全与环境管理（HSE）要求、水平井钻井工程资料汇交要求等六项内容。

本标准适用于煤层气勘探开发过程中水平井钻井工程的设计、施工作业、工程质量要求、资料汇交和验收。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

Q/CUCBM 0301 煤层气钻井作业规程GB/T 8979 污水排放要求GB/T 11651 劳动保护用品SY/T 5172 直井下部钻具组合设计方法SY/T 5272 常规钻井安全技术规程SY/T 5313 钻井工程术语SY/T 5322 套管柱强度设计推荐方法SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法SY/T 5358 砂岩储层敏感性评价实验方法SY/T 5396 石油套管现场验收方法SY/T 5411 固井设计格式SY/T 5412 下套管作业规程SY/T 5435 定向井轨道设计与轨迹控制SY/T 5526 钻井设备安装技术、正确操作和维护SY/T 5547 动力钻具使用、维修和管理SY/T 5618 套管用浮箍、浮鞋SY/T 5619 定向井下部钻具组合设计作法SY/T 5672 钻井井下事故处理基本规则SY/T 5724 套管串结构设计SY 5876—93 石油钻井队安全生产检查规定SY/T 5957—94 井场电器安装技术要求SY/T 5958 井场布置原则和技术要求SY/T 5964 钻井井控装置组合配套规范SY/T 6075 评价入井流体与多层配伍性的基础数据SY/T 6228—1996 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐方法中第八章和第10.5、10.6款SY/T 6283—1997 石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南SY/T 6426 钻井井控技术规程3水平井钻井工程设计3.1 水平井钻井工程设计步骤科学系统地进行水平井钻井设计是确保钻成高质量煤层气水平井的前提，煤层气水平井钻井工程设计必须按如下步骤进行选择和设计，详见图1：3.2 水平井钻井工程设计书格式煤层气钻井工程设计书格式按中联公司水平井钻井工程设计书格式标准执行。

完成钻井后，进行套管下入、 固井、射孔等作业，为后续煤 层气开采做好准备。
03
煤层气丛式井技术应用实例
国内煤层气丛式井开发现状
1 2
煤层气资源丰富，但开采难度大
我国煤层气资源储量丰富，但由于地质条件复杂 ，开采技术难度大，导致开采效率低下。
丛式井技术应用广泛
针对煤层气开采难度大的问题，丛式井技术被广 泛应用于煤层气开发，有效提高了开采效率。
3
政策支持力度加大
政府为了推动煤层气产业发展，出台了一系列支 持政策，为煤层气丛式井技术的应用提供了有力 支持。
典型煤层气田丛式井应用实例
实例一
XX煤层气田采用了多分支 水平井丛式井技术，有效 增加了储层泄流面积，提 高了单井产量。
实例二
YY煤层气田采用了直井与 水平井组合的丛式井技术 ，实现了多层煤层的合采 ，降低了开发成本。
煤层气丛式井钻井工艺
钻井设计
针对目标煤层特点，设计合理 的井身结构、钻井液体系和钻 井参数。
煤层评价
通过岩心获取、测井解释等手 段，实时评价煤层厚度、含气 性等关键参数。
井位预选
根据地质资料和地震勘探结果 ，初步确定井位。
钻井施工
采用合适的钻机和钻井方法（ 如欠平衡钻井），确保安全、 高效钻进。
完井作业
丛式井能够实现多口井同时生产，增加产 能，提高采收率。
02
煤层气丛式井技术原理及工艺
煤层气藏特征
01
02
03
低渗透性
煤层气藏通常具有极低的 渗透性，这使得气体的流 动和开采变得困难。
吸附状态
煤层气主要以吸附状态存 在于煤层表面，需要通过 降压或注热等方式使其解 吸。
非均质性
由于煤层的沉积环境和成 岩作用，气藏内部存在较 强的非均质性。

煤层气分支水平井地质导向实践与认识纪伟;姜维寨;胡锦堂;李新房;孟宪军;赵年峰【摘要】In order to develop the coal bed methane reservoir in low cost, comprehensive mud logging combining with MWD was first conducted in feather-shaped multi-branched horizontal wells drilling by Bohai Drilling Engineering Company in 2010. Through analyzing characteristics of coal bed, optimizing oriented parameters combination, building geo- steering workflow to study and practice surrounding rock recognition and trace controlling technologies near the bit. And based on that, the preliminary trial in 2 wells is performed successfully. The depth was 3105 m in WellZP02 while drilling with coal bed and probability of penetration was up to 88.08%, meanwhile, while drilling with coal bed in Well ZP02 the depth was 3169 m and probability of penetration was 89.4%. The successful application in these 2 wells has showed that comprehensive logging and MWD combination must be feasible in drilling feather-shaped multi-branched horizontal well.%为满足低成本开发煤层气的需要,渤海钻探公司首次尝试采用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支水平井钻探.通过分析煤层特点,优选导向参数组合,建立水平段地质导向工作流程,研究实践近钻头国岩识别与轨迹控制技术,保证了2口先导试验井的顺利完成.ZP02井MWD钻进井段见煤进尺3105m,煤层钻遇率88.08％；ZP05井见煤进尺3169m,煤层钻遇率89.40％.2口试验井的钻探成功表明应用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支井钻探是切实可行的.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】5页(P82-86)【关键词】煤层气;多分支水平井;MWD;综合录井;地质导向【作者】纪伟;姜维寨;胡锦堂;李新房;孟宪军;赵年峰【作者单位】渤海钻探工程有限公司第二录井公司,河北任丘 062552;渤海钻探工程有限公司第二录井公司,河北任丘 062552;渤海钻探工程有限公司第二录井公司,河北任丘 062552;渤海石油职业学院,河北任丘 062552;渤海钻探工程有限公司第二录井公司,河北任丘 062552;渤海装备制造公司,河北任丘 062552【正文语种】中文【中图分类】P631.8分支井技术是水平井、侧钻井技术的集成和发展。

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。

一种基于三维地质模型的水平井轨迹优化设计方法摘要：传统的水平井轨迹设计方法往往依赖于人工经验，并且效率较低，容易出现轨迹优化方面的局限性。

为此，提出了一种基于三维地质模型的水平井轨迹优化设计方法。

该方法首先利用地质模型对工区地质结构进行建模，然后选取优化设计目标，以最大化储层反射面积与垂直方向上的深度为目标函数，利用遗传算法对井底位置和轨迹方向进行优化。

结果表明：该方法能够有效地提高水平井轨迹设计的效率和精度，具有较好的通用性和应用价值。

关键词：水平井；轨迹优化；地质模型；遗传算法1. 引言2.1 数据获取需要获取工区地质结构的三维地质模型，该模型可以通过地震勘探、测井数据和地质资料进行构建。

在地质模型构建的过程中，应该考虑到各种地质因素的影响，如地层厚度、结构变形、断层走向等。

2.2 优化设计目标在地质模型建立之后，需要选择合适的优化设计目标。

由于水平井主要的作用是在储层内部进行长距离的油气采集，因此优化设计目标应该以储层反射面积和垂直方向上的深度为主要考虑因素。

储层反射面积是指井段与储层接触面积的大小，其大小与油气采集的效率密切相关；垂直方向上的深度则反映了井段的穿透深度和储层的空间位置，是确定井段竖向位置的主要因素。

2.3 遗传算法优化根据确定的优化设计目标，可以采用遗传算法进行井底位置和轨迹方向的优化设计。

遗传算法是一种基于自然选择和自然遗传规律的优化算法，具有全局寻优和较好的收敛性。

在水平井轨迹优化设计中，可以将井底位置和轨迹方向分别作为个体的基因编码，然后通过遗传算法生成新的优化设计方案，并不断迭代以达到最优化设计结果。

3. 结果分析通过实际案例的对比分析可以发现，在采用基于三维地质模型的水平井轨迹优化设计方法之后，能够得到较为准确和高效的优化设计结果。

该方法不仅可以明确反映油气开发的实际需求，而且能够在轨迹优化方面具备较强的通用性和应用价值。

该方法可以为油气开采工作提供有效的技术支持和指导。