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羽状水平井欠平衡钻井环空流动特性研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2010年第3期32卷 117-121页

作者：张义鲜保安周卫东孙粉锦任源锋中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 中国地质大学工程技术学院北京海淀100083 中国石油大学石油工程学院山东东营257061 中国石油渤海钻探井下作业公司河北廊坊065007

羽状水平井欠平衡钻井技术是近几年来国内外煤层气开发中普遍采用的一项减少储层伤害、提高低渗储层煤层气采收率的新技术。针对该技术的技术特征,建立了物理模型和数学模型,结合现场井例分析了井筒环空内各流动特性参数的变化规律。结... 详细信息

羽状水平井欠平衡钻井技术是近几年来国内外煤层气开发中普遍采用的一项减少储层伤害、提高低渗储层煤层气采收率的新技术。针对该技术的技术特征,建立了物理模型和数学模型,结合现场井例分析了井筒环空内各流动特性参数的变化规律。结果表明:井底压力随泥浆排量的增加单调递增,同一泥浆排量条件下,环空注气量越大,井底压力值越低;羽状井自注气点至井口的井筒环空内,水平段由于静液压力占主导,空隙率、混相流体流速增长幅度较小,混相流体密度少许降低,压降损失也较少;竖直井筒环空内空隙率及混相流体流速自井底沿井筒向上初始缓慢增大,当环空压力降低到一定程度后,由于气液滑脱效应,而急剧增大,环空内混相流体密度变化规律与之相反,环空压力自井底沿井筒向上呈线性减小。

关键词：煤层气羽状水平井欠平衡钻井流动特性环空压降井底压力环空注气量

基于煤层气可降解的羽状水平井钻井液室内研究

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煤炭学报 2010年第10期35卷 1692-1695页

作者：岳前升邹来方蒋光忠田中兰胡友林汪伟英黄志强长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中国石油天然气集团公司钻井工程技术研究院北京100195 长江大学石油工程学院湖北荆州434023

为解决煤层气羽状水平井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾,研制出可生物降解的钻井液技术。该钻井液为无固相聚合物钻井液体系,具有较高的动塑比和低剪切速率黏度,能很好地稳定井壁和保持井眼清洁。优选出能够降解无固相聚合物... 详细信息

为解决煤层气羽状水平井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾,研制出可生物降解的钻井液技术。该钻井液为无固相聚合物钻井液体系,具有较高的动塑比和低剪切速率黏度,能很好地稳定井壁和保持井眼清洁。优选出能够降解无固相聚合物钻井液的生物酶,测试结果表明:该生物酶在0.01%加量、1h能有效降解钻井液,较适宜的降解环境为:pH=5.5～7.0,温度20～50℃,氯化钠和氯化钾对生物酶降解效果影响较小。

关键词：煤层气羽状水平井钻井液生物降解地层损害生物酶

考虑启动压力梯度的煤层气羽状水平井开采数值模拟

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石油学报 2006年第4期27卷 89-92页

作者：张冬丽王新海宋岩中国石化石油勘探开发研究院油藏所北京100083 长江大学地球科学学院湖北荆州434023

建立了对非均质各向异性双重介质煤层气进行定向羽状水平井开采的数学模型。模型中考虑了与气体吸附、解吸和扩散相耦合的三维气、水两相渗流以及储层的压力敏感性和煤层本身所具有的低渗透特性,即低渗透地层启动压力梯度的影响,同时还... 详细信息

建立了对非均质各向异性双重介质煤层气进行定向羽状水平井开采的数学模型。模型中考虑了与气体吸附、解吸和扩散相耦合的三维气、水两相渗流以及储层的压力敏感性和煤层本身所具有的低渗透特性,即低渗透地层启动压力梯度的影响,同时还考虑了井筒内的压降损失。利用有限差分法对数学模型进行了数值求解,完成了煤层气定向羽状水平井开采的数值模拟,并着重分析了启动压力梯度对模拟产量的影响。计算结果表明,利用定向羽状水平井能够大幅度提高低渗透煤层气的开采效率。启动压力梯度的存在会使煤层中羽状水平井的降压效果变差,从而减少煤层气的产量。

关键词：非均质各向异性煤层气羽状水平井启动压力梯度数学模型数值模拟

定向羽状水平井在晋南沁水盆地煤层气开发应用中存在的问题

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地质通报 2006年第9期25卷 1194-1195页

作者：郭丙政中联煤层气有限责任公司北京100011

Multi-lateral directional horizontal drilling (MLDHD) is a kind of new technology integrating drilling, well completion and stimulation operation and very fit for the development of coalbed methane (CBM) in low-perm formations, so it has good prospects in China. The Qinshui basin is one of the most promising areas for CBM commercization in China, so the exploration and production in the area account for a large proportion in China. Based on an analysis of the features of MLDHD, this paper presents some points that need attention when the multi-lateral directional horizontal drilling technology is applied in the Qinshui basin.

关键词：煤层气开发羽状水平井沁水盆地水平井技术水平井钻井技术应用晋南多分支水平井

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樊庄区块煤层气羽状水平井钻井实践

天然气工业 2007年第3期27卷 55-57页

作者：董建辉张宁生李天太李文卉西安石油大学北京理工大学

山西沁水盆地樊庄区块的煤层具有埋深适中、厚度大、分布稳定、保存条件好、煤储层物性较好和含气量高等特点,如果利用常规直井开发,从提高裂缝导流能力、减少对煤层的伤害和降低单井钻井成本、扩大单井控制面积、提高单井产量等方面都... 详细信息

山西沁水盆地樊庄区块的煤层具有埋深适中、厚度大、分布稳定、保存条件好、煤储层物性较好和含气量高等特点,如果利用常规直井开发,从提高裂缝导流能力、减少对煤层的伤害和降低单井钻井成本、扩大单井控制面积、提高单井产量等方面都达不到理想的效果。因此,采用羽状水平井开发是有必要的。通过对山西沁水樊庄区块地质特征的研究,得出了该区块满足羽状水平井钻井技术开发的结论,结合樊庄区块煤层气羽状水平井晋平井组钻井的现场实践研究,提出了煤层气羽状水平井的关键技术(井眼轨道控制技术、洞穴井交汇技术和沿煤层钻井井眼稳定性技术),并对其进行了相应的分析研究,研究成果对利用羽状水平井钻井技术开发煤层气具有一定的实际应用价值。

关键词：钻井煤成气羽状水平井井眼轨道沁水盆地

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煤层气羽状水平井井身结构优化设计

石油钻采工艺 2010年第4期32卷 81-85页

作者：陈艳鹏杨焦生王一兵陈振宏王宪花中国石油勘探开发科学研究院廊坊分院河北廊坊065007 中国地质大学北京100083

为了优质、快速、低成本地完成羽状水平井钻井作业,最大限度地提高羽状水平井单井产量,需要进行钻前井位优选及井身结构优化设计研究。结合沁水盆地南部地区地质特征,分析了影响羽状水平井单井产量的地质因素,指出了断层、陷落柱等破碎... 详细信息

为了优质、快速、低成本地完成羽状水平井钻井作业,最大限度地提高羽状水平井单井产量,需要进行钻前井位优选及井身结构优化设计研究。结合沁水盆地南部地区地质特征,分析了影响羽状水平井单井产量的地质因素,指出了断层、陷落柱等破碎地层对煤层气开发和钻井工程的影响;同时,对羽状水平井的主要井身结构参数进行了数模优化,得到了2主支6分支井型的最优井身结构：主支夹角12-18°,主分支夹角39-50°,分支间距150m,水平段进尺4500-5000m。研究结果已在沁南煤层气开发中应用并取得较好的效果。

关键词：煤层气开发羽状水平井井位优选数值模拟井身结构

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煤层气羽状水平井开采数值模拟研究

煤田地质与勘探 2005年第4期33卷 47-51页

作者：张冬丽王新海中石化石油勘探开发研究院油藏所北京100083 长江大学地球科学学院湖北荆州434023

建立了煤层气定向羽状水平井开采的数学模型,该模型考虑了地层非均质和各向异性的影响、渗透率的压力敏感性和主支、分支井筒内压降影响;本文给出了数值模拟方法,实现了数值模拟计算;并分别对理论模型和樊庄区块煤层气试验区所设计的羽... 详细信息

建立了煤层气定向羽状水平井开采的数学模型,该模型考虑了地层非均质和各向异性的影响、渗透率的压力敏感性和主支、分支井筒内压降影响;本文给出了数值模拟方法,实现了数值模拟计算;并分别对理论模型和樊庄区块煤层气试验区所设计的羽状水平井进行产能预测,证明了模型及算法的正确性。

关键词：煤层气数值模拟羽状水平井

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煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术

石油钻采工艺 2010年第4期32卷 86-90页

作者：鲍清英张义何伟平张继东任源锋杨再葆中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 华北油田采油二厂河北霸州065700 渤海钻探井下作业公司河北任丘062552

为了提高煤层气的钻遇率、减少井下复杂事故,开展煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术研究至关重要。通过分析煤层气产出机理和羽状水平井技术特点,给出了羽状井井眼轨迹控制综合分析流程图及常用的控制方法,详细介绍了随钻电阻率、自然... 详细信息

为了提高煤层气的钻遇率、减少井下复杂事故,开展煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术研究至关重要。通过分析煤层气产出机理和羽状水平井技术特点,给出了羽状井井眼轨迹控制综合分析流程图及常用的控制方法,详细介绍了随钻电阻率、自然伽马测井等测井响应井眼轨迹综合控制技术及不同地层倾角煤储层井眼轨迹实施跟踪预测控制技术。研究结果表明：准确掌握煤储层物性参数、地层倾角及顶底板岩性等是实现井眼轨迹有效控制的基础和关键,在钻进过程中通过实时跟踪和分析钻井参数,并结合随钻电阻率、自然伽马测井及综合录井信息等对井眼轨迹进行实时监测和调整,可有效控制钻头在目标层中最佳层位延伸钻进,从而可确保煤储层钻遇率及减少井下复杂事故发生。

关键词：产出机理羽状水平井井眼轨迹控制响应特征地层倾角

煤层气羽状水平井充气欠平衡钻井环空流动特性研究

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煤层气羽状水平井充气欠平衡钻井环空流动特性研究

作者：张义中国石油大学

学位级别：硕士

煤层气,俗称“瓦斯”,是煤矿瓦斯突出与瓦斯爆炸事故的主要根源,其主要成份甲烷的温室效应是CO2的20倍,直接排放到大气中严重污染环境。我国煤层气资源十分丰富,全国陆上煤田埋深浅于2000m的资源量为36.81×1012m3,“西气东输管线”又... 详细信息

煤层气,俗称“瓦斯”,是煤矿瓦斯突出与瓦斯爆炸事故的主要根源,其主要成份甲烷的温室效应是CO2的20倍,直接排放到大气中严重污染环境。我国煤层气资源十分丰富,全国陆上煤田埋深浅于2000m的资源量为36.81×1012m3,“西气东输管线”又途经鄂尔多斯盆地、沁水盆地等6大主要煤层气富集区,因此对煤层气的合理有效开采既具备良好的经济效益和社会价值,又具有重要的战略意义。羽状水平井充气欠平衡钻井技术是近几年来国内外开展研究和应用的一项提高低渗储层煤层气采收率的新技术,利用该技术可以实现水平井煤层段欠平衡钻进,从而达到保护煤储层,减少煤储层伤害的目的。本文所研究的煤层气羽状水平井充气欠平衡钻井技术采用的是双井筒结构注气模式,即羽状水平井通过与之连通的临近直井注气来实现在煤层中的欠平衡钻进。在这种充气欠平衡钻井模式下,在水平井与直井连通注气以后的水平及分支井段钻进过程中,注气点以后的水平井筒环空内流体流动为液固两相流(钻井液、岩屑);注气点之前的主水平井直井段和水平井段环空内流体流动为多相流(钻井液、岩屑、注入气体)。本文结合现场井例首先建立物理模型、优选数学模型,以注气点以前的水平及竖直井筒环空内多相流流动为研究对象,以常规水平和竖直井筒内气液、液固两相流流动规律和气液固多相流流动规律为参照,结合井例基本参数,通过编程与数值计算,对不同钻井液排量和不同注气量条件下羽状水平井环空内各流体参数进行了计算和分析,阐述了各参数沿井深的变化规律,并结合欠平衡钻井工程要求,对不同环空注气量条件下钻井液排量及不同钻井液排量下的环空注气量进行了优化,通过与现场实际施工参数对比,初步验证了所建物理模型、所选数学模型及其计算结果的可靠性。

关键词：煤层气羽状水平井充气欠平衡钻井流动特性多相流环空压降