煤层气井施工程序.ppt

1,煤层气井施工程序,2008.8.10,2,煤层气和煤层结构特点,煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附态储集于煤层中的非常规天然气，主要成分是甲烷，储层中的甲烷绝大多数是以吸附态存在于煤层的表面，以游离态存在的甲烷非常少。采收煤层中的甲烷就必须使吸附态甲烷气解吸出来，一般采用抽排煤层中的承压水，降低煤层压力，使煤层中吸附的甲烷气释放出来；煤层气的运移包含从煤颗粒表面的解吸、从基质到裂隙的扩散和在裂隙到生产井的渗流过程.,3,煤层气和煤层结构特点,煤层中存在有两种类型的裂隙结构一种是在构造应力场作用下形成的并切穿煤岩分层的外生裂隙，另一种类型是煤化作用过程中，煤中凝胶物受温度、压力等因素影响，体积收缩内张力作用形成的裂隙，即割理，两组割理与层面相交，从而把煤层分割成斜长方形的基质块体，同时二者使基质孔隙连通，增强储集层的渗透性，也为其运移提供了通道。煤层由非渗透性的致密砂岩、泥岩及砂砾岩等组成盖层，对煤层气藏起到了较好的封闭遮挡作用，进而保证已形成的煤层气的储集。煤层中的孔隙和裂隙为煤层气的赋存提供了空间，同时也为其运移提供了通道。,4,煤层气和煤层结构特点,可见煤层是煤层气的源岩，又是煤层气的储集层。割理与裂隙把煤层分割成斜长方形的基质块体，增强储集层的渗透性，也导致了煤岩易失稳坍塌的现实。,,,,煤样剖面图,割理和裂隙,5,煤层气钻井,,直井,上直段,造斜段,连通段,主井眼,分支井眼,6,直井施工,直井施工与常规油气井程序相同，区别在于在煤层部位下入玻璃钢套管，方便在此位置造洞穴。为了易于实现水平井与直井在煤层中成功对接并且建立气液通道，需要在直井的煤层部位（玻璃钢套管处）造洞穴，洞穴的直径一般为1m左右，高一般在3.5-4.5米，连通点一般位于煤层中上部。目前有两种造穴方式，即水力造穴和机械工具造穴。常见是机械工具造穴。直井的另一任务就是给水平井注气，实施欠平衡施工。注气方式的实现在实施连通完毕后，在直井套管里进行刮壁、下封隔器作业，即用油管将封隔器连接起来并下入合适的位置，一般下至距离洞穴30m，成功坐封后对其进行井口试压，合格后进行注气施工。,7,直井概况,直井在距水平井约170m左右钻一口直井，作为①取得该地区分层参数，为多分支水平井钻井施工提供可靠依据；②作为欠平衡施工的注气井③生产阶段作为多分支水平井排采井；与水平井眼在煤层内连通，用于排水降压采气；另外从降低单井钻井成本考虑，在一个井场朝多个方向钻多口羽状分支水平井和多口直井，公用一口水平井上直段，形成井组。水平井直井段重点是控制井斜，造斜段一般使用“马达MWD”的定向钻具组合，施工过程中要确保工具的造斜率能够达到要求，保证三开后井眼轨迹在煤层中顺利着陆和直井与水平井的连通，以及着陆后井斜角接近煤层的倾角。,8,钻井流程及工艺,中完下套管时在套管串中下入分级箍，保证固井后分级箍上部环空未封固，利于完井后割拔套管作业。为了实现水平井与洞穴井在煤层中的连通，在直井的煤层部位造一洞穴，洞穴的直径一般为1m左右，高为4m左右根据煤层厚度而定。为了便于造穴，我们在煤层井段下入玻璃钢套管；造穴时用钻具把刀具送入造穴井段，然后通过液压方式使刀杆张开，在钻具的带动下切削玻璃钢套管，随后切削煤层形成洞穴。,9,钻井流程及工艺,两井连通采用强磁短节和强磁探管。强磁短节用来提供一个恒定磁场，信号的传播距离为50m左右。连通时先在直井中下入探管，探管采集磁场强度信号，定向井工程师计算当前测点的闭合方位，通过调整工具面将井眼方向纠正至洞穴中心，实现连通。地质导向是利用LWD随钻测量储层伽玛、电阻率参数来修正地质模型并调整井眼轨迹；另外，导向工程师可以结合综合录井仪实时监测到的钻时和泥浆返出的岩屑，判断钻头是否穿出煤层。,10,连通示意图,11,先进的钻井技术,,,,,,每3m测斜一次，根据定向井工程师的预测数据，连通工程师发出井斜、方位调整指令,,直井下入VECTOR仪器，水平井接收信号，判断与洞穴的相对位置,,水平井旋转钻进连通，连通后钻进5m左右、循环，起钻甩强磁接头,定向井工程师依据指令，及时完成井斜和方位的调整，距洞穴3m，直井起出仪器,连通工艺,1,4,3,,,,,,2,,12,直井欠平衡连接示意图,13,,,,欠平衡施工工艺,,,优点,,,,,,,,,降低井底压力防止井漏,降低储层伤害,消除储层污染正确评价储层,,有效清除井眼砂子,14,先进的钻井技术,15,,顶部驱动钻井装置（简称顶驱）是当今石油钻井的前沿技术与装备，是近代钻井装备的三大技术成果（交直流变频电驱系统和井下钻头增压系统）之一。顶驱取代了转盘带动方钻杆钻井的钻井技术，它从井架空间上部依靠电力和液压直接驱动钻柱，沿井架上的专用导轨下送钻具，完成立柱钻进和泥浆循环，实现了立柱钻井。在井架任何位置都可以卸扣和划眼以及倒划眼的操作，大大方便了钻井施工。特别在井下复杂、事故的处理方面起到重要的作用，同时降低了工人的劳动强度，节约了钻井时间和钻井成本。,先进的钻井设备,16,井下设备-可调式单弯螺杆,使用可调式单弯螺杆，避免了因弯角度数不合适而更换新的螺杆，大大节约了成本，在实钻造斜率与设计不相符，可以调整合适的弯度，充分保证井眼轨迹。,17,先进的测量仪器,利用井下EM的随钻测井资料与地面综合录井系统录取资料相结合，准确跟踪钻头轨迹，通过随钻测井资料解释分析准确判断地层，确保煤层的穿透率，完成水平井地质导向技术的要求。使水平井眼控制在理想的煤层范围之内，最终提高产气量。,18,GAPSUB、F/V、UBHO,19,,仪器显示器,20,随钻地质导向,,地质导向系统的组成马达伽玛射线测井仪几何参数测量仪,地质导向系统地质导向系统是把井眼轨迹测量和地层特性参数测量的传感器以短节的形式装在近钻头位置，测量的数据通过电磁波或以泥浆脉冲的形式把信息传到地面，供控制人员和导向人员识别地下情况，调整井眼轨迹。,21,水平投影及垂直剖面图,22,三维轨迹设计图,23,分级箍的使用,为了方便割套管的顺利进行，在套管串合适位置安放分级箍，固井采用分级固井的方法，既保证了固井质量，又保证环空分级箍以上无水泥，为后面的施工提供了保证。,24,分级箍附件,25,团结互助勇攀高峰,26,谢谢观赏请指正,