PDF《深部煤层气 T 型井钻井技术》

6 个分支的轨迹设 计如图

3 和表

1 所示? 图3各分支设计水平投影图 Fig.3 Horizontal projection of each branch

0 9

1 杨 刚等:深部煤层气 T 型井钻井技术

2018 年第

6 期2.2 井壁稳定性分析 A1 井壁稳定性和坍塌压力分析分别如图

4、图5所示?目的煤层及邻近层坍塌压力系数均小于 1?8 /

9 号煤层中沿不同方位钻进水平井时?坍塌压 力系数均小于 1.02?井壁坍塌风险较小?另外?A1 直 井煤层段井径扩大率平均 3%?由此可见?该井目的 煤层稳定性较好?具备清水钻井条件?为保障储层保 护及井壁稳定性要求?建议采用清水+2%KCL 钻井 液体系?钻井过程中需加强固控?清除有害固相? 图4A1 井壁稳定性分析 Fig.4 Analysis of wellbore stability of A1 2.3 柔性钻具摩阻转矩分析 T 型钻井工序包括通井、下斜向器、开窗、定向、 水平段钻进?各工序下钻具组合见表 2? 对水平井 钻进过程进行摩阻转矩分析?旋转钻进、起钻及下钻

3 种工况下柔性钻具不会发生正弦/ 螺旋弯曲及扭 曲破坏?可以安全钻进

100 m? 以第一分支 T1 为例计算悬重、转矩 ( 表3): ?112 mm 水平段(计算井深

2 004 m?水平进尺

100 m)作业时最大钩载为 45.15 t?旋转钻进时最大转矩 为12.41 kN?m? ZJ-15 钻机最大钩载

90 t?安全系

1 9

1 2018 年第

6 期煤炭科学技术第46 卷 数为1.99?满足作业要求?建议选用相当作业能力的 钻机? σH?max 、σH?min 分别为最大或最小水平主应力 图58/

9 号煤层坍塌压力分析 Fig.5 Collapse pressure analysis for No.8/

9 coal seam 表2T型井钻具组合 Table

2 Drilling rig hole assembly of T Shape well 序号 钻具 钻具组合

1 通井钻具 ?118 mm 铣锥+?118 m*2 m 通径规+?73 mm 钻杆

2 斜向器钻具 斜向器总成+?73 mm 钻杆+定向接头+?73 mm 钻杆+校深短接+?73 mm 钻杆

3 开窗钻具 ?118 mm 复式铣锥+?98 mm 柔性钻杆+?73 mm 钻杆

4 定向钻具 ?116 mm 造斜钻头+?102 mm 柔性钻杆+?73 mm 钻杆

5 水平钻进 ?112 mm 钻头+?102 mm 柔性钻杆(100 m) + ?73 mm 钻杆 表3悬重、转矩数据 Table

3 Hanging weight and torque data 项目 悬重/ t 转矩 / (kN?m) 起钻 45.15

0 下钻 44.40

0 旋转钻进 44.00 12.41 计算条件如下:摩擦因数套管内 0.25?裸眼内 0.35?钻井液密度 1.

01 g / cm3 ?起下钻速度 18.

29 m/ min?钻压

20 kN?钻头转矩

8 kN?m?井眼按照设 计轨迹计算?考虑游动系统质量

5 t? 2.4 水力参数分析 水力参数分析表明?满足井眼清洁的最低排量为 0.25 m3 / min? ?112 mm 水平井段排量为 0.5 m3 / min 时?泵压为 8.12 MPa?既可以满足井眼清洁?又能满足 快速破岩要求?建议选用不低于此作业能力的钻井 泵? 推进泵排量 0.5~0.7 m3 / min?

3 现场试验

2017 年?在临兴-神府气田试验成功了国内 第一口

6 分支深煤层 T 型水平井??139.7 mm 套 管内开窗侧钻?钻头尺寸

112 mm?钻井周期

63 天?6 个分支累计水平进尺

478 m?其中

4 个分支 水平进尺

100 m?曲率半径为 1.

8、2.5 m? 完成作业前期准备工作后?由下往上依次钻进 各分支? 第一分支钻井作业:下斜向器?通过电测仪 器与陀螺仪测试深度及方位?打压座封斜向器?正旋 钻杆

50 圈以上丢手?组合开窗钻具进行开窗、修窗 作业?组合造斜钻具进行造斜?组合水平段钻具按设 计要求完成水平段钻进? 开窗钻井参数:钻压

15 ~