山西沁水盆地煤层气定向井钻井工艺

  • 格式:pdf
  • 大小:85.16 KB
  • 文档页数:2

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第27卷 第1期
2008年3月 吉 林 地 质JILINGEOLOGY Vol127 No11Mar12008

文章编号
:10012427(2008)0103302

山西沁水盆地煤层气定向井钻井工艺
吴天毅,陈宝义
吉林大学建设工程学院,吉林长春 
130026

摘要
:山西沁水盆地蕴藏着丰富的煤层气资源,
采用定向井开采煤层气具有开采成本低、煤层气产量
高的优点。本文结合山西省沁水县名水村的工程实例,介绍了定向井的钻井工艺,总结了施工经验
,

对类似工程具有借鉴意义。
关键词
:煤层气;定向井;
钻井工艺
中图分类号:P634.9 文献标识码
:A

收稿日期:2007211215;改回日期:2008222
29

作者简介:吴天毅(19822),男,贵州贵阳人,吉林大学建设工程学院地质工程专业硕士研究生。

ThetechnologyreportofgaswelldirectionaldrillinginQinshuiShanxi
WUTian2yi,CHENBao2yi
ConstructionandEngineeringCollegeofJilinUniversity,Changchun130026,Jilin,China
Abstract:ThestorageofseamgasinQinshuiBasinisplentiful;exploringtheseamgaswithdirectionaldrill
2
ingcouldbehighproductiveandlowcosting.Thisthesissummarizestheconstructexperienceofdirectionaldrilling
associatingwiththeprojectinstance,anditcanbereferenceforthesimilarproject.
Keywords:seamgas;directionaldrilling;drillingtechnology

山西省是我国的煤炭大省,蕴藏着丰富的煤层气资源。沁水盆地位于太行隆起以西,汾渭地堑以东,北起孟县隆起为界,南界限为中条山隆起。该盆地是一个大型复式向斜,南北两端宽阔,中部窄,构造简单。含煤面积约为2129×105km2,煤层气资源量为6185×1012m3。主要煤层有3号和15号煤,煤层气含量普遍较高,一般为5~25m3/t。1 工程概况施工地点位于山西省沁水县郑庄镇名水村。地表出露地层除第四系外,其余全部为二叠系上统上石盒子组。本井钻遇地层依次为第四系、二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组、山西组、石炭系上统太原组、本溪组、峰峰组。施工井位坐标为X:39525451
00;Y:

488850100;Z:870100
。目的层为二叠系下统山西
组3号煤层以下40m,采用四段式定向井开采煤
层气。定向井共计垂深795m,分别由垂直段0~
90m、顶角造斜段90~180m、增斜段180~270m
和稳斜段270~795m组成。

2
 设备与钻具
211
 设备
钻机:TSJ-2000;泥浆泵:NB8-600;动力
机PZ12V-190、PZ8V-190;钻塔SM31。
212
 钻具
φ127mm钻杆,φ
159钻铤,5LZ165-7Y
螺杆

钻,1175°、2°弯接头,φ165mm无磁钻铤
,

φ
214mm
稳定器。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

3
 钻井工艺
311
 直井段钻井工艺
直井段的井斜控制对定向井非常重要,直接影响施工难度和下部井身轨迹的控制。一开井段为第四系灰黄色黏土、紫红色泥岩和砂质泥岩,含少量卵石,结构疏松,易发生孔塌;二开井段为二叠系石盒子组和石炭系太原组,以泥岩、砂岩和粉砂岩夹层为主,中间夹有煤层,可钻性较好。为控制上部一、二开井段井斜,采用轻压吊打并配合“小塔式”光钻铤钟摆钻具组合,基本起到防斜保直作用。采用的小塔式钻具组合为:(1)φ311115mm钻头+φ159mm钻铤+方钻杆;(2)φ21519mm钻头+φ159mm钻铤+方钻杆。312 造斜井段钻井工艺二开至90m砂质泥岩层段,用牙轮钻头+螺杆钻+弯接头井底动力钻具组合进行定向造斜。采用单点造斜弯接头螺杆钻具能够满足定向施工要求。定向钻具组合为:φ21519mm钻头+φ165mm螺杆钻具+2°弯接头+φ159mm无磁钻铤+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆+方钻杆。采用钻进参数:钻压60KN,排量30L/min,泵压4MPa,每钻进30m测斜一次。为确保定向造斜作业的顺利进行,保证中靶,预留方位提前角10~15°,钻进中及时调整定向造斜工具面,当井斜达到5~7°时换增斜钻具。313 增斜井段钻井工艺井底钻具的刚性影响着井斜率和方位变化。选择合理的井底钻具组合,配合合理的钻井参数就可以有效地控制增斜井段的井斜和方位的变化,控制方位漂移是增斜井段的关键。沁水盆地地层较为完整,结构简单,根据地质构造特征能得出方位漂移的定性结论。增斜钻具组合为:φ21519mm钻头+φ214mm稳定器+φ159mm无磁钻铤1根+φ159mm钻铤+φ127mm钻杆+方钻杆。增斜井段钻进参数:钻压100KN,转速110r/min,排量30L/min,泵压3MPa。每钻进30m测斜一次,监控增斜及方位漂移情况,并及时调整。实钻资料证明,石盒子组地层螺杆钻造斜后,采用该微增斜钻具钻进使井斜稳中有增,为下部稳斜钻进打下了基础。通过预留方位提前角10~15°及调整转盘转速可以控制方位漂移,增斜率可通过调整钻压控制。当井斜增至设计最大井斜时换稳斜
钻具。
314
 稳斜井段钻井工艺
-稳斜井段的井身轨迹控制以控制井斜为主,
控制方位为辅,随钻跟踪分析以提高中靶精度。在
稳斜井段准确地控制井斜和方位角,并施加较大的
钻压快速钻进,能提高工作效率,对降低钻井成
本、提高经济效益起着关键性作用。
稳斜钻具组合为:φ21519mm钻头
+φ214mm

双母稳定器+φ159mm无磁钻铤9m+φ159mm钻
铤+φ127mm钻杆+方钻杆。
稳斜井段钻进参数:钻压80KN,转速
110r/min,排量30L/min,泵压3MPa
。太原组由
于地层因素影响,井底钻具产生降斜趋势,井斜稳
中有降。可通过调整钻压来控制降斜情况,加大钻
压可减小降斜速度,减小钻压则降斜速度加快。

4
 结 论
(1)
在沁水盆地施工定向井,可利用组合钻

具和螺杆钻具,分别完成不同井段的钻井任务,既
能节约成本,又能提高实钻轨迹与设计轨迹的吻合
度。
(2)
四段式定向井的钻井工艺方法是可靠的。

在沁水盆地煤层气开采中,可广泛应用。
(3)
四段型定向井的施工,要根据地层特征

及造斜规律,预留10~15°方位提前角,能提高中
靶精度。

参考文献
:

[1]刘巨保,李治淼,李树亮.
阶梯水平井水平段三维轨
道设计与计算[J].大庆石油学院学报,2004,6,152
16.
[2]姚尚文.改进抽放方法提高瓦斯抽放效果[J].
煤炭
学报,2006,6,52
7.

[3]王新民.国外煤层气勘探开发研究实例[M].北京:
石油工业出版社,1998,4782
491.

[4]周守为,张 钧.
大位移钻井技术及其在渤海油田的
应用[M].北京:石油工业出版社,2002,82
132.

[5]吴佩芳.煤层气开发的理论与实践[M].北京:

质出版社,2000,12
99.

43
吉 林 地 质 第27卷