六盘水地区钟1-10-X8煤层气丛式井钻井关键技术研究

发布时间：2020-07-13 02:04

【摘要】：六盘水地处贵州西部,煤炭、煤层气资源丰富,该区煤层数量多、厚度大,且分布稳定,煤层割理发育,渗透性好,易于煤层气开采,具有巨大的开发价值和能源效益。由于地质条件的影响本地区经常采用丛式井方式来开采本区煤层气。丛式井具有节省场地和工程费用,同时便于统一压裂和共同泄压排采,整体开发效益高等优点,本井以钟1-10-X8井为例对关键钻井技术进行研究,以达到高效、安全、经济的钻井目的。本文主要以六盘水煤田钟1-10-X8煤层气井轨迹设计及控制技术为研究对象,通过理论分析、经验借鉴、模拟计算等方法,对该井的井身结构、轨道、轨迹进行设计计算,综合运用CAD、FLAC 3D、Origin软件建立目标区地质模型和模拟轨迹曲线,并利用MATILAB对轨迹进行优化处理。根据煤层气丛式井特点和选用的造斜工具制定了分井段轨迹控制的技术手段,利用有限元法分析了井眼轨迹影响因素。通过理论分析及现场试验,对钟1-10-X8井不同井段钻井液性能参数进行了研究。主要结论如下:(1)通过MATLAB优化工具箱对轨迹进行了优化处理,得到在垂深为V1=167.98m,井斜角α=26.92°,造斜率Kα=3.23°/30m时井眼轨迹最短,可节约钻井成本,达到了优化轨迹的目的。(2)影响井眼轨迹的因素主要是岩石的软硬互层,下部钻具组合的变形即钻头侧向力,井径扩大三个因素。(3)研究出满足本区钻井技术要求的钻井液各性能参数,钻井液密度在1.03-1.08g/cm3之间;粘度36-45s之间;泥饼0.5cm;PH值8;含沙量0.1%-0.2%,有效地保持了井壁稳定性,达到了安全高效钻进的目的。研究结果对相似地区钻井施工有借鉴意义。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE375
【图文】：

技术路线图,丛式井,现场实习,钻井施工

技术路线图

水城县,乡村公路,六盘水市,井台

钟 1 井台地理位置位于贵州省西部的六盘水市钟山区和水城县境内，地理经纬坐东经：104°47′28.36″~104°54′54.43″，北纬：26°37′15.19″~26°47′28.15″。全区呈不规条带展布，长 19km，宽 1-12km，其中含煤面积约 130km2。区块向斜内有省道 S212 及大水线铁路，三级公路贯通全区，并有较多乡村公路连接，交通较为方便，具体位置见图 2.1。

区域构造图,区域地质构造

外层力使构造带起收敛的作用。区域构造图如图 2-1 所示。图 2.2 区域地质构造图2.2.3 水文地质特征研究区地表水系属长江流域乌江水系，碳酸盐岩和碎屑岩两类为出露主要岩层，岩溶裂隙溶洞水和基岩裂隙水为主要地下水类型。岩层的岩性、构造、裂隙的发育程度与富水性密切相关。各地层富水性如下：①第四系（Q）——弱孔隙含水层岩性为灰黄、黄灰色砂质土、粉质土、砾石等，为残积、坡积等松散沉积物，区内范围较小，主要分布于井田西部外围煤系地层上部的斜坡地带，该层特点是孔隙度大，透水性强，为富水性弱的孔隙潜水含水层。②永宁镇组第一段（T1yn1）——强岩溶裂隙含水层垂直型岩溶发育，以峰丛地貌为主，表面基岩裸露，溶沟、石芽发育。该层水质类型多为 HCO3-Ca·Mg 型，为强岩溶含水层。

【参考文献】