煤層氣水平分支井鉆完井方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤層氣水平分支井鉆完井方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水平分支井技術(shù)作為煤層氣開采最重要的增產(chǎn)手段之一，主要具有單井控制儲量大，產(chǎn)量高，穿透度高，具有比直井更長的完井段，能夠產(chǎn)生較大的泄壓區(qū)，具有水力壓裂造縫所不能的定向控制和長度控制等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]但是煤較常規(guī)儲層彈性模量低、泊松比高，容易造成井眼垮塌，煤層氣水平分支井的風(fēng)險隨著水平段長度的延伸、裸眼孔空置時間的延長明顯增大，這點(diǎn)在松軟煤層表現(xiàn)的更為突出，加之水平井分支鉆井成本大，水平井分支井鉆井技術(shù)嚴(yán)重影響煤層氣的開發(fā)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種煤層氣水平分支井鉆完井方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤層氣水平分支井鉆完井方法，該方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0007]步驟1:采用常規(guī)鉆具組合完成水平分支井的一開表層段、二開直井段和增斜段的鉆進(jìn)，完鉆后下套管固井；
[0008]步驟2:三開煤層水平段采用套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)井深后用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出完鉆；
[0009]步驟3:下入超短半徑徑向水平井鉆井工具，進(jìn)行磨銑套管和煤層中分支井的鉆進(jìn)。
[0010]上述方案中，所述步驟I中，水平井的直井段和增斜段由常規(guī)定向鉆具組合完成，完鉆層位位于煤層或者煤層頂板附近。
[0011]上述方案中，所述步驟2中，水平段通過套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，當(dāng)增斜段3的完鉆層位不在煤層6時，三開先通過常規(guī)定向鉆具組合鉆入煤層6后再下入套管定向鉆具組合完成水平段的鉆進(jìn)，三開完鉆后用泵送打撈裝置打撈井底鉆具組合。
[0012]上述方案中，所述鉆具組合采用井底鉆具組合，或者采用鉆桿、懸掛器、套管和井底鉆具組合的鉆井組合。
[0013]上述方案中，所述步驟3中，采用超短半徑徑向井鉆井技術(shù)進(jìn)行分支井的鉆進(jìn)。
[0014]上述方案中，三開水平段選擇套管不固井完井，或者選擇套管固井完井。
[0015]上述方案中，分支水平井與遠(yuǎn)端或近端排采直井相聯(lián)通。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0017]本發(fā)明運(yùn)用套管鉆井技術(shù)進(jìn)行煤層氣水平井水平段鉆進(jìn)，采用超短半徑鉆井技術(shù)進(jìn)行分支井的鉆進(jìn)，具體優(yōu)點(diǎn)如下:(I)減少煤層主井眼鉆進(jìn)時的停泵時間，有效支撐煤層，避免鉆井抽汲作用，減少水平井井塌、埋鉆具事故；(2)大大簡化分支井鉆井工藝，降低分支井鉆進(jìn)風(fēng)險，縮短作業(yè)周期，減少煤層氣分支鉆井成本。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的煤層氣水平分支井井身結(jié)構(gòu)；
[0019]圖中:1.一開表層井段，2.二開直井段，3.二開增斜段，4.三開井段，5.分支井井目艮，6.煤層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]本發(fā)明先使用常規(guī)鉆具組合完成水平井一開表層段和二開井段的鉆進(jìn)，完鉆后下套管固井，完鉆層位位于煤層或接近煤層的位置，三開水平段采用套管定向鉆具組合鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)井深后用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出，之后采用超短半徑鉆井技術(shù)進(jìn)行分支井的鉆進(jìn)，最終鉆成魚骨型水平分支井。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤層氣水平分支井鉆完井方法，如圖1所示，該方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0023]步驟1:采用常規(guī)鉆具組合完成水平分支井的一開表層段、二開直井段2和增斜段3的鉆進(jìn)，完鉆后下套管固井；
[0024]具體的，水平井直井段包括一開表層井段I和二開直井段2，一開完鉆下表套后進(jìn)行固井作業(yè)，二開增斜3段使用導(dǎo)向鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，完鉆位置在煤層6或附近頂板中，完鉆后下入技術(shù)套管并固井。
[0025]水平井的直井段2和增斜段3由常規(guī)定向鉆具組合完成，完鉆層位位于煤層6或者煤層頂板附近。
[0026]步驟2:三開煤層水平段采用套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)井深后用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出完鉆；
[0027]具體的，三開采用套管定向鉆具組合鉆進(jìn)。套管鉆井井下管柱串包括鉆頭與擴(kuò)眼器相聯(lián)接，擴(kuò)眼器上端聯(lián)接有減震器/液推，上部與動力鉆具連接，動力鉆具與定向無磁短節(jié)和無磁鉆具，無磁鉆具上端與鎖定裝置相聯(lián)接，鎖定裝置將井下鉆具組合鎖定在套管柱底部。鉆進(jìn)方式可采取復(fù)合鉆進(jìn)和滑動鉆進(jìn)方式。鉆至設(shè)計(jì)深度后，用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出完鉆。在井口安裝鋼絲防噴裝置和泵送裝置，鋼絲打撈裝置用泵送方式送至井底，如果井斜過大，泵送方法失敗，可使用油管連接打撈器入井打撈井下鉆具組合。
[0028]水平段通過套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，當(dāng)增斜段3的完鉆層位不在煤層6時，三開先通過常規(guī)定向鉆具組合鉆入煤層6后再下入套管定向鉆具組合完成水平段的鉆進(jìn)，三開完鉆后用泵送打撈裝置打撈井底鉆具組合。
[0029]所述鉆具組合采用井底鉆具組合，或者采用鉆桿、懸掛器、套管和井底鉆具組合的鉆井組合。
[0030]步驟3:下入超短半徑徑向水平井鉆井工具，進(jìn)行磨銑套管和煤層中分支井的鉆進(jìn)。
[0031]具體的，先下入導(dǎo)向器，主要設(shè)備包括導(dǎo)向器、萬向軸等，導(dǎo)向器與油管下端相連，通鉆機(jī)機(jī)將導(dǎo)向器下入井中，整個徑向鉆井作業(yè)過程中，井下導(dǎo)向器通過油管懸掛在套管中，通過陀螺儀或其他儀器確定井下導(dǎo)向器的方位角，地面鉆盤通過旋轉(zhuǎn)油管帶動井下導(dǎo)向器調(diào)整方位角，下放時要平穩(wěn)操作，下管速度控制在20m/min。套管開窗，主要設(shè)備包括螺桿馬達(dá)、萬向軸、開窗鉆頭等，設(shè)備與連續(xù)油管相連，從油管中下入，下到設(shè)計(jì)深度后，開窗鉆頭和萬向軸由井下引導(dǎo)器引導(dǎo)，由與油管平行轉(zhuǎn)向垂直，開窗鉆頭接觸套管待鉆位置，啟動地面高壓泵，鉆進(jìn)參數(shù):泵壓28-43MPa、排量0.75-0.85L/s，連續(xù)油管將高壓鉆井液輸送至井下螺桿馬達(dá)，開始套管開窗，隨著套管的鉆進(jìn)，地面控制系統(tǒng)下放連續(xù)管，完成套管的開窗工序。鉆分支井眼，通過連續(xù)油管將自驅(qū)動射流鉆頭下入油管中，啟動地面高壓泵，自驅(qū)動射流鉆頭利用高速射流的侵蝕作用實(shí)現(xiàn)對地層破巖、鉆孔，自驅(qū)動射流鉆頭向后噴出的高速射流與鉆孔內(nèi)壁間產(chǎn)生的作用力為鉆頭和連續(xù)油管的順利鉆進(jìn)提供了推動力，鉆進(jìn)參數(shù)為泵壓57MPa、排量0.52L/s，徑向水力射流鉆進(jìn)100m，起出連續(xù)油管和自驅(qū)動射流鉆頭，重新上提或下方油管柱，旋轉(zhuǎn)鉆盤，確定井下導(dǎo)向器的方位角，鉆下一個分支井眼，最終完成徑向井段的鉆井作業(yè)。
[0032]采用超短半徑徑向井鉆井技術(shù)進(jìn)行分支井的鉆進(jìn)。
[0033]三開水平段選擇套管不固井完井，或者選擇套管固井完井。
[0034]分支水平井與遠(yuǎn)端或近端排采直井相聯(lián)通。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤層氣水平分支井的鉆完井方法，先使用常規(guī)鉆具組合完成水平井一開和二開井段的鉆進(jìn)，完鉆后下套管固井，完鉆層位位于煤層或接近煤層的位置，三開水平段采用套管定向鉆具組合鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)井深后用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出，之后采用超短半徑鉆井技術(shù)進(jìn)行分支井的鉆進(jìn)，最終鉆成魚骨型水平分支井。
[0036]因此，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):(I)減少煤層主井眼鉆進(jìn)時的停泵時間，有效支撐煤層，避免鉆井抽汲作用，減少水平井井塌、埋鉆具事故；(2)大大簡化分支井鉆井工藝，降低分支井鉆進(jìn)風(fēng)險，縮短作業(yè)周期，減少煤層氣分支鉆井成本。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于，該方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟1:采用常規(guī)鉆具組合完成水平分支井的一開表層段(I)、二開直井段(2)和增斜段⑶的鉆進(jìn)，完鉆后下套管固井； 步驟2:三開煤層水平段采用套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)井深后用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出完鉆； 步驟3:下入超短半徑徑向水平井鉆井工具，進(jìn)行磨銑套管和煤層中分支井的鉆進(jìn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于:所述步驟I中，水平井的直井段⑵和增斜段⑶由常規(guī)定向鉆具組合完成，完鉆層位位于煤層(6)或者煤層頂板附近。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于:所述步驟2中，水平段通過套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，當(dāng)增斜段(3)的完鉆層位不在煤層(6)時，三開先通過常規(guī)定向鉆具組合鉆入煤層(6)后再下入套管定向鉆具組合完成水平段的鉆進(jìn)，三開完鉆后用泵送打撈裝置打撈井底鉆具組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于:所述鉆具組合采用井底鉆具組合，或者采用鉆桿、懸掛器、套管和井底鉆具組合的鉆井組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于:所述步驟3中，采用超短半徑徑向井鉆井技術(shù)進(jìn)行分支井的鉆進(jìn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于:三開水平段選擇套管不固井完井，或者選擇套管固井完井。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣水平分支井鉆完井方法，其特征在于:分支水平井與遠(yuǎn)端或近端排采直井相聯(lián)通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層氣水平分支井鉆完井方法，該方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：步驟1：采用常規(guī)鉆具組合完成水平分支井的一開表層段、二開直井段和增斜段的鉆進(jìn)，完鉆后下套管固井；步驟2：三開煤層水平段采用套管鉆井鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)井深后用鋼絲打撈裝置從套管中將井底定向鉆具組合起出完鉆；步驟3：下入超短半徑徑向水平井鉆井工具，進(jìn)行磨銑套管和煤層中分支井的鉆進(jìn)。本發(fā)明能夠減少煤層主井眼鉆進(jìn)時的停泵時間，有效支撐煤層，避免鉆井抽汲作用，減少水平井井塌、埋鉆具事故；大大簡化分支井鉆井工藝，降低分支井鉆進(jìn)風(fēng)險，縮短作業(yè)周期，減少煤層氣分支鉆井成本。
【IPC分類】E21B7/00, E21B43/30
【公開號】CN104912479
【申請?zhí)枴緾N201510218344
【發(fā)明人】龐濤, 姜在炳, 韓保山, 降文萍, 李彬剛, 杜新峰, 王晶, 喬康, 周加佳
【申請人】中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月30日