浅谈煤层气定向丛式井施工工艺--中国期刊网

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浅谈煤层气定向丛式井施工工艺

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：赵俊毛雨郭彩旭

[导读] 摘要：随着我国经济的高速发展，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，对工程开采要求不断提升。

        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，对工程开采要求不断提升。为了提升对煤层气的开采效率，可以采用定向丛井的开采方式，其能够实现某个地区煤层气的集中开采，对相关施工工艺要求相对比较高。为此，笔者将要在本文中对煤层气定向丛井施工工艺进行研究，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；定向丛式井；施工工艺
        1前言
        在很多地区煤层气开采的过程中，经常会采用丛井定向井的方式，其井身结构主要分为直井段、造斜段、稳斜段。为了保证施工效果，就需要在具体施工的过程中，合理对钻具组合、钻进参数和成井工艺进行应用，最大程度保证对煤层气的开采效果。
        2钻探施工
        直井段施工。在开展直井段施工的过程中，主要采用的是镶牙钻头钻进的方式，钻压通常保持在100-200kN，转速保持在50-75转/min。由于直井段施工深度相对比较浅，相关施工要求并不是非常高，钻具结构也相对比较简单【1】。
        造斜段施工。在造斜段施工的过程中，采用的也是镶牙钻头，钻压需要保持在20-50kN的范围内。由于造斜段的特殊性，其对施工技术的应有有着相对比较高的要求，需要在具体施工的过程中，认真做好以下施工工作：一、应该根据钻井造斜率，来选择适当角度的弯接头，无磁钻铤的长度应该足够长，钻杆直径也应该与钻井深度有效匹配起来。钻铤长度不能选择过长，否则钻进过程中的钟摆力就会越大，难以达到钻井的实际需要。二、在钻具下井之前，应该认真做好弯接头度数和钻具组合的检查，斜侧仪的测量精度在工程允许的范围之内。在接上方钻杆之后，应该对螺杆旁边的旁通阀进行检查，然后逐渐增加泵量，对泵量值变化及时进行记录。三、为了保证钻井的安全性。在下钻的过程中，对钻具应该使用双钳紧扣，下钻速度应该慢一些，避免在下钻的过程中受到撞击而出现破坏的现象。如果在下钻的过程中，遇到了比较大的阻力，可以直接采用转动下钻的方式，或者采用复合钻通孔，可以在使用普通钻具钻通孔之后，再下螺杆。避免在这个过程中，直接使用螺杆通孔。四、在螺杆钻具下降到距离孔底0.5米距离时候，就应该及时下方测斜仪到接头处，然后再向上提20米左右，猛放座键，然后对这个过程中磁性值变化进行记录。之后，就需要缓慢提升泵压，直到18兆帕位置，压紧密封装置，避免泥浆顺着电缆线出现外漏的现象。之后，就可以启动泥浆泵，将钻具顺利下放到孔底，并施以合适的钻压，在这个过程中，观察司钻读数显示的顶角、方位角、工具面角等参数值，并通过调整泵量、钻压、转盘角度，来让相关参数满足施工的具体要求，之后就可以锁紧钻盘，开展造斜钻井施工作业。五、在实际钻进施工的过程中，应该每钻井一米，就应该及时开展井深及井斜角的记录工作，并及时与井身设计水平投影图和处置剖面图进行对比，从而及时发现施工偏差，之后再对施工工艺进行有效的调整，保证工程施工可以满足设计的相关要求。在调整方位角的过程中，可以采用转动转盘、改变转压的方式来进行。在井斜角和造斜率的调整过程中，可以通过更换不同度数的单弯螺杆或者弯接头的方式来进行调整，从而保证井眼轨迹满足施工的具体要求。如果在施工的过程中发现实际造斜率大于设计值，就需要采用螺杆加转盘复合钻井的方式，来满足井身曲率设计的相关要求。六、在实际钻进的过程中，应该随井来下放测斜电缆，并保持电缆处于不松弛的状态。七、在起钻的过程中，在提起钻杆并停泵之后，才可以松开水龙头泄压螺丝，然后经随钻侧斜仪放至钻杆之        内，才可以正常进行操作【2】。
        增斜段钻。

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在增斜段钻井的过程中，通常使用的也是镶牙钻头，其钻压应该保持在120-140kN，转速应该保持在50-75转/min。在实际操作的过程中，应该注意以下几点：一、该结构主要在井斜相对比较小，且需要增斜的情况下来进行应用。在实际钻进的过程中，需要将钻头保持弯曲的形状，通过紧靠钻头的扶正器支撑在井壁上，从而获得一定的横向推力，这样才能让钻进斜度得到不断的增加。二、为了保证钻进质量，应该每钻进30米就应该测井一次，及时掌握井眼变化规律，如果发现与设计偏差过大，就应该及时采取必要的措施，可以通过增加钻进压力的方式，来增大钻井斜率。如果条件允许，还应该采用调整钻具组合的方式，从而保证井身尽量平滑，能够满足工程设计的基本要求。
        稳斜段钻井。在稳斜段钻井的过程中，通常使用的还是镶牙钻头，钻压应该保持在120-140kN的范围之内，转速应该保持在50-75转/min的范围之内。为了保证钻井质量，在实际操作的过程中，应该对以下几个事项引起注意：一、钻头位置处应该设置一个扶正器，并与短钻铤进行连接，这样可以得到更好的稳斜效果，能够更进一步保证井眼的轨迹效果。为了保证钻进速度，还可以在一定程度上提升钻压。二、如果斜钻效果并不是非常理想，还可以通过使用增斜钻具来提升稳斜效果。
        3钻井液合理进行使用和其它的一些措施
        由于煤层气井的特殊性，为了更好对煤层气环境进行保护，避免煤层裂隙出现堵塞的情况，让煤层气通道更加畅通，提升对煤层气的开采效果，可以采用全孔清水钻井的方式。在钻井液当中应该尽量避免加入任何化学五十，保证钻井液的密度在合理的范围之内。如果直接使用清水作为钻井液，其对煤层的保护效果并不是非常理想，钻孔安全风险也相对比较大。为了有效解决这个问题，可以使用NBT-500泥浆，直接利用大泵量来对孔底的岩粉进行清理，避免孔底的沉渣超过0.5米。在钻头型号的选择过程中，也应该与地层的情况有效结合起来，合理对加重钻杆进行使用，在满足牙轮钻头对钻压要求的情况下，进一步提升钻进速度，保证在稳定的地层周期内完成钻进作业。在提钻的过程中，应该认真做好钻井液的补液工作。
        提高钻井技术装备的性能。当前我国定向钻井技术还处于发展的阶段，和发达国家还有着不小的差距，相关技术和装备还不是很成熟，还需要在技术的研发上下大工夫，根据我国石油开采情况的特点，加强现有设备的优化护理，在安全钻井和钻井设备的开发上继续努力，努力缩小我国在定向钻井技术上同国外发达国家之间的差距。
        轨迹设计优化技术。通过调查发现，当前的三段井眼轨迹往往在实际应用的效果并不是很好，造成二次定向施工的现象往往比较普遍，因此需要认真做好定向井眼轨迹的重新优化设计工作。在对定向井井眼轨迹的优化设计过程中，应该首先保证施工的安全性、高效性，满足现有钻机的提升能量，降低钻机在实际运行过程中的摩擦阻力和扭矩。此外，还应该满足相关的地质要求，以这几个原则为基础，做好对定向井的重新设计。根据相关力学研究显示，随着定向井斜角的产生，钻具和井壁之间的张力会不断增加，这会增加钻具和井壁之间的摩擦阻力。为了有效解决这个问题，需要尽量减少斜井段的长度，在造斜点上也可以适当选深一些。
        结语
        随着时代的不断发展，对开展浅层煤层气开采作业提出了更高要求。为了保证煤层气井的施工作业效率，就应该进一步加强定向丛式井施工工艺技术的研究，在原有技术基础之上，持续进行技术优化与创新，保证技术的应用效果。
        参考文献
        [1]徐跃军.煤层气参数井钻探技术探讨[J].新疆有色金属.2010(05)：22-23.
        [2]吴天毅,陈宝义.山西沁水盆地煤层气定向井钻井工艺[J].吉林地质.2008(01)：37-38.