[發明專利]一種煤層氣水平井PE篩管完井應用工藝方法

有效

• 申請號: 201310333163.7
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN104343424B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 申瑞臣;付利;喬磊;田中蘭;時文;王開龍;王子健;林盛杰;何愛國;張喜偉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/08
• 分類號: E21B43/08;E21B43/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

1.一種煤層氣水平井PE篩管完井應用工藝方法，其特征是采用以下步驟實現：

一、PE篩管制作步驟；

步驟1）、在耐壓力、安全系數、環剛度、抗應力開裂能力方面對PE篩管的基管材質進行選擇，并根據生產應用確定基管的尺寸；

所述基管的尺寸主要指基管的外徑和壁厚大??；

步驟2）、明確PE篩管的篩眼幾何參數，構建不同幾何參數組合下的篩眼分布方案；

步驟3）、對不同的篩眼分布方案進行篩眼水力學計算模擬及參數評價；

步驟4）、對不同篩眼分布方案的篩管進行強度分析與評價；

步驟5）、綜合計算結果，優選篩眼尺寸及分布方案；

所述基管的尺寸主要指基管的外徑和壁厚大小；

所述篩眼幾何參數包括篩眼的形狀、篩眼的寬度、篩眼的相位角分布、篩眼的長度和篩眼面密度；

所述的篩眼形狀為圓孔形或長條形，篩眼剖面呈梯形，梯形大的底邊應為篩管內表面，小的底邊應為篩管外表面；篩眼寬度遵循著名的1/3橋堵原理和修正完善后的1/3～2/3架橋原理，結合GB/T18-1997煤炭粒度分級，選取篩眼寬度的取值范圍；篩眼的相位角分布呈90°或60°；篩眼長度和篩眼面密度由篩眼的過流面積比決定，一般篩眼過流面積比為2%～6%；

二、PE篩管完井步驟；

在工程水平井井口安裝PE篩管注入裝置，將裝有PE篩管的滾筒放置在地面，在PE篩管前端安裝篩管引導和錨定裝置，然后將PE篩管連接到篩管注入裝置;開動PE篩管注入裝置，緩慢的將PE篩管注入到鉆桿中;隨著PE篩管的不斷注入，逐漸增大PE篩管注入裝置的注入力，來實現預設長度篩管的注入;在預設長度的篩管注入完成后，將篩管在工程水平井井口割斷，移除PE篩管注入裝置，并將鉆桿連接上方鉆桿，開鉆井液泵進行鉆井液循環，將PE篩管注入至最后一根鉆桿末端，保證引導和錨定裝置離出鉆桿;然后逐漸起出鉆桿，通過引導和錨定裝置將PE篩管固定在煤層中;

三、PE篩管泵送步驟：

步驟1）、在引導篩管下入的引導機構的最前端安裝煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置；用于承受液流壓力帶動篩管下行；

步驟2）、煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置前段為半球體引導頭，以避免在鉆桿接頭內徑較小處或井眼彎曲部分遇阻；后段為圓柱體，通過螺紋與篩管引導機構本體連接；

步驟3）、根據引導機構所要下入的位置完全坍塌后堵塞流道的可能性，煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置中心部位預留或不預留一定尺寸的泄流孔；

承受開泵循環時液流的沖擊力，從而在篩管一端形成拉力，解除屈曲鎖緊狀態并帶動篩管下行；同時使篩管在下行過程中保持管體居中，從而減小與鉆桿內壁之間的摩阻；

將光鉆具組合（不帶鉆頭）下入井下預定位置后卸扣，用卡瓦將鉆具上端固定在鉆井平臺上；

根據鉆具組合最小通徑，及設計的鉆井液排量和粘度，確定煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置尺寸；

將煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置同篩管的引導機構通過螺紋連接；將篩管注入裝置安裝在井口，將連接完畢的煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置、引導機構及篩管通過注入裝置安放在鉆桿內；開啟注入裝置，下放篩管；

當篩管在井內遇阻嚴重時，或達到預定注入長度時，割斷篩管，根據預先確定的鉆井液排量連接鉆桿后開泵循環，觀察泵壓表變化；泵壓表的示數在一定范圍內擺動時表明篩管下行正常；

當泵壓表有0.3—0.5MPa的壓力突降時，表明煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置及引導機構已沖出鉆桿；當泵壓下降不明顯時，可在泵壓穩定后5分鐘，根據下入深度調整，起鉆100米，再次開泵循環，當泵壓有大于等于2MPa的下降時，確認煤層氣水平井PE篩管完井用泵送裝置及引導機構已順利沖出鉆桿；泵送作業完成;

四、PE篩管錨定步驟；

步驟1）、下篩管作業時，引導裝置進入鉆桿前取下滑套，使刀翼自由張開與鉆桿內壁接觸；

步驟2）、在鉆桿內下行時，受鉆桿內壁限制，刀翼不完全張開；扭簧彈力使得刀翼與鉆桿內壁之間存在接觸力；對稱刀翼處接觸力相等，使得引導裝置保持居中，從而確保了篩管前進方向沿鉆桿中心線；

步驟3）、引導裝置到達預定位置沖出鉆桿開口后，井眼直徑大于鉆桿內直徑，在扭簧作用力下刀翼迅速進一步彈開，尖角插入煤層當中；上提鉆桿時提供向后拉力，使得刀翼進一步張開插入煤層中；

步驟4)、可根據需要在引導裝置中布置一組至多組錨定裝置，相鄰錨定裝置間相位角為90°。