■陳涵思

（河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)河南鄭州450000）

煤層氣水平井的定向施工

■陳涵思

（河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)河南鄭州450000）

目前我國(guó)正處于能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，所以煤層氣作為煤的伴生礦產(chǎn)資源，作為新崛起的潔凈、優(yōu)質(zhì)能源和化工原料正面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇，在這一階段及以后所從發(fā)揮的作用是不容忽視的。因此，國(guó)內(nèi)的煤層氣開發(fā)企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，愈來(lái)愈重視鉆井開發(fā)的相關(guān)技術(shù)。而水平井技術(shù)作為當(dāng)今世界勘探開發(fā)領(lǐng)域最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一，在煤氣層的開發(fā)施工中被應(yīng)用地也就更加廣泛。所以本文就煤層氣水平井的定向施工進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析概述。

煤層氣水平井定向施工

2013年國(guó)家能源局正式下發(fā)《煤層氣產(chǎn)業(yè)政策》，目的是改變煤層氣目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)，將煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為重要的新興能源產(chǎn)業(yè)。可以看出國(guó)家對(duì)煤層氣的重視程度。在這種大趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)的煤層氣開發(fā)企業(yè)在進(jìn)行開發(fā)時(shí)，無(wú)論對(duì)于開發(fā)工藝還是施工過(guò)程都十分重視，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙豐收。所以，在進(jìn)行煤層氣水平井的定向施工時(shí)，企業(yè)對(duì)水平井的設(shè)計(jì)選擇、施工環(huán)節(jié)及最后影響效果都進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，從而保證高質(zhì)科學(xué)的施工工作。

1　水平井的設(shè)計(jì)選擇

水平井本身具有，井身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工難度相對(duì)小，并且對(duì)于鉆進(jìn)方位可控，運(yùn)用于煤層氣施工中可最大限度降低液面，提高煤層氣采收率。同時(shí)水平井能夠始終保持井眼暢通，延長(zhǎng)氣井服務(wù)年限，適應(yīng)性強(qiáng)可以應(yīng)用的范圍廣。而為了保障水平井在煤層氣施工中的作用，要做的第一步就是在設(shè)計(jì)階段選擇與施工環(huán)境要求相適宜的選擇。

1.1地質(zhì)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)要以相關(guān)的地質(zhì)環(huán)境為基礎(chǔ)，要充分考察施工環(huán)境，水平井的施工要盡量避開斷裂帶、褶皺帶等復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造以保證施工安全。為了接下來(lái)施工工作的順利進(jìn)行建議相關(guān)設(shè)計(jì)人員繪制高精度煤層底板等高線圖。從地理環(huán)境出發(fā)了解施工的難易程度，以此為基礎(chǔ)對(duì)接下來(lái)水平對(duì)接井的施工有一個(gè)宏觀大局上的掌握。

1.2水平井設(shè)計(jì)

在獲取了精準(zhǔn)的地址基本數(shù)據(jù)之后，就可以對(duì)水平井施工設(shè)計(jì)的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)一些位置進(jìn)行確定。要保證設(shè)計(jì)的可行性，從鉆探目的出發(fā)點(diǎn)，對(duì)造斜點(diǎn)、著陸點(diǎn)、以及井深進(jìn)行合理科學(xué)的定位和調(diào)整，以保證水平井定向施工準(zhǔn)確，在日后的煤層氣開發(fā)中發(fā)揮最大的作用。

2　水平井定向施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的把握

2.1造斜點(diǎn)的選擇確定

造斜點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)要選擇在穩(wěn)定性比較好的，能夠保障施工安全的相對(duì)來(lái)不易坍塌的比較厚的砂巖段，在這之后對(duì)造斜率進(jìn)行嚴(yán)格的掌控。如果在實(shí)際的施工中遇到設(shè)計(jì)的造斜點(diǎn)與鉆井剖面之間存在差異，就需要施工人員對(duì)與造斜段的斜率，井眼軸線軌跡等影響因素進(jìn)行及時(shí)的科學(xué)的調(diào)整，以保證接下來(lái)的施工順利的進(jìn)行。

2.2著陸點(diǎn)的選擇確定

著陸點(diǎn)的定點(diǎn)，關(guān)系到井眼從造斜段進(jìn)入到煤層初始點(diǎn)之間的所形成的角度問(wèn)題，對(duì)于后續(xù)的水平井鉆進(jìn)工作是極其重要的。一般來(lái)說(shuō)，井眼入煤的角度最好是接近井軌跡方向的視傾角，也就是一定要盡可能地越接近煤層的著陸點(diǎn)所在的地方。然而在施工中實(shí)際確定著陸點(diǎn)并掌握正確的角度是很難的，因?yàn)檫@與煤層的深度是息息相關(guān)的。

2.3定向方法

目前在水平井的定向施工中最常見的造斜鉆具組合是采用彎螺桿+無(wú)磁鉆鋌+扶正器進(jìn)行定向造斜或扭方位施工，而定向儀器一般使用MWD無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀，所謂的定向其實(shí)就是通過(guò)鉆進(jìn)過(guò)過(guò)程中定向儀器實(shí)時(shí)傳輸上來(lái)的工具面來(lái)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)方向來(lái)引導(dǎo)鉆頭的方向，利用鉆具下部在彎馬達(dá)的作用下所產(chǎn)生的彈性力矩，實(shí)現(xiàn)將新鉆出的偏離原井眼軸線的井眼調(diào)整回指定的位置的目的。但是一些基本的技術(shù)是通用的，就是在進(jìn)行施工時(shí)，要將把鉆頭放置在井底進(jìn)行緩慢加壓，并隨時(shí)通過(guò)對(duì)立管壓力表和指重表的數(shù)值檢查鉆頭方向和鉆進(jìn)速度；在下鉆遇到阻礙時(shí)，不能硬壓也不能劃眼，而應(yīng)該起鉆通井。掌握定向施工的基本技術(shù)是減少水平井定向施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，保證施工質(zhì)量的第一步。

2.4相關(guān)具體施工步驟

主要是直井段施工、斜井段施工和水平段施工，以及完井后相應(yīng)的檢查環(huán)節(jié)。

在直井段施工時(shí)可以采用塔式或鐘擺鉆具組合，但是需要注意接上無(wú)磁并放好擋板，盡可能為下一步施工創(chuàng)造有利條件。在進(jìn)行斜井段施工時(shí)，最重要的是對(duì)于造斜率的掌控，一定要堅(jiān)持就高不就低原則，對(duì)于設(shè)計(jì)中需要變動(dòng)的地方要進(jìn)行記錄。在水平段施工中就是要堅(jiān)持少滑多轉(zhuǎn)，少調(diào)勤調(diào)的原則，加強(qiáng)錄井檢測(cè)和觀察，隨時(shí)微調(diào)井斜和變更設(shè)計(jì)，滿足設(shè)計(jì)需要。

3　煤層氣水平井施工中其他的注意事項(xiàng)

3.1泥漿的調(diào)配

泥漿是鉆井的血液，然而在煤層氣水平井施工中泥漿顯得更加重要，在表層直井段，通過(guò)對(duì)地層觀察來(lái)決定泥漿的性能，若地層有漏失，則配比密度大，粘度高的高固相泥漿，若無(wú)漏失現(xiàn)象可用常規(guī)泥漿，在二開斜井段，一般配比密度小，粘度小的泥漿，隨著井深的增加，及泥漿泵的上水能力，靈活調(diào)整泥漿，水平段的泥漿在保證井下安全的情況下盡量采用低分子聚合物泥漿，保證泥漿對(duì)煤層的最小侵蝕。

3.2下套管作業(yè)

下套管是煤層氣水平井的難點(diǎn)，把套管安全順利的下入井內(nèi)需要做的工作有：劃眼、通井。劃眼并不是盲目劃眼，要找到井眼軌跡中造斜率較高的井段，在該井段重復(fù)劃眼。通井是煤層氣水平井下套管前必不可少的工作，若在起下鉆過(guò)程中遇阻可增加通井次數(shù)，以保證下套管一次成功。

4　總結(jié)

從目前的社會(huì)狀況來(lái)看，在未來(lái)的發(fā)展之中對(duì)能源的開發(fā)和利用不僅要發(fā)揮出更大的能量，還要滿足人民群眾對(duì)于環(huán)保綠色的要求。也就意味著轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu)，真正以清潔可再生的能源為主是接下來(lái)所要做的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。而為了滿足這兩個(gè)要求，并適應(yīng)當(dāng)下的時(shí)代需求，從事有關(guān)煤層氣工作的企業(yè)就要更加重視整個(gè)施工過(guò)程。要將更先進(jìn)更科學(xué)的施工設(shè)備和施工技術(shù)應(yīng)用于施工中，嚴(yán)格把控好施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，保證施工中的安全，保證施工后的質(zhì)量。而煤層氣水平井定位作為目前一項(xiàng)所獲得的各方效果最好的技術(shù)，就更需要相關(guān)企業(yè)的進(jìn)一步研究和推廣，從而發(fā)揮出更大的積極作用。

F407.1［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-125-1