[發明專利]一種煤層氣水平井軌跡控制方法

有效

• 申請號: 201310408435.5
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103867180A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 楊勇;王風銳;倪元勇;姜維寨;崔樹清;于海軍
• 申請（專利權）人: 華北石油管理局
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明涉及一種煤層氣多分支水平井軌跡控制方法，屬于煤層氣開采領域。

背景技術

目前，煤層氣多分支水平井鉆井工藝仍沿用常規油氣水平井鉆井的方式，采用隨鉆測量(MWD)、隨鉆測井(LWD)等定向控制技術，以地質導向為核心技術對井眼軌跡進行控制，實現井眼軌跡準確追蹤煤層，獲得高的煤層鉆遇率，達到增加煤層泄氣面積提高產能的目的。

這種以追求煤層鉆遇率為目的的軌跡控制方法，為確保高煤層鉆遇率，通常要根據煤層傾角變化上下調整井眼軌跡，且當鉆遇煤層頂板時，就要快速降斜進入煤層；當鉆遇煤層底板時，就要快速增斜進入煤層，以減少非煤層進尺。這種追求煤層鉆遇率的軌跡控制方法完成的實鉆井眼，呈“波浪狀”起伏，如圖1所示。

這種井眼軌跡，看似多揭露了煤層，增加了煤層泄氣面積，有利于提高產能。實際上，由于煤層氣排水采氣過程中的“U”形管筑底效應，并不能達到預期效果，反而降低產能。在圖1中AB段和CD段所示的井眼軌跡“波谷”位置，是煤層氣排采通道的局部凹槽。煤層氣排采時，煤層中的水、氣以及煤粉沿D→A方向移動，當水攜帶的氣和煤粉運移至凹槽位置時，水就會在此聚集，形成水塞，并伴有過濾效應，進而造成流速下降、煤粉堆積，嚴重阻塞井眼，造成阻塞點至完鉆點的井眼失效。

此外，這種波浪型井眼軌跡控制方法，由于在遇到煤層頂底面時進行快速軌跡調整，井眼軌跡存在狗腿度大的局部拐點，如AB段的“波谷”和BC段的“波峰”。這些拐點不僅造成后續井眼施工中鉆具磨阻增大、施工困難，而且在鉆具重入時易形成新井眼，難以重入。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤層氣水平井軌跡控制方法，以消除煤層氣多分支水平井鉆井中井眼軌跡起伏變化大形成的“U”形管效應，提高煤層氣排采效果。同時，保持井眼軌跡平滑，降低鉆進磨阻，利于安全鉆井施工。

本發明的目的是通過下述方案實現的：

在單斜構造區域，設計鉆探的多分支水平井井眼軌跡起始端在構造低部位，末端在構造高部位，井眼軌跡保持與地層產狀相近，始終上傾，減少鉆井施工中的鉆具磨阻，避免“U”形管筑底效應。

主支井眼位于穩定煤層頂板巖層，井壁穩定，排水采氣通道順暢，利于通井洗井作業。分支井眼位于煤層，解析產氣。

所述的一種煤層氣水平井軌跡控制方法，其特征是：依據地震資料、已鉆井的錄井測井資料，確定煤層頂面深度和煤層產狀，選擇單斜構造區域部署井位。

所述的一種煤層氣水平井軌跡控制方法，其特征是：設計多分支水平井井眼軌跡起始端位于構造低部位，末端位于構造高部位，主支井眼位于煤層頂板巖層，分支井眼位于煤層。

所述的一種煤層氣水平井軌跡控制方法，其特征是：依據煤層頂面深度和煤層產狀，確定主支井眼軌跡控制靶點，以幾何導向為主控制井眼軌跡在頂板巖層中，井眼與煤層頂部保持適當的垂直距離，既不揭開煤層，又有利于分支快速進入煤層，同時保持井斜角始終大于90.5°。

所述的一種煤層氣水平井軌跡控制方法，其特征是：煤層氣多分支水平井分支井眼軌跡采用降斜側向延伸的方式完成，側向分支主要依靠扭方位與主支分離，保持井眼軌跡整體上傾的前提下，微降井斜鉆進直至進入煤層。

所述的一種煤層氣水平井軌跡控制方法，其特征是：煤層氣多分支水平井分支井眼軌跡在煤層中鉆進，在保持井眼軌跡上傾的前提下，通過井斜角的合理調整增加煤層鉆遇率，鉆遇局部地層產狀下傾時，為保持井眼上傾，可頂出煤層。

本發明的有益效果是：本發明有效解決了傳統軌跡控制方法中由于過分追求煤層鉆遇率，井眼軌跡隨煤層局部傾角變化而呈“波浪狀”起伏所造成的后期排采過程中“水堵”和“灰堵”問題，形成的主、分支井眼軌跡平滑、上傾的形態，有利于鉆井施工中降摩阻、生產過程中重入輸堵等工程復雜問題的解決，有利于后期煤層氣排水采氣和提高產氣量。

附圖說明

圖1是波浪型井眼軌跡示意圖。

圖2是本發明頂板施工的軌跡控制示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，對本發明做進一步說明，附圖2可作為本實施例在頂板巖層施工的軌跡控制示意圖。

根據區域地震和已鉆井資料，選擇地層產狀2°～7°的單斜構造區域部署多分支水平井，設計主、分井眼沿地層上傾方向延伸。實施的多分支水平井主支軌跡在煤層頂板巖層中，分支通過側向鉆進進入煤層，并在煤層中延伸。

為保證所鉆的主支、分支井眼始終保持上傾，井斜角大于90.5°，設計的水平井眼軌跡起始端在煤層傾向低部位，末端在煤層傾向高部位。