沁水盆地郑庄区块煤层气水平井钻井体系优化

作     者：李贵山 于振锋 杨晋东 宋新亚 郭琛 LI Guishan;YU Zhenfeng;YANG Jindong;SONG Xinya;GUO Chen

作者机构：山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司山西晋城048000 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第4期

页      面：118-126页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1810201) 晋城市重点研发计划资助项目(20210212)。 

主　　题：沁水盆地 郑庄区块 煤层气 水平井 钻井体系 

摘      要：郑庄区块位于沁水盆地西南部,主产气层位为山西组3号煤和太原组15号煤,区内煤层赋存特征以及含气性无论从垂向上还是横向上均差异较大。分别对3号煤和15号煤的主裂缝延伸方向以及含气性进行分析,在此基础上对该地层水平井钻井体系进行了优化,结果显示:3号煤的水平最大主应力方向应为北东45°~60°,南西225°~240°;15号煤的水平最大主应力方向应为北东60°~75°,南西240°~255°。15号煤水平最大主应力方向与3号煤的相差15°左右。3号煤层属特低硫~低硫无烟煤,煤厚基本在5~6 m。15号煤层属中高硫~高硫无烟煤,煤层厚度在横向上总体较稳定,一般为4~5 m,煤层结构较为复杂。3号煤层和15号煤层含气量由区块南部向北部略有增加的趋势,呈现北东向展布的相对富集区夹小面积零星分布的相对低含气量区。优化钻井体系主要从钻井设计方案优化和钻井过程优化两个方面来实施。钻井设计方案优化主要包括:钻井设计理念的优化、井位优化和钻井轨迹设计优化。钻井过程优化主要包括:钻井设备优化、钻井液体系优化和井眼轨迹控制。井眼轨迹控制包括:无导眼精准着陆、弯曲段井眼轨迹控制、着陆时井眼轨迹控制和着陆后水平段井眼轨迹控制。ZH-L36井运用优化后的钻井体系,最终煤层钻遇率达到99%,压裂后产气量达4万m3/d。区块运用优化后的钻井体系,日产气量提高了100万m3/d。