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煤层气水平井钻井工程因素对煤粉产出影响的数值模拟——以柳林区块为例

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矿业科学学报 2022年第6期7卷 670-679页

作者：魏迎春王亚东张劲王安民孟涛中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

煤粉产出是制约煤层气开发的关键因素。影响煤粉产出的因素包括静态和动态因素,钻井工程是动态因素中影响煤粉产出的重要因素之一。以柳林煤层气区块为例,从井壁稳定性角度出发,运用ANSYS软件建立了二维、三维模型,分别模拟了不同钻井... 详细信息

煤粉产出是制约煤层气开发的关键因素。影响煤粉产出的因素包括静态和动态因素,钻井工程是动态因素中影响煤粉产出的重要因素之一。以柳林煤层气区块为例,从井壁稳定性角度出发,运用ANSYS软件建立了二维、三维模型,分别模拟了不同钻井方位、钻井液密度、井眼半径、井斜情况下井壁的受力和变形,分析了煤层气水平井钻井工程因素对煤粉产出的影响。研究表明,井眼大小和井斜对煤粉产出的影响较大,而井眼方位和钻井液密度对煤粉产出的影响较小;井眼方位沿最大水平地应力方向时,井周等效应力差值最大,应力集中最明显;钻井液密度过大会导致井壁拉伸破坏;水平井钻进过程中,井眼半径越大、井斜越大,越易产生煤粉。为了减少钻井因素导致的煤粉产生,建议研究区水平井钻进时,井眼方位选择沿最小水平地应力方向,水平段选用清水钻进,水平段井眼倾角尽量与煤层倾角保持一致。研究成果为煤粉管控措施提供参考。

关键词：煤层气水平井钻井工程煤粉井壁稳定数值模拟

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沁水盆地煤层气水平井井筒煤粉迁移及控制

石油钻采工艺 2012年第4期34卷 93-95页

作者：曹立虎张遂安石惠宁白建梅王欢朱伟中国石油大学气体能源开发与利用教育部工程研究中心北京102249 中国石油大学(北京)煤层气研究中心北京102249 华北油田公司采油工艺研究院河北任丘062552

煤层气水平井煤粉的产出易造成储层伤害和卡泵问题,严重影响煤层气的产量。通过进行水平井井筒煤粉迁移规律物理模拟试验,研究了不同压差下,煤粉在水平井筒内的迁移特征。研究结果表明:煤粉和水两相流动为层流流动,煤粉迁移的速率与压... 详细信息

煤层气水平井煤粉的产出易造成储层伤害和卡泵问题,严重影响煤层气的产量。通过进行水平井井筒煤粉迁移规律物理模拟试验,研究了不同压差下,煤粉在水平井筒内的迁移特征。研究结果表明:煤粉和水两相流动为层流流动,煤粉迁移的速率与压差呈非线性增加关系,存在临界启动差压,压差增加到一定程度后,煤粉的迁移趋于稳定。根据煤粉产生机理分析、物模迁移实验和生产经验,提出了控制煤粉产出的生产措施。

关键词：煤层气水平井煤粉迁移控制

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煤层气水平井可降解钻井液体系研究

煤炭学报 2011年第10期36卷 1683-1688页

作者：蔡记华刘浩陈宇肖长波中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

为了尽可能地降低钻井液对煤层气储层的伤害,采用钻井液配方实验、粒度分析测试、滤饼清除实验、高温高压膨胀量测试和煤岩气体渗透率测试等试验手段,对煤层气水平井可降解钻井液体系进行了综合评价。结果表明:在可降解钻井液中,液态的... 详细信息

为了尽可能地降低钻井液对煤层气储层的伤害,采用钻井液配方实验、粒度分析测试、滤饼清除实验、高温高压膨胀量测试和煤岩气体渗透率测试等试验手段,对煤层气水平井可降解钻井液体系进行了综合评价。结果表明:在可降解钻井液中,液态的特种生物酶具有较快的破胶速度和较彻底的破胶效果,2 h后破胶率超过85%、破胶后浆液黏度≤2.5 mPa.s;生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率(增幅在15.47%～38.92%)。可降解钻井液具有保持井壁稳定和储层保护的双重优点,适合煤层(特别是松软煤层)水平井钻进。

关键词：煤层气水平井钻井液生物酶破胶酸化气体渗透率

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煤层气水平井注氮增产改造技术

煤炭科学技术 2016年第5期44卷 54-58页

作者：李贵川张锦虎邓拓马成明张奇宋大伟中联煤层气有限责任公司七元煤矿瓦斯治理与煤层气开发合作项目组山西寿阳045400

针对七元煤矿低孔、低压、低含水饱和度、高变质程度的煤储层特点和筛管完井煤层气解吸困难情况,为了实现瓦斯治理与煤层气共同开发的需要,探索出一套煤层气水平井筛管完井下的注氮增产改造技术。利用顶替排液、氮气驱替、憋井放喷3种... 详细信息

针对七元煤矿低孔、低压、低含水饱和度、高变质程度的煤储层特点和筛管完井煤层气解吸困难情况,为了实现瓦斯治理与煤层气共同开发的需要,探索出一套煤层气水平井筛管完井下的注氮增产改造技术。利用顶替排液、氮气驱替、憋井放喷3种氮气改造模式的不同特点,实施多次＂注氮-憋压-放喷＂作业,通过注氮改造可以清除近井污染,沟通煤层割理裂隙,改善井筒远处煤层渗透率,建立单相气体渗流通道,实现煤层气高效开发的目的。结果表明：七元煤矿5组水平井实施注氮增产改造技术后,单井日产气量提高3-20倍,实现了单井产量的突破。

关键词：煤层气开发瓦斯治理注氮增产煤层气水平井

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煤层气水平井煤粉产出及运移特征

煤田地质与勘探 2014年第3期42卷 31-35页

作者：曹立虎张遂安张亚丽秦鹏韩树王雪中国石油大学气体能源开发与利用教育部工程研究中心煤层气研究中心北京102249

煤粉是煤层气水平井排采中的不利因素,影响煤层气的产能。根据沁水盆地南部樊庄区块煤层气水平井的排采数据,分析了煤粉产出特征;通过煤粉在支撑裂缝中运移的物模试验,揭示了煤粉在支撑裂缝中的运移和伤害规律;利用流体迁移规律研究装置... 详细信息

煤粉是煤层气水平井排采中的不利因素,影响煤层气的产能。根据沁水盆地南部樊庄区块煤层气水平井的排采数据,分析了煤粉产出特征;通过煤粉在支撑裂缝中运移的物模试验,揭示了煤粉在支撑裂缝中的运移和伤害规律;利用流体迁移规律研究装置,进一步研究了煤粉在水平井筒的流动规律,建立了煤粉运移模型。研究结果表明:煤粉主要来源为钻井过程中钻具对煤层的研磨及压裂过程中大排量携砂混合流体对裂缝煤壁的摩擦和冲刷;煤粉对支撑裂缝中导流能力伤害率达90%,且排采速度越大,出煤粉量越多;煤粉在水平井筒中运移的流型为层流流动,通过控制压力、流量和煤粉含量,可在排采初期实现对煤粉的控制。

关键词：煤层气水平井煤粉产出运移支撑裂缝水平井筒

晋城潘庄区块15#煤煤层气单分支水平井轨迹优化

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中国煤炭地质 2018年第12期30卷 87-90页

作者：历彦福中煤地质集团有限公司北京100040

以晋城潘庄区块15#煤煤层气单分支水平井为研究对象,根据15#煤煤层气单分支水平井特点,进行了水平段测斜仪器的优选,总结了着陆的流程,对着陆之后近套管位置水平段钻进进行工艺优化,建立了轨迹控制模型指导煤层水平段钻进。根据研究结... 详细信息

以晋城潘庄区块15#煤煤层气单分支水平井为研究对象,根据15#煤煤层气单分支水平井特点,进行了水平段测斜仪器的优选,总结了着陆的流程,对着陆之后近套管位置水平段钻进进行工艺优化,建立了轨迹控制模型指导煤层水平段钻进。根据研究结果进行了现场验证,表明优化方案有效提高了煤层轨迹控制精度。

关键词：煤层气水平井测斜仪器工艺优化轨迹控制

浅层高水垂比煤层气水平井精准着陆技术研究与应用——以郑庄区块南兰花合作区为例

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2023年第12期 0036-0039页

作者：王钊辉苗雨坤北京大地高科地质勘查有限公司北京100040

浅层高水垂比煤层气水平井,对造斜段的井眼轨迹要求严格,且轨迹调整空间较小,而施工导眼虽能提高着陆精准度,但会增加工程工期和成本。为解决这个问题,通过研究,认为需要从精确井眼轨迹设计、卡准着陆标志层、精细井眼轨迹控制三个方面... 详细信息

浅层高水垂比煤层气水平井,对造斜段的井眼轨迹要求严格,且轨迹调整空间较小,而施工导眼虽能提高着陆精准度,但会增加工程工期和成本。为解决这个问题,通过研究,认为需要从精确井眼轨迹设计、卡准着陆标志层、精细井眼轨迹控制三个方面进行综合着陆控制。并在沁水盆地南部郑庄区块南兰花合作区L型水平井进行了工程验证,确认该项技术能有效提高浅层高水垂比煤层气水平井着陆精准度和成功率。

关键词：沁水盆地高水垂比煤层气水平井精准着陆

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束缚水钻井液及其在煤层气水平井中的应用

煤矿安全 2018年第1期49卷 13-16页

作者：代凯胡伟张建国周立春王刚岳前升长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中国石油山西煤层气勘探开发分公司山西晋城048000

为降低钻井液中自由水对煤层气水平井井壁稳定和储层保护造成的不利影响,在评价钻井液处理剂束缚自由水能力基础上,开发出煤层气束缚水钻井液,其配方为:清水+0.1%纯碱+(0.5~0.8)%束缚水胶凝剂+(0.5~1.0)%水基润滑剂,对比评价了束缚水钻... 详细信息

为降低钻井液中自由水对煤层气水平井井壁稳定和储层保护造成的不利影响,在评价钻井液处理剂束缚自由水能力基础上,开发出煤层气束缚水钻井液,其配方为:清水+0.1%纯碱+(0.5~0.8)%束缚水胶凝剂+(0.5~1.0)%水基润滑剂,对比评价了束缚水钻井液与清水、氯化钾盐水和黄原胶钻井液在煤层保护和井壁稳定性能上的差异。性能评价结果表明,束缚水钻井液自由水含量低,封堵能力强,侵入煤层滤失量少,对煤岩强度影响小,稳定煤层井壁能力优于清水和氯化钾盐水;稳定井壁和保护煤层能力优于现有的黄原胶钻井液。现场应用结果表明,束缚水钻井液可以较好地解决目前煤层气水平井储层保护和井壁稳定之间的矛盾,有较好的应用前景。

关键词：自由水束缚水井壁稳定储层保护煤层气水平井钻井液

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煤层气水平井割缝筛管优化设计

煤炭学报 2014年第11期39卷 2269-2275页

作者：杨睿月黄中伟李根生付宣袁进平中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油天然气集团钻井工程技术研究院北京100195

煤层气水平井割缝筛管的优化设计考虑了割缝参数对筛管抗挤强度和产能的影响。采用有限元数值模拟对比分析了布缝参数对筛管抗挤强度的影响。采用割缝筛管表皮因子模型,计算了不同布缝参数下割缝筛管引入表皮因子的大小。基于遗传算法... 详细信息

煤层气水平井割缝筛管的优化设计考虑了割缝参数对筛管抗挤强度和产能的影响。采用有限元数值模拟对比分析了布缝参数对筛管抗挤强度的影响。采用割缝筛管表皮因子模型,计算了不同布缝参数下割缝筛管引入表皮因子的大小。基于遗传算法的多目标优化方法,以筛管最大抗挤强度、最小表皮因子为优化目标,建立了割缝筛管优化设计模型,得出了高抗挤强度、低表皮因子的割缝参数的最优组合。结果表明：煤层气井中的割缝筛管更适宜采用交错布缝;其过流面积可达3%-10%;产气量高的井采用高缝密、短缝长、缝单元内缝数为3或4条的筛管;煤层埋深较深的井,采用低缝密、长缝长、缝单元内缝数为2或3条的筛管。

关键词：煤层气水平井割缝筛管抗挤强度表皮因子遗传算法