石油与天然气地质勘探论文--煤层气钻井流程及关键技术

石油与天然气地质勘探论文--煤层气钻井流程及关键技术内容摘要：

心钻进中途不能调整 钻井循环介质性能。 割心操作要求 钻到预定进尺后，停泵，停转盘，上提 ～ ，实施割心。 注意上提钻具时应一次完成。 若地层较硬或钻遇煤层夹矸时，可适当磨心后，再割心。 提心操作要求 1 卸开方钻杆入大鼠洞，将打捞器上的钢丝绳分别穿过准备好的两组滑轮。 用绞车钢丝绳将打捞器均匀送下，距内筒打捞头约 50m，适当提高下放速度，以确保捞住内筒。 不能放得太多，防止钢丝绳打绞、跳槽。 上提初期应缓慢，内筒进入钻杆后可加速，随时注意指重表，以防卡死。 上提遇卡上下活动无效时，将内筒脱开丢在钻 具内，再不行时则拉断打捞器的安全销，将钢丝绳起出来，起钻处理。 提心过程注意随时往井内灌注钻井循环介质，以保持井内压力，保证煤层气含量测定质量。 起钻、换钻头操作要求 1 起钻中严禁强拉。 严禁用取心工具特殊装置进行冲击。 上卸钻头要注意保护好取心钻头的切削刃。 六固井施工作业要求 套管准备及作业 ， 参照 SY/T 5396 标准进行验收，不合格和手续不全者必须更换。 2下套管作业规程，按 SY/T 5412 标准规定的作业规程精心细致组织施工。 固井施工要求 1 表层水泥浆 返至地面。 2 如果煤储层不能承受现有最轻的水泥浆密度上返至地面，可采用低密度注水泥或分级注水泥固井。 3 为保证全井平均水泥浆当量密度不超过最大水泥浆平均密度可采用变密度固井。 4 煤层气井生产套管固井应采用低密度（≤ ）、抗压强度大于 14MPa的空心微珠水泥固井。 水泥浆上返至最上一个目的煤储层以上 200m或地面。 套管柱试压要求 1 试压时间 1 表层套管柱试压在固井结束 24 小时后进行。 2 技术套管和生产套管试压，应在水泥浆候凝 48小时后，完成测井后进行。 2试压方法 用井口试压 工具连接井口试全井套管柱、井口。 试压介质采用清水或管内循环介质采用水泥车或其它专用试压设备。 表层套管柱试压 6MPa， 30分钟降压不大于 为合格。 技术套管柱试压要求如表 5。 表 5 技术套管试压标准 套管外径 mm 试压压力 MPa 30分钟降压 MPa ф 12 ≤ ф 8 ≤ 生产套管柱试压要求如表 6。 表 6 生产套管试压标准 套管外径 mm 试压压力 MPa 30 分钟降压 MPa ф 20 ≤ ф 20 ≤ 七， 煤层气井井控要求 7， 1 井控操作要求 1 为保证煤层气井的安全钻进，防止煤储层和煤系地层中的游离气聚集造成液柱压力失去平衡而造成井涌、井喷。 参照 SY/T 6426 钻井井控技术规程执行； 2 进入煤系地层前，要求所有上岗人员熟悉井控 防喷防火制度，并组织防喷防火演习。 3 进入煤系地层和煤储层时要严格执行坐岗观察制度，以及时发现溢流现象和井涌，并立即采取措施控制井喷。 7． 2 井控设备要求 1 参数井 `、试验井必须安装液压防喷器。 小井眼的参数井及地质资料清楚，无游离气或游离气很少的试验井由施工单位确定是否安装液压防喷器，但必须向中联公司项目经理部通报。 2 生产井原则上要安装液压防喷器。 地质资料清楚、无游离气或游离气较少的井，施工单位可以不装液压防喷器。 但应向中联公司项目经理部通报 3 煤层气井常用液压防喷器规格尺寸，采用 FZ2814或 2FZ3521 等单闸板或双闸板液压防喷器，与其配套的液压控制系统和节流管汇，在二开或三开时安装使用。 试压 10MPa， 30分钟压降小于 为合格。 八 钻井工程质量要求 井身质量 1 钻井深度：钻达设计井深或完钻要求井深，以转盘面至井底，校核后钻具实长为准的钻井深度。 2 全角变化率应符合表 7 规定 ,全角变化率按照下列公式计算。 表 7 直井井身质量要求标准 测量井深 全角变化率 井深 最大水平位移 m (0)/25m m m 0～ 500 ≤ 500 ≤ 10 500～ 1000 ≤ 1000 ≤ 20 1000～ 1500 ≤ 1500 ≤ 30 Σ =arc cos[cosα 1 cosα 2+sinα 1 sinα 2 cos(φ 2φ1)]25/Δ H 式中：Σ —— 全角变化率，（ 0） /25m； α 1—— 计算井段上测点的井斜角，度 (0)； α 2—— 计算井段下测点的井斜角，度（ 0）； φ 1—— 计算井段上测点的方位角，度（ 0）； φ 2—— 计算井段下测点的方位角，度（ 0）； Δ H—— 计算井上、下两测点的距离， m。 3 水平位移应符合表 7中规定。 水平位移按下列公式计算： S=(ΣΔ E2+ΣΔ N2) Δ E=FaΔ Lsinα c cosφ c Δ N=FaΔ Lsinα c sinφ c Fa=1(Δα 2+Δφ 2)/24 Δα =(α 2α 1)л /180 Δφ =(φ 2φ 1)л /180 Δ L=L2L1 α C=(α 1+α 2)/2 φ c=(φ 1+φ 2)/2 式中： S—— 水平位移 ， m； Δ E—— 测量段在正东坐标上的投影长度， m； Δ N—— 测量段在正北坐标上的投影长度， m； Fa—— 计算系数，无量纲； Δ L— 测量段长度， m； L1—— 计算井段上测点井深， m； L2—— 计算井段下测点井深， m； α c—— 测量段平均井斜角，度（ 0）； φ c—— 测量段平均方位角，度（ 0）； Δα —— 测量段井斜角增量 ， rad； Δφ —— 测量段方位角增量， rad； 4 全井最大井斜角小于 30，如地层倾角大于 150，最大井斜角适当放宽 10～ 20。 5 钻井过程中以单点测斜监测照片为准，照片随原始资料上交保存。 6 交井以完钻电测连续测斜资料为准，测点读值≤ 25m，特殊情况要加密，最后一测点距离完钻井底不大于 10m。 7 测斜数据采用计算机进行处理，均采用平均角法或曲率半径法。 8 井径扩大率根据井身结构和地层情况划分为不同井径扩大率，一般地层要求井径扩大率≤ 20％，煤层井段井径扩大率≤ 35％， 对有特殊要求 的井，井斜控制应在单井设计中拟定。 固井质量 1 固井质量总体要求 1 固井质量应达到地质工程设计要求，并能经受合理的射孔、压裂考验，满足正常情况下的排采需要。 2 固井施工前，取现场水对设计使用的水泥做好 48 小时的抗压强度试验，要求抗压强度大于 14MPa。 并作氯离子化验，以保证与水泥配伍性，否则不能施工。 3 表层套管口袋 1m；技术套管口袋 1m～ ；生产套管口袋 ～ 2m，人工井底至最下一层目的煤层底≥ 45m，人工井底至管鞋≥ 10m。 水泥环质量要求 表层套管固井必须用水泥车， G 级水泥固井，水泥浆必须返出地面，否则补打。 套管要居中，替浆量要准确，严禁替空。 煤层井段上、下应有连续各 30m以上水泥环胶结质量良好，并且不得有串漏现象。 技术套管靠近管鞋 5m 内必须封固合格。 水泥环胶结质量评价标准如表 8: 表 8 水泥胶结质量评价标准 等级 优良 合格 基本合格 不合格 第一界 声幅值 ≤ 10% 10%声幅值 ≤ 20%声幅值 ≤ 声幅值 30% 面 20% 30% 第二界面 地层波强、清晰 地层波较强、较清晰 地层波较弱、可辩认 地层波弱、难辩认 压 1 套管柱试压应于声幅测井、人工井底符合设计要求后进行。 试压标准按第 6标准执行。 试压压力不超过套管抗内压屈服强度的 80％。 2 套管规格严格按设计要求选用，如有变动必须经中联公司项目经理部同意。 对现场使用的套管必须有厂家提供的各项性能指标数据，并且均达到 API 标准。 3 套管柱试压介质与井内介质相同或用清水。 冬季试压井口部分的液体应换成柴油，以防影响试压效果。 固井质量不合格的井，必须采用补救措施，经补救达到上述要求的视为固井质量合格。 符合上述标准为合格。 取心质量 1 目标 煤层取心必须使用绳索式取心工具进行取心。 2 全井煤层取心收获率≥ 80％，其它岩层取心收获率≥ 90％。 3 井深 1000m 以浅割心捞住取心器内筒后提至井口时间不超过 20分钟。 4取心质量应符合本标准第。 完井质量 1 做好完井井眼准备，以保证完井电测，下生产套管，固井等作业顺利进行。 套管上扣扭矩必须满足表 9要求，使用套管液压大钳、自动记录扭矩仪和采用符合 API标准的套管螺纹脂。 表 9 套管上扣扭矩标准 套管尺寸 mm 钢级 壁厚 mm 紧扣扭矩 最小 最大 平均 ф J55 2510 4190 3350 ф N80 3540 5900 4720 ф J55 3190 5300 4240 ф J55 3730 6220 4980 ф N80 4500 7500 5990 ф N80 5270 8800 7040 完井井口装置必须符合设计要求，装好套管头，井口套管接箍顶部必须保持水平，距地面以上高度（生产套管接箍 顶部与地面）要求小于 试压完立即用丝堵或盲板法兰将井口封牢，并电焊井号标记。 九 健康、安全与环境管理（ HSE）要求 、安全与环境管理培训及管理体系 1 煤层气钻井施工队伍必须经过 HSE培训，关键岗位要持证上岗。 钻井队要设立 HSE 管理小组和健康、安全员； 2 执行国家和当地政府有关健康、安全与环境保护法律、法规的相关文件；。