2)不进行储层强化的裸眼井在揭露储层到完钻阶段,尽量减少对煤储层的伤害,保护煤储层,宜选用清水、无粘土钻井液或低固相优质钻井液;
3)进行储层压裂等强化措施的生产井(包括直井和定向井),以稳定和保护井壁,润滑、冷却钻头及有效携带岩粉,特别是防止煤层段井径过大,保障钻井施工安全和相关工艺的顺利进行为主;对减少对煤储层的伤害的要求可施宽。
钻井循环介质性能要求
,钻井液滤液与地层水的电阻率比值应为3-5,以满足测井、测试的要求。在构造煤层段,可选用优质粘土加无机盐配制钻井液,钻井液密度应适当增大以平衡坍塌压力,一般不大于cm3,粘度应适当增大,一般不小于25s。
2降低失水量
失水量是钻井液中一项重要性能指标,为防止因钻井液滤液浸入伤害,必须使用降失水剂来控制中压失水在9ml以下。
.3酸碱值要适当
一般pH值应控制在8~之间。 4抑制水化、膨胀
为防止泥页岩及煤储层中粘土颗粒水化分散,膨胀剥落,造成煤储层伤害,可使用钾基系列优质制井液。
5降低钻井液密度,实行平衡或近平衡钻井
使用无粘土或少量粘土优质钻井液,使用好固控设备除去有害固相,保持低密度。
6切力和动塑比
适当的切力和动塑比,有利于携带悬浮钻屑,有效清洗井眼,降低激动压力和对煤储层的伤害。
7国内煤层气井常用钻井液匹配参数见表3:
表3 煤层气井钻井液匹配参数
密度 性能 g/cm3 指标 ~ 15~20 塑性粘度 ml <9 量% <4 < 中压失水固相含含砂量% 量% l~5 8~ 粘土含pH值 泡沫(包括充气、泡沫)作为钻井循环介质钻煤层气井,实现欠平衡或近平衡钻井,有利于减少对煤储层的污染,参照有关标准进行设计。
气体(包括空气、氮气)作为钻井循环介质钻煤层气井,实现欠平衡或近平衡钻井,有利于防止对煤储层的污染,参照有关标准进行设计。
钻柱设计
钻柱设计包括钻头、钻铤、钻杆、扶正器以及井下钻具组合的选择和设计,根据煤层气井的特殊性,具体要求如下:
钻头
要在综合考虑地层类型、钻头成本、钻井成本、水力参数及钻机成本的基础上,合理选择和设计煤层气井钻进钻头,确保高质高效。一般采用三牙轮和PDC钻头,取心钻头应一次达到设计井径。
钻铤
L-钻铤长度,m。
式中:Wb-设计的钻压,Kg。
Wc-空气中每米钻铤的重量,Kg/m。 f-浮力系数,无量纲,可用下式算得:
式中:ρc-钻铤的密度,g/cm3;
ρm-钻井液的密度,g/cm3。
注:考虑实际钻井摩擦力、反弹力、井斜等影响,实际设计钻铤长度计算值应加大l0%左右。
钻杆
常用Ф127mm钻杆,取心时选用钻杆内径应≥94mm以满足绳索式取心器内筒通过。
扶正器
对于地层倾角大,软硬交错互层多的易斜地区。应采用扶正器,以实现“满眼”或“钟摆”钻进。通常采用螺旋式扶正器。
固井工程设计 套管设计
套管串结构设计
必须满足地质设计要求,同时要经济。
设计时要综合考虑内应力、挤应力、拉应力等三种应力及完井和增产作业的需要。
内应力设计应考虑套管试压、压裂等特殊作业的情况。
煤层气井生产套管和技术套管应使用API标准套管,表层套管可考虑使用API限用套管。
SY/T 5618规定的要求。
水泥封固段的生产套管都应下扶正器。完井深度在1000m以浅的煤层气直井,生产套管在目标层上下范围内每二根套管至少装一只扶正器。完井深度在1000m以深的煤层气直井、定向井和井径井斜大及方位急骤变化的井段要适当加密。
固井施工设计
CH-最大环空水泥浆液柱高度,m。 式中:Fd-煤储层破裂梯度,kPa/m;
ρm-固井时井内钻井液密度,g/cm3; hd-煤层深度,m;
ρc-最大水泥浆平均密度,g/cm3。; 式中:ρc-最大水泥浆平均密度,g/cm3;
Fd-煤储层破裂梯度,kPa/m; hw-煤层气井垂深,m;
Po-固井时水泥浆流动压力和摩阻压降之和,MPa;设计时一般取4-
5MPa。
取心设计
T=KH计算值,从出井口到煤心装罐完时间小于10min。 其中:T-提升时间(min);
K=m; H为井深(m)。
取心钻具组合
用组合:
Ф(Ф)取心钻头+Ф89mm绳索式半合管取心工具+Ф127mm钻杆(内径≥94mm)+方钻杆。
组合:Ф118mm(或Ф95mm)取心钻头+Ф118mm(或Ф95mm)扩大器+Ф90mm绳索式半合管取心工具+同径绳索取心钻杆。
取心参数应结合现场实钻煤层特征具体制定,推荐参数见表4。
表4 煤层气井绳索取心施工工程参数
井段 煤层段 钻压 kN 20~50 转速 r/min 40~50 排量 L/s 6~8 4 钻前准备及验收
钻前准备
煤层气井钻前准备包括井场布置、道路修建、设备安装、钻井工程准备等内容。 井场布置准备
井场面积及布置应符合煤层气井钻井施工作业、压裂施工作业和排采作业等要求。一般1000m以浅的井场面积应为50m×35m;1000m以深的井场面积以50m×40m为宜。
道路准备
道路修建应能承受施工作业各型车辆的通行,并使道路正对井场大门。 设备安装
设备的摆放和安装程序按各型钻机要求进行,要做到“平、稳、正、全、牢”。 钻井工程准备
钻井工程设计书必须在开钻前送达钻井队,并制定钻井施工技术措施,全面进行交底。
准备符合规定的各类钻井工具,仪器仪表器材。 检查好钻具、各类配合接头,配套打捞工具。 作好下井钻具的丈量和记录。
准备好各种生产用原始记录表格、报表。
按技术要求调校仪表,保证灵敏准确;高低压管线、油水管线按规定试压合格,保证灵、通,无跑、冒、滴、漏现象。
钻井循环介质准备
监测钻井循环介质的各种仪器配套齐全,性能良好。
准备足够量的钻井循环介质,性能达到设计要求,一般一开准备50m3~60m3的粘土浆。
各种符合要求的处理剂一次到位。 技术交底
技术交底是完成最终钻井目的重要保障,。
开钻前的技术交底会应由钻井队全体人员参加,落实到班组等最小工作单位。 交底会上应由地质技术员通报地质任务、钻井目的和要求、完成目的的标志等;钻探技术员通报钻井各阶段的操作要领和注意事项,各阶段可能遇到的复杂情况及应对措施;机修技术员通报施工设备的工作状况,设备运转中可能出现的意外和应对措施;参加者共同讨论后由管理者牵头制定出施工方案和技术措施,后勤保障人员落实各项保障任务。
技术交底及检查落实应贯穿整个施工过程。 钻前验收
安装完毕,钻前各项准备工作就绪后,井队必须严格进行验收。煤层气井钻井工程的钻前验收内容包括井场布置,设备安装,钻井工程准备,健康、安全与管理体系等。
开钻验收项目按开钻验收书格式内容进行验收,写出验收报告。验收合格后签发验收合格证书。不符合要求的要限期整改,经整改后达到规定标准才能开钻。健康、安全和环境管检查验收按照本标准第十章执行。