煤层气多分支水平井钻井工艺研究

5 8 1 } 2 。 3 年 。 月 煤层气多分支水平井钻井工艺研究 王永 昌 苏士波 李武 生 ’ 孙学军 仵 磊 。 荆谷丰 1 ． 中国石油渤海钻探定向井技术服务分公司 ， 河北 任丘 0 6 2 5 5 0 ； 2 ． 胜利钻井工程技术公司定 向井公司 ， 山东 东营 2 4 7 0 0 0 ； 3 ． 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院， 陕西 西安 7 1 0 0 2 1 摘 要 ： 基 于沁水盆地 郑庄 区块 3 #煤层 的地 质和力 学特征 ， 其适于采 用 多分支水 平井钻 井技 术开发煤层 气。但 由于煤层较脆 ， 且存在 互相垂直 的天然裂缝 ， 钻进极 易引起 井下垮 塌 、 卡钻等复杂 事故 的发 生， 更严 重的甚至会使 井眼报废。郑 1平一 3 H 井是渤海钻探在 沁水盆地郑庄 区块 的一 口科 学实验 井， 为解 决煤层 气多分 支水平井钻 井难 题 ， 首先将 郑 1平一 3 H 井 的排采 直井“ 洞穴” 置 于稳定 的煤 层顶板上 ， 与水平 井主支实 现硬穿针 ， 从 而根 除排采 洞穴垮塌和 上下井 眼错 位 的问题 ； 其 次使 主井眼在煤层 顶部延伸 ， 钻主支 时优化钻 井液 ， 解 决井 眼稳定 和井 眼重入 问题 ， 确保形 成稳定 的排 水输灰通道 。煤层气 多分支水平 井井眼轨迹控制技术 、 U型井联通技术及 悬空侧钻技 术的采用较好 地解决 了煤层 气多分支水平井钻井 的上述难题 ， 具 有重要实践意义。 关键词 ： 煤 层气； 多分支水平井 ； U型井联通 ； 煤层顶板 ； 轨迹控制 ； 悬空侧钻 D Ol ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 — 5 5 3 9 ． 2 0 1 3 ． 0 5 ． 0 1 5 0 前 言 煤 层 气是 一 种 以 吸 附状 态 赋存 于 煤 层 中 的非 常 规天然气 ， 又名煤矿 瓦斯 ， 其 中甲烷含量 大于 9 0％， 是 天 然 气 最 现 实 的接 替 能 源 ⋯。 沁 水 盆 地 位 于 山西 省东 南部 ， 东 西宽 1 2 0 k m， 南 北 长 3 3 0 k m， 面积约 3 0 0 0 0 k m ， 煤层气资源相 当丰富。该盆地含煤地层 主要 为 上石 炭 统太 原 组 和下 二 叠 统 山西 组 ， 煤 层 总厚 度 为 1 ． 2 ～ 2 3 ． 6 1 T I ， 埋 深 一般 小 于 1 5 0 0 1 T I ， 大 部 分地 区 适合 煤 ......