《深层煤层气水平井钻井技术规范》

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深层煤层气水平井钻井技术规范

1范围

本文件规定了深层煤层气水平井钻井的井身结构设计、钻机选型及设备配置、轨道设计及轨迹控制、钻井液体系设计与性能控制、水平段钻进、完井固井及井控措施。

本文件适用于陆上深层煤层气水平井钻完井作业。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡注明日期的引用文件，仅注日期的版本使用于本文件。凡不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T31033石油天然气钻井井控技术规范

SY/T5333钻井工程设计规范

SY/T5374.1固井作业规程第1部分：常规固井

SY/T5412下套管作业规程

SY/T5431井身结构设计方法

SY/T5619定向井下部钻具组合设计方法

SY/T5724套管柱结构与强度设计

SY/T6332定向井轨迹控制

SY/T7377钻井液设计规范

3术语和定义

3.1深层煤层气井

目的层垂深大于1500m的煤层气井。

3.2

地层倾斜线

与走向线垂直向岩层下倾方向引出的射线。

3.3

探顶角差landingincludedangle

水平井入窗控制过程中，探顶时井眼轴线与储层倾斜线的锐夹角。

3.4

低黏度效应low-viscosityeffect

钻井液体系加入钻井液处理剂后表观黏度和塑性黏度不显著改变。

4井身结构设计

4.1井身结构设计按SY/T5431执行。

4.2在满足安全钻完井的前提下，宜简化井身结构。

5钻机选型及设备配置

5.1钻机选型执行SY/T5333规定。

5.2宜配置顶部驱动装置及扭摆系统。

5.3根据全井最高泵压、最大排量配置钻井泵。

5.4宜配置振动筛、除砂除泥器、离心机及除气装备。

6轨道设计及轨迹控制

6.1轨道设计

6.1.1应综合考虑钻具摩阻扭矩、工具造斜能力、套管下入及复杂层段规避等因素。

6.1.2造斜段全角变化率宜不大于7.5°/30m。

6.1.3丛式井或与邻井有防碰风险的，应进行防碰设计。

6.2轨迹控制

6.2.1直井段、斜井段井眼轨迹控制按SY/T6332执行。

6.2.2根据靶体走向和储层厚度确定探顶井斜角，储层厚度越小，探顶角差应越小，探顶角差1°~3°为宜；入窗控制井段测斜间距宜不大于5m。

6.2.3水平段轨迹应根据随钻地质导向调整，全角变化率应不大于3°/30m。

7钻井液体系设计与性能控制

7.1体系设计

7.1.1钻井液体系优选和性能设计按SY/T7377执行。

7.1.2水平段宜选用强封堵、强护壁、强抑制防塌钻井液体系。

7.2水平段材料选用

7.2.1封堵材料宜选用：

a）刚性类、可变形类及成膜固壁类材料组合；

b）粒径分布与区域煤岩裂隙、割理特征相匹配的材料；

c）低黏度效应处理剂。

7.2.2护壁剂宜选用：

a）表面改性类和化学固结类材料组合；

b）低黏度效应处理剂。

7.2.3抑制剂宜选用盐类处理剂和聚胺类抑制剂组合。

7.3性能控制

a）密度优先满足井控和防塌需要，取地层压力当量密度安全窗口的高限；

b）漏斗粘度控制在60s～90s；

c）API滤失量不大于5ml。

8水平段钻进

8.1钻头选型

宜选用布有倒划眼切削齿的钻头。

8.2钻具组合

8.2.1采用滑动导向钻具组合的，宜满足以下要求：

a）宜选用1.25°螺杆；

b）稳定器外径宜小于钻头直径8mm～12mm，并具有倒划眼切屑齿；

c）储层厚度小于3m的宜采用近钻头方位伽马。

8.2.2宜加装清砂、防托压工具。

8.2.32000m以上水平段宜选用旋转导向钻具。

8.3钻井参数

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8.3.1钻进排量宜按环空返速1m/s-1.5m/s确定。

8.3.2常用井眼推荐参数如表1。

表1常用井眼推荐参数

井眼尺寸mm

钻压

kN

转速r/min

排量l/s

215.9

30-100

60-90

25-36

165

30-80

60-90

15-23

152.4

20-60

60-90

12-18

8.4其它要求

8.4.1钻进过程中，顶驱限定扭矩应在正常钻进扭矩值基础上增加2kN・m～3kN・m。

8.4.2水平段钻进应观察泵压、扭矩变化，采取变排量清砂、短起下钻等措施。

9完井固井

9.1下套管

9.1.1套管柱强度设计按SY/T5724执行，结合煤岩气压裂模式，选择套管壁厚及钢级。

9.1.2下套管作业按SY/T5412执行。

9.1.3下套管前应进行通井，通井钻具组合刚度不应小于套管柱刚度。

9.1.4井况复杂的井宜采用旋转下套管工艺。

9.1.5预测下套管摩阻大于套管悬重的井宜采用漂浮接箍。

9.1.6套管附件宜采用旋转浮鞋、整体式弹性扶正器。

9.2注水泥

9.2.1注水泥作业按SY/T5374.1执行。

9.2.2生产套管固井应满足以下要求：

a）选用具有高效稀释、物理冲刷功能的前置液；

b）选用抗盐低摩阻低密度水泥浆和高早强韧性水