地质研究在煤层气U型井中的应用及实例分析 (1).pdfVIP

中 外 能 源 第 1期 SIN0一GL0BAL ENERGY ·33 · 地质研究在煤层气u型井中的应用及实例分析 郭广山，柳迎红 ，吕玉民，朱学 申 (中海油研 究总院 ，北京 100027) 摘 要 煤层气勘探开发实践表明，与煤层气地质条件、储层特征相适宜的钻井方式是有效提高单井产量的必要步骤。u型 井作为煤层气开发的一种新型井型，其优点是能最大限度 的沟通渗流通道 ，增大单井控制储量 ．依靠重力场作用实 现排水采气 。U型井在我 国的施工井数相对较少 ，截至 2013年底 ，在我 国共施工 8O多 口，分布范 围主要集 中在沁水 盆地和鄂尔多斯盆地东缘 ，施工 区 目的煤层煤阶主要为 中低一中高阶煤 ，单井最高 日产气量在 12000m3左右 ．大多数 井 日产气量在 300～3000m3之 间，整体产气效果差异较大 ，主要缘于 U型井 自身 的工艺难度较高和对钻前地质研 究 程度重视不够 。为保证 U型井顺利施工 ，钻前需要对邻井基础资料进行收集 、整理 ，掌握煤层变化规律 ，确定对 比标 志层，并预测 目的层位垂深，选择最佳 中靶位置 。以DJ2井为例 ，重点分析井区构造特征、煤层展布和发育情况 ．以 及煤层结构 、煤体结构特征 ，将石盒子组骆驼脖子砂岩和 山西组 3号煤层作为标志层 ．依据生产井 目的层 的深度和 地层倾角变化计算出中靶位置 ，同时分析 了水平段调整点和调整幅度 ，评价结果有利于 DJ2井的顺利施工 。 关键词 U型井 储层伤害 远端对接 煤层结构 煤体结构 1前 言 重视等造成的3_『．具体表现在 以下几个方面 ： 回顾 国内外煤层气勘探开发历程发现 ，与煤层 ① u型井井眼轨迹除了受到断层、褶皱和陷 气地质条件 、储层特征相适宜的工艺技术对于高效 落柱 的影响外 ，还与地层起伏变化 、煤层 的稳定性、 开发煤层气至关重要 。美 国通过对煤层气地质条件 煤层厚度 、煤体结构等有重要关系。因此 ，为保证最 与配套工艺技术一系列针对性 的综合研究 ，极大推 大钻遇率 ，在井 眼轨迹设计与钻进 中，要尽量避开 动了煤层气开发进展 ，使美 国的煤层气年产量由 断层 、褶皱及陷落柱发育的区带 ，同时还要在煤层 1980年 的不足 2X108m。迅速增加到 2013年 的600x 稳定性好、煤体结构简单、煤层较厚的地层中钻进 ． 1O8Hl：加拿大针对煤层气地质特征 ，大规模采用洞 避免发生卡钻和钻穿顶 、底板，影响后期排采效果。 穴完井技术 ，有效提高了单井产量 ；澳大利亚在工 ② 井眼稳定性直接决定 了钻遇是否成功 。井 艺技术方面大胆尝试U型井 、V型井技术 ，促使煤 眼稳定性与构造特征 、煤体结构和煤岩力学特征密 层气产业得到突破性发展[1】。 切相关 。由于构造作用破坏 了煤岩的原生结构 ．造 据不完全统计 ，截止到 2013年底 。我 国共施工 成煤岩易破碎 、垮塌 ，同时煤岩本身具有弹性模量 煤层气 U型井 80多 口．分布 范 围主要集 中在沁水 低 、泊松 比高 、抗压及抗拉强度低 、脆性 大、易碎易 盆地和鄂尔多斯盆地东缘 ，施工区 目的煤层煤阶主 压缩 ，对外力敏感的特点 ，在受到机械碰撞 、水力冲 要为中低一中高阶煤 ，单井最高Et产气量在 12000m 击的作用下 ，容易引发煤岩坍塌，影响井眼稳定。 左右，大多数井 日产气量在 300～3000m，之 间，整体 ③ 煤层气主要 以吸附态存在 。生产过程 中主 产气效果差异较大且不甚理想[2]。