新疆阜康矿区煤层气水平井钻井工艺探究_王博.pdf
《新疆阜康矿区煤层气水平井钻井工艺探究_王博.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新疆阜康矿区煤层气水平井钻井工艺探究_王博.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023年第2期西部探矿工程*收稿日期:2022-05-18修回日期:2022-05-27作者简介:王博(1983-),男(汉族),四川乐山人,高级工程师,现从事煤田钻探、煤层气钻井工艺技术、煤层气测试技术工作。新疆阜康矿区煤层气水平井钻井工艺探究王博*(新疆维吾尔自治区煤炭煤层气测试研究所,新疆 乌鲁木齐 830000)摘要:通过对新疆阜康矿区煤层气水平井钻井工艺进行研究,形成并掌握适合阜康矿区煤层气的钻井工艺技术,确保钻井施工安全,进一步提高煤层气的产量,为水平井钻井的应用提供参考。关键词:阜康矿区;水平井;煤层气中图分类号:TE242 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(202
2、3)02-0053-03煤层气勘探开发特点要求煤层气在具体开采过程中必须要保持低成本、高效率,从而确保具体开采过程中具有较高的经济效益。对煤层气储层的工作具有特殊性,在水平钻井1、取芯2等工作都有相应的特点,并且与煤层性质有非常大的联系3。因此,煤层气开发需要合理分析水平井钻井技术4。新疆阜康矿区煤层气示范工程是新疆第一个以低阶煤、多厚煤层、大倾角地质条件为开发对象的大规模煤层气开发基地。阜康矿区位于准噶尔盆地东南缘博格达山背斜杂岩之间,地形复杂,煤层发育褶皱和断层,煤层倾角大,储层特征随时间变化较大。新疆阜康矿区煤层气资源量丰富。本文通过新疆阜康矿区煤层气水平钻井工艺及存在的问题进行分析及研
3、究,形成并掌握适合阜康矿区煤层气的钻井工艺技术,进一步提高煤层气的产量。1矿区地质情况阜康矿区位于新疆乌鲁木齐市东北,总体为两山夹一沟的地形。主沟东西走向,V形走向,中间分布沟形带8。矿区内地势北高南低、西高东低,矿区主体在两条平行的断裂带之间,矿区中部西北处是本次的钻井目标。海拔最高处为+2482.30m,最低处为+2271.31m,最大比高约211m,地形复杂程度为三类。气候属内陆干旱气候,冬季寒冷,夏季凉爽,昼夜温差较大,因为在山区、丘陵风谷,风向一般为北风,能量最大风力5 8级。7月中旬至雨季后期,暴雨频发,引发山洪暴发9。根据中国地震动峰值加速度分区图确定该区地震动峰值加速度为0.1
4、5g。矿区的地震基本烈度值为度。2煤层气地质情况阜康矿区的信息与其他矿区的地质信息都比较接近,这表明在中国同类型煤炭的变化中存在相同的有机组成10。总有机质含量为65%,总无机质含量为35%11。煤的每一种有机成分都是大量的镜质,其次是惰性和小的半镜质和结壳。每块骨骼平均含有40%的镜质体成分,主要是镜质体和碎屑镜质体。半镜质体:半镜质体成分的平均值为10%,大多数基质半镜质体。惰性组分:惯性组分的平均值为30%,最高的长丝和半球形,以及经典惯性。金属变质级别为级至级。QM可用于清洁低耗煤的精炼和装填,因此可用于清洁城市基础设施中用于高温支持的煤炭。其它煤类主要为N、WY、N、SM。由于煤储层
5、力学强度低、应力敏感性高、微裂缝分布广泛,在钻井过程中容易受到钻井液和钻井压力的影响2。钻井液进入煤岩后,由于煤基质的膨胀,使煤岩裂缝的孔隙度和渗透率降低。钻井液中的固体颗粒会沿着裂缝流动,但也会留在孔隙中,无法去除,对储层造成永久性损害12。钻井压力变化对储层的损害通常是由压力变化引起的13。由于煤层气储层具有高度的应力敏感性和不可逆性,实验表明,当围压增大时,煤岩渗透率降低,围压降低后,渗透率不能完全恢复,极限范围大,而钻井过程中压力的变化是不可避免的,容易导致低渗透油藏14。3煤层气组成特征该矿区各层煤层气体成分主要以甲烷为主,占比在 70%90%左右,其次为二氧化碳,占比在 10%20
6、%,氮气在10%左右。金属成分与煤层深度之间存在开放关系。由于金属流的脆弱性、生物和化学效应的影响,CH4和N2之间的关系较低。整个区域的平均深532023年第2期西部探矿工程度超过300m。CH4的平均比率为73%。4水平井钻井情况为了研究不同方向水平井眼轨迹对煤层气产量的影响,设计了不同方向水平井眼轨迹。沿向上俯冲方向冲击煤层;沿着下降方向向下,击中煤层。水平钻孔位于煤层影响方向,累积产气量最高15;如果垂直于煤层的影响,则煤层向上倾斜方向的累积产气量略有下降,累积产气量最小16,但各方向的累计产气量差异不大。随着水平钻孔与冲击煤层夹角的增大,累积产气量明显减少,垂直冲击煤层的累积产气量最
7、小17。在峰值瓦斯水平,沿煤层上升方向设置水平钻孔,最大的是产气量峰值。随着水平钻孔倾角的增大和煤层走向的影响,煤层瓦斯峰值水平逐渐降低。4.1钻井设备早期煤层气钻井主要采用水源系列钻井设备,具有成本低、强度差、穿透速度慢等特点18。本矿区采用的ZJ20钻机,是600-2800M油井、煤层气井及地热井、水井的新型机械液力驱动钻机,传动平稳、换档方便、体积小、重量轻,本实用新型避免了传动链在运输、安装和钻孔过程中的拆装,保证了传动链的原安装精度和工作可靠性。采用国内外成熟的先进技术和结构,注重满足不同标准的要求,使国产钻机与同类钻机的标准化和先进性达到更高的水平。4.2钻井液一开、二开至煤层顶板
8、均采用低固相钻井液,处理剂类型为CHC-1、PHP、CMC。在钻井过程中,无论采用何种钻井方式,在钻煤系地层时,产生的岩屑无法及时被带出地表,因此容易发生多次破碎,产生大量的细小岩屑,这些岩屑清理起来难度较大,为了确保作业的顺利进行,要对浆液进行及时更换19-20。在正常施工条件下(无复杂条件),钻井液密度应接近结构物的下限21。随着钻井工作的进行,在作业过程中,钻井液逐渐被消耗,要及时做好相应的补充,在具体钻井过程中,每钻井150m,应当进行一次换浆,需要特别注意的是,在钻遇煤层前,为了确保钻井工作的顺利进行,要进行彻底换浆,换浆要彻底,不得有残留。煤层钻井,特别是破碎带煤层钻井,可能遇到严
9、重井漏。在井场应留有一定量的复合堵漏剂,减少钻井液损失、井下复杂情况和储层污染程度。4.3轨迹控制一开用311.1mm钻头钻进,每钻进一个单根快速划眼23遍。坚持小位移、低压力钻井转盘,严禁使用液压冲击。必须用钻井液开钻,不允许使用清水钻井,因此开钻前应配制好足够量的钻井液。下井钻具严格执行钻具组合设计,钻进中严格执行设计规定的钻进参数,送钻要均匀,不许加压启动转盘,如有憋跳,应减压钻进。钻遇漏失层段时,可根据实际漏速的大小,采取相应措施堵漏。二开钻前按设计要求装好井口、井控装备及管汇系统,按地质录井要求安装钻井液高架槽,装好隔砂挡板及录井仪器。钻头进出套管时低速慢起,防碰挂。从第1只钻头开始
10、,井队技术员采用dc指数法监测地层孔隙压力,并对比分析,提高监测精度。启动时工作必须平稳,不得突然制动、跳闸、塌方。损失层段和煤层段的启动速度必须在30m/min内调整。每次检查井底砂的凝固高度,并决定是否应调整钻井液的性能和循环时间。不能立即完成,而是分段进行。每次启动泵前,应注意泵压力的变化,并采取措施以小排量启动泵,以防止地层泄漏。停机时检查起动速度,如有堵塞,不要用力提高,操作平稳,启车、坐吊卡等不能猛提、猛放。全孔二级套管用于钻煤层气钻井。套管下降到井底1.52m的深度。壳体的联接装置应距煤层顶底板2m以上。套管下端与浮鞋连接,间接浮箍距浮鞋23m。长套管应置于煤层段,套管的连接应尽
11、可能不在煤层中。对于套管,穿过煤层后,必须在每个间隔处铺设一根长度约为3.0m的短标记管。从底部开始,第三个套管开始向上使用扶正器。扶正器安装在煤层段上方和下方的三个套管上。应将定心器安装在两个套管的下端,并视情况将定心器安装在上部。套管工作前,应提前使用雨刮器。当钻取煤时,测量地层,地层决策必须准确。如果切割解释深度与钻井决策深度之间的误差超过10%,则视为不合格。钻井时,做好地质切割和钻井时间记录。4.4固井技术固井作业的最终目标是通过水泥浆顶替钻井液进行层间封隔。表层套管固井下套管时严防错扣,上扣要达到规定的扭矩值。发现错扣后必须重上;上扣不到位,不得使用电焊加焊处理,必须更换套管。表层
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 新疆 阜康 矿区 煤层气 水平 钻井 工艺 探究 王博
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。