煤層氣叢式井技術(shù)研究_-_王德桂

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1、煤層氣叢式井技術(shù)研究王徳桂2毛志新彳馮建秋I(1.中石油煤層氣有限責(zé)任公司北京100028；2.中聯(lián)煤層氣國(guó)家工程研究中心有限責(zé)任公司北京100095)摘要：韓城、三交及大寧吉縣地區(qū)地面地形條件較差，鉆前工作量大，排采管理較閑難，采用從式井技術(shù)將能較好的解決以上問(wèn)題，取得較高的綜合效益。文章首先綜述從式井技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及其特點(diǎn)，然后以大寧-吉縣地區(qū)的條件為例，進(jìn)行了從式井井網(wǎng)選擇和部署、場(chǎng)地要求、設(shè)計(jì)原則與要求、設(shè)備要求、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)等方面的研究，并針對(duì)排采屮防偏磨而進(jìn)行扶正器合理安放位置的研究，為大規(guī)模利用從式井技術(shù)進(jìn)行煤層氣川開(kāi)發(fā)提供技術(shù)參數(shù)及要求。關(guān)

2、鍵字：鉆前工程；排采管理；從式井；井網(wǎng)選擇；扶正器；技術(shù)規(guī)范從式井是指在一個(gè)井場(chǎng)上有計(jì)劃地鉆出兩口及以上的定向井組，該技術(shù)是隨著鉆井技術(shù)和工藝的發(fā)展大規(guī)模應(yīng)用于地面條件差，井場(chǎng)不便的地區(qū)。國(guó)內(nèi)，長(zhǎng)慶汕出和延長(zhǎng)汕礦人規(guī)模應(yīng)用于低滲汕氣出勘探開(kāi)發(fā)［何，同時(shí)灘海和海上鉆井平臺(tái)也人量使用，降低鉆井綜合成本，提高經(jīng)濟(jì)效益”役國(guó)內(nèi)煤層氣層埋深普遍在1200m以內(nèi)，較汕氣層埋深淺，從式井技術(shù)在應(yīng)用屮不斷發(fā)展，華北汕田在沁水盆地部分區(qū)域進(jìn)行了大量使用⑹，同時(shí)煤層氣公司韓城分公司在08年施工了從式井組，排采效果也較好。韓城、三交及大寧吉縣地區(qū)地面地形條件較差，征地和道路修整

3、困難，人部分區(qū)域較適介采用從式井技術(shù)開(kāi)發(fā)煤層氣出。叢式井具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.節(jié)約上地資源，大大減少鉆前費(fèi)用，保護(hù)環(huán)境；2.方便鉆井和壓裂作業(yè)，減少3力7井左右的搬家費(fèi)；3.兒口井可以統(tǒng)一進(jìn)行壓裂及排采維護(hù)，降低地面建設(shè)費(fèi)及管理成木。同時(shí)從式井組也具有以下缺點(diǎn)：1.增加了井眼軌跡控制難度；2.設(shè)備和技術(shù)要求高；3.現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)管難度增人；4.總體井組鉆井周期長(zhǎng)，一般要整個(gè)井組完鉆后才可進(jìn)行后期作業(yè)。1叢式井井網(wǎng)選擇和部署原則1.1煤層氣叢式井井網(wǎng)選擇煤層氣從式井井網(wǎng)的選擇主要考慮到以下因素：(1)煤層氣開(kāi)發(fā)直井井網(wǎng)：現(xiàn)有煤層氣井間距一般保持在300^400m,相

4、對(duì)于普通汕氣井間距較小，一?般釆用四點(diǎn)法和五點(diǎn)法部署井網(wǎng)，從式井網(wǎng)控制面積也應(yīng)該遵循冑井網(wǎng)的要求。(2)煤層埋深：煤層埋深條件是選擇從式井井?dāng)?shù)的重要條件，埋深深小于400米的井原則上不設(shè)計(jì)從式井組，埋深小于600m的選擇2~4口井共一個(gè)井，埋深在800^1000m之間的一般選擇5~6口井，超過(guò)1000m的對(duì)選擇6為口井。(3)地質(zhì)與地形條件：地質(zhì)條件復(fù)雜，中上部地層有嚴(yán)重的井漏、涌水、地層傾角大、方位易漂移等地質(zhì)情況時(shí)應(yīng)該選擇井?dāng)?shù)少的從式井組；地面條件相對(duì)較好，征地和路面條件好的地區(qū)也對(duì)選擇井?dāng)?shù)少的從式井組。（4）鉆井隊(duì)伍設(shè)備能力和成本因素：現(xiàn)有煤層氣鉆井

5、設(shè)備大部分采用煤炭的小鉆機(jī)，整體設(shè)備能力差，定向儀器簡(jiǎn)陋，一般采用單點(diǎn)測(cè)斜設(shè)備進(jìn)行控制，精度低，但同時(shí)工程成本較低。當(dāng)水平位移過(guò)大，垂深1000m,水平位移超過(guò)300m時(shí)，現(xiàn)有隊(duì)伍能力在工程精度、動(dòng)力條件籌方面很難滿足要求。圖2叢式井組控制面積大寧-吉縣地區(qū)的煤層埋深在900^1200m,地面條件和對(duì)其他分公司耍好，部分地區(qū)中上部地層掉塊嚴(yán)重且傾角較大，綜合考慮以上條件，建議暫時(shí)采用1口直井+4口定向井組成的叢式井井組（圖1所示），在各項(xiàng)條件得到改善后可以考慮9口井共一個(gè)井場(chǎng)的方式。圖15口井組成的叢式井組1.2叢式井井位部署叢式井的井位部署應(yīng)充分考慮煤層

6、理深、滲透率、傾角、主應(yīng)力方向等因素以及井眼軌跡控制等工藝技術(shù)條件。如圖2所示，在人寧-吉縣地區(qū)可以采用1口直井+4口定向井的叢式井井纟R來(lái)控制400mX400m的五點(diǎn)式井網(wǎng)。1.3鉆井場(chǎng)地選擇原則在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行從式井場(chǎng)地的選擇應(yīng)充分考慮地面的地形條件和控制及合理利用儲(chǔ)量的需要，并考慮到后期地面建設(shè)需要，一般要綜合考慮以下因素：（1）滿足區(qū)塊開(kāi)發(fā)方案和煤層氣集輸要求；（2）充分利用口然環(huán)境、地理地形條件，盡量減少鉆前工程的難度，有效利用井組控制不利；（3）應(yīng)考慮鉆井能力和井眼軌跡控制能力；（4）必須滿足其它冇關(guān)女全環(huán)保的規(guī)定。大寧吉縣區(qū)塊一般采用2000米鉆機(jī)

7、進(jìn)行鉆進(jìn)施工，每口直井的井場(chǎng)大小通常為30X40米。1口直井+4口定向井組成的從式井可以采用50X40米大小的井場(chǎng)。2叢式井地質(zhì)與工程設(shè)計(jì)原則及要求2.1井間距設(shè)計(jì)井間距一?般設(shè)計(jì)為4-8米，根據(jù)地層傾角情況和前期統(tǒng)計(jì)的直井150以內(nèi)井斜情況，考慮到防碰要求，在此確定為5口1.2造斜點(diǎn)位置選擇如果條件允許，造斜點(diǎn)選擇應(yīng)盡可能靠上，一般進(jìn)入基巖50m以后開(kāi)始，相鄰兩井造斜點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)30m,具體造斜點(diǎn)的確定述應(yīng)遵從以下原則：(1)造斜點(diǎn)應(yīng)選擇在比較穩(wěn)定的地層，避免在巖石破碎帶、漏火地層；(2)地層可鉆性均勻，不應(yīng)冇硬夾層；(3)要滿足采油工藝要求：(4)垂深大、水

8、平位移小的井，造斜點(diǎn)應(yīng)深，以簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)、加快鉆速：(5)垂深小、