1、1煤层气水平井煤层气水平井钻完井方案钻完井方案20142014年年2 2月月2汇报提纲汇报提纲一、总体思路及目的一、总体思路及目的二、方案设计依据二、方案设计依据三、钻完井方案三、钻完井方案3一、总体思路及目的一、总体思路及目的思路：由于煤层气水平井排采工艺得到解决，设计及试验常规水平井开发煤层气。删除删除目的：去除排采直井，节约成本，保护环境；完井方式满足煤层段后期作业；与已钻直井配套形成“水平井压降控制区”。4汇报提纲汇报提纲一、总体思路及目的一、总体思路及目的二、方案设计依据二、方案设计依据三、钻完井方案三、钻完井方案5二、方案设计依据二、方案设计依据 x庄3#煤层厚度为56m，埋深为1
2、000m左右；要求煤层水平段长6001000m。6汇报提纲汇报提纲一、总体思路及目的一、总体思路及目的二、方案设计依据二、方案设计依据三、钻完井方案三、钻完井方案7二、钻完井方案二、钻完井方案1、井身结构 一开用D374.6mm钻头，下D273.1mm套管；二开用D241.3mm钻头，下D193.7mm套管中完；三开用D171.4mm钻头，下D139.7mm套管，射孔压裂。8二、钻完井方案二、钻完井方案以1000m垂深，水平段长800m，地层倾角2计算。垂直投影图2、轨道剖面设计1）轨道设计描述描述测深测深(m)井斜井斜(deg)网格网格方位方位(deg)垂深垂深(m)北坐北坐标标(m)东坐标
3、东坐标(m)狗腿度狗腿度(deg/30m)闭合距闭合距(m)闭合闭合方位方位(deg)段长段长(m)上直段上直段793.120.00276.80793.120.000.000.000.000.00793.12造斜段造斜段1153.1296.00276.801006.8028.10-235.658.00237.32276.80360.00稳斜段稳斜段1193.1296.00276.801002.6232.81-275.150.00277.10276.8040.00二开底二开底1215.6592.00274.721001.0535.06-297.516.00299.56276.7222.53井底井
4、底2015.6592.00274.72973.13100.85-1094.310.001098.94275.27800.009二、钻完井方案二、钻完井方案2）先导眼钻进先导眼先导眼如水平井周围无邻井校准煤层深度，则二开钻进要确定着陆位置，需钻进先导眼。若井斜60钻先导眼，先导眼长度65m，距二开着陆距离约70m。若井斜70钻先导眼，先导眼长度55m，距二开着陆距离约51m。60先导眼先导眼70先导眼先导眼二开着陆点二开着陆点煤层煤层约约70m约约51m10二、钻完井方案二、钻完井方案垂直投影图 为达到水平井无杆泵下至煤层以下的要求，二开轨迹降至煤层以下1m，三开水平段在煤层中穿行，形成勺子形状
5、，如图。3）下泵对轨迹的要求11二、钻完井方案二、钻完井方案3、钻具组合开次开次井眼尺寸井眼尺寸mm钻进井段钻进井段钻具组合钻具组合一开一开D374.6060mD374.6mm钻头钻头+托盘托盘+D165mmNDc1根根+D165mmLDc5根根+D127mmDp二开二开D241.3上直段上直段D241.3mm钻头钻头+钻具止回阀钻具止回阀+托盘托盘+D165mmNDc1根根+D165mmLDc1根根+D239mmF+D165mmLDc7根根+D127mmWDp18根根+D127mmDp60之前之前D241.3mm钻头钻头+D172mm（11.75）单弯螺杆）单弯螺杆+钻具止回阀钻具止回阀+循
6、环接头循环接头(MWD)+D165mmNDc1根根+D127mmNWDp1根根+D127mmWDp24根根+D127mmDp60二开二开底底D241.3mm钻头钻头+D172mm（11.75）单弯螺杆）单弯螺杆+钻具止回阀钻具止回阀+循环接头循环接头(MWD)+D127mmNWDp2根根+D127mmDp若干根若干根+D127mmWDp24根根+D159mm随钻震击器随钻震击器+D127mmWDp6根根+D127mmDp三开三开D171.4三开三开 井底井底D171.4mm钻头钻头+D120.7mm单弯螺杆（单弯螺杆（1.5）+钻具止回阀钻具止回阀+循环接头循环接头(MWD带伽马带伽马)+D8
7、8.9mmNWDp2根根+D88.9mmDp若干根若干根+D88.9mmWDp51根根+D120mm随钻震击器随钻震击器+D88.9mmWDp注：实钻过程中，施工单位可根据实际情况及现场经验调整钻具组合，但在水平段钻进时，所有入井钻具的注：实钻过程中，施工单位可根据实际情况及现场经验调整钻具组合，但在水平段钻进时，所有入井钻具的内内径不能小于径不能小于57mm，以便处理。，以便处理。12二、钻完井方案二、钻完井方案4、钻井液设计1）一开钻井液设计膨润土钻井液膨润土：5060kg/m3 Na2CO3：23kg/m3NaOH：12kg/m3 KPAM：24kg/m3 2）二开钻井液设计聚合物钻井液
8、膨润土：4050kg/m3 Na2CO3：23kg/m3NaOH：12kg/m3 KPAM：46kg/m3 NPAN：712kg/m3 乳化石蜡：1020kg/m3FT-103：810kg/m3 SMP-：510kg/m3 RH-2润滑剂：1020kg/m3 13二、钻完井方案二、钻完井方案3）三开钻井液设计使用清水钻进煤层，在用清水垮塌严重，钻进困难的情况下，可试验应用可降解钻井液钻进，且有利于三开完井。绒囊钻井液 CBMD煤层钻井液化学以及生物降解后的CBMD传统钻井液14二、钻完井方案二、钻完井方案5、钻头设计序序号号钻头尺钻头尺寸寸mm钻头型号钻头型号数数量量钻进井段钻进井段m进尺进尺
9、m纯钻时纯钻时间间h机械钻速机械钻速m/h1374.6HJ517G1只只0606061251025241.3MD5174只只1216二开中完二开中完1283加加65m先导先导眼眼321641246171.4PDC钻头钻头1只只201580040531520以上钻头用1000m煤层垂深进行设计。15二、钻完井方案二、钻完井方案1）套管强度校核）套管强度校核套管尺套管尺寸寸mm井井 段段m段长段长m钢级钢级壁厚壁厚mm单重单重kg/m段重段重t累重累重t安全系数安全系数抗挤抗挤抗内压抗内压抗抗 拉拉273.105959J-558.8960.273.563.56/193.7012141214J-55
10、8.3339.28747.6947.691.92.93.3139.7020142014J-557.7225.29850.9550.953.34.12.96、固井设计、固井设计16（2）固井技术措施）固井技术措施 固井特点及难点固井特点及难点 a 套管下入困难；套管下入困难；b 煤储层压力低，封固段长；煤储层压力低，封固段长；c 水泥浆配方设计困难；水泥浆配方设计困难；d 煤层易受到伤害，保护煤层的难度大；煤层易受到伤害，保护煤层的难度大；e 三开固井质量难以保证。三开固井质量难以保证。煤层的割理发育图煤层的割理发育图二、钻完井方案二、钻完井方案17 三开煤层段固井三开煤层段固井主要主要工艺要求
11、工艺要求a 下套管前先通井，通井要有耐心，通井组合要从简至繁，从易至下套管前先通井，通井要有耐心，通井组合要从简至繁，从易至难。难。b 斜井段及水平段中要保证钻井液摩阻系数小于斜井段及水平段中要保证钻井液摩阻系数小于0.08，预防卡钻。，预防卡钻。控制起下钻速度，防止出现抽吸和压力激动。控制起下钻速度，防止出现抽吸和压力激动。c 用好固控设备，清除砂泥，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。用好固控设备，清除砂泥，破坏并清除岩屑床，以保证井眼通畅。若环空不畅岩屑较多可配制粘切较高的稠泥浆裹几次，直到起下较正若环空不畅岩屑较多可配制粘切较高的稠泥浆裹几次，直到起下较正常。常。二、钻完井方案二、钻完井
12、方案18d 在狗腿度大的地方以及遇阻卡的地方要反复的正划眼和倒划眼，在狗腿度大的地方以及遇阻卡的地方要反复的正划眼和倒划眼，以保证井眼顺畅。以保证井眼顺畅。e 油层套管采取在水泥浆体系中加入膨胀剂来提高水泥石的煤层的油层套管采取在水泥浆体系中加入膨胀剂来提高水泥石的煤层的胶结性能。在水泥浆体系中加入一种高分子的降失水剂，在保证失水胶结性能。在水泥浆体系中加入一种高分子的降失水剂，在保证失水小于小于50mL的条件下，又保证了水泥浆的零析水。的条件下，又保证了水泥浆的零析水。f 针对煤层水平段针对煤层水平段800m下套管难，选择在套管底部适当的下入滚下套管难，选择在套管底部适当的下入滚子扶正器，减
13、小套管的阻力，确保套管能够正常下入。子扶正器，减小套管的阻力，确保套管能够正常下入。h 针对水平井和直井的造穴第一次连通难，如果出现在第一次连通针对水平井和直井的造穴第一次连通难，如果出现在第一次连通不上，抽回重新钻进的情况，我们采取在废掉的井眼内打水泥塞，确不上，抽回重新钻进的情况，我们采取在废掉的井眼内打水泥塞，确保不出现两个井眼的现象。保不出现两个井眼的现象。二、钻完井方案二、钻完井方案19（3）固井水泥浆设计）固井水泥浆设计 技术套管技术套管配方配方1：G级水泥级水泥+微硅微硅5%+降失水剂降失水剂4%+堵漏剂堵漏剂4%+分散剂分散剂1.5%+早强剂早强剂3%现场水现场水项目项目初始温
14、度初始温度最终温度最终温度 升温时间升温时间min初始压力初始压力 MPa最终压力最终压力MPa配方配方1203520630项目项目密度密度g/cm3造浆量造浆量ml流动度流动度cm稠化时间稠化时间min滤失量滤失量ml 析水析水ml强度强度/24小时小时MPa配方配方11.880.82210050014二、钻完井方案二、钻完井方案20 油层套管油层套管配方配方下部：下部：G级油井水泥级油井水泥+微硅微硅5%+降失水剂降失水剂3%+膨胀剂膨胀剂0.4%+分散剂分散剂1%+堵漏堵漏剂剂4%早强剂早强剂3%+现场水现场水试验试验条件条件项目项目初始温度初始温度最终温度最终温度升温时间升温时间min
15、初始压力初始压力MPa最终压力最终压力MPa203520630试验试验结果结果项目项目密度密度g/cm3造浆量造浆量ml流动度流动度cm稠化时间稠化时间min滤失量滤失量ml析水析水ml强度强度/24小小时时MPa1.870.682215050014二、钻完井方案二、钻完井方案21二、钻完井方案二、钻完井方案7、周期预测注：按煤层为1000m垂深预测。钻井周期预测不包括钻机搬家安装、射孔压裂时间。开钻开钻次数次数钻头钻头直径直径mm井井 段段m施施 工工 项项 目目累计时间累计时间d内内 容容时间时间d一开一开D374.6060钻进、辅助钻进、辅助23.5固井、装井口等固井、装井口等1.5二开二开D241.3601020定向钻进、辅助定向钻进、辅助1124.51020见煤见煤（先导眼）（先导眼）复合钻进复合钻进1封堵、候凝等封堵、候凝等310201216定向钻进、辅助定向钻进、辅助2下套管、固井、候凝、测固下套管、固井、候凝、测固井质量等井质量等4三开三开D171.412162016水平段钻进水平段钻进233通井、下套管、固井侯凝、通井、下套管、固井侯凝、测固井质量等测固井质量等2风险周期风险周期4.522
