六盘水岩溶地层煤层气丛式井钻进关键技术研究
发布时间:2021-04-06 09:23
煤层气属于清洁能源,是我国未来能源发展的重要支撑。六盘水煤田作为我国煤层气勘探和试验开发的三大重点目标区之一,其煤层气开发多采用丛式井方式,平均每个井台部署47口二维定向井。但该地区喀斯特地貌普遍发育,极易出现漏失,给钻井作业带来很大挑战,具体表现在三个方面:表层富含溶洞且常伴有出水,常规水基钻井液钻井面临溶洞性漏失问题,空气潜孔锤钻进面临井斜难以控制和卡钻风险;中部飞仙关组地层裂隙发育,经常出现钻井液失返性漏失,堵漏成功率低;漏失地层滑动定向钻进难度大,且漏失与定向相互影响。本文在借鉴前人研究成果的基础上,采用理论分析、数值模拟、经验总结和现场试验相结合的方法,研究了浅表层空气潜孔锤钻井井斜和卡钻预防,飞仙关组钻井液失返性漏失治理以及漏失地层定向钻进工艺,主要内容如下:通过满眼钻具和钟摆钻具的对比分析,选择并进行双稳定器钟摆钻具组合的设计;通过下入缠有海带的长孔口导管封隔出水地层,解决空气钻泥包卡钻问题;将上部扶正器改成倒划眼装置,解决砂桥卡钻问题;采用ANSYS Fluent有限元软件,对空气钻井的最优流速进行数值模拟,并据此计算出最优注气量。分析飞仙关组地层...
【文章来源】:煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】:91 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空气潜孔锤钻井技术
1.2.2 裂隙性漏失堵漏技术
1.2.3 定向钻井技术
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 浅表地层空气钻井防井斜和卡钻工艺研究
2.1 钻井工艺选择
2.1.1 钻井循环介质对比
2.1.2 空气潜孔锤钻井配套机具
2.2 直井钻进防井斜工艺研究
2.2.1 井斜影响因素分析
2.2.2 降斜工艺选择
2.2.3 钟摆钻具组合设计
2.3 防卡钻工艺研究
2.3.1 泥包卡钻研究
2.3.2 砂桥卡钻研究
2.4 注气量优化设计
2.4.1 理论依据
2.4.2 Fluent最优流速模拟
2.4.3 最小注气量计算
2.5 小结
第3章 飞仙关组失返性漏失治理研究
3.1 漏失机理分析
3.1.1 裂隙型漏失的成因
3.1.2 漏失通道基本形态
3.1.3 漏失通道分布规律
3.2 漏层参数判定
3.2.1 漏层位置
3.2.2 漏失压力
3.2.3 裂隙张开度
3.3 堵漏工艺优化
3.3.1 堵漏方法选择
3.3.2 桥塞憋压与注水泥堵漏机理
3.3.3 桥塞堵漏材料选型
3.3.4 堵漏工艺试验及优化
3.4 小结
第4章 漏失地层定向钻进工艺研究
4.1 定向钻具选型
4.1.1 井底动力钻具
4.1.2 测斜仪器
4.2 漏失地层定向钻进工艺优化
4.2.1 优先采用复合钻进
4.2.2 快速调井斜或方位
4.2.3 提高动力钻具反扭角精度
4.3 钻井数据分析
4.3.1 磁性工具面调整方位角
4.3.2 快速调整方位角
4.3.3 快速调整井斜角
4.4 小结
第5章 岩溶地层钻进关键技术现场验证
5.1 工程概况
5.2 地层概况
5.2.1 构造特征
5.2.2 地层特征
5.3 井眼设计基本参数
5.3.1 井身结构
5.3.2 轨道参数
5.4 主要设备机具
5.5 关键技术验证
5.5.1 浅表层空气钻井
5.5.2 中部飞仙关组堵漏
5.5.3 漏失地层定向钻进
5.6 排采情况
5.7 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与参与的项目
【参考文献】:
期刊论文
[1]六盘水煤层气井牛场区块恶性漏失地层堵漏方法研究[J]. 徐堪社,赵永哲,杨哲,李彦龙. 煤田地质与勘探. 2018(02)
[2]我国煤矿区钻进技术装备发展与应用[J]. 石智军,刘建林,李泉新. 煤炭科学技术. 2018(04)
[3]深层天然气储层出气后气体钻井所需注气量计算模型[J]. 杨毅. 西部探矿工程. 2018(02)
[4]贵州铜仁地区页岩气钻井施工难点及对策[J]. 章术,尹亮先,首照兵. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(05)
[5]鄂尔多斯盆地东缘煤层气钻井实践与认识[J]. 邓钧耀,张毅,纪元,宋一男. 煤田地质与勘探. 2017(02)
[6]《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划》发布[J]. 天然气工业. 2016(12)
[7]煤炭科学开采与开采科学[J]. 王家臣,刘峰,王蕾. 煤炭学报. 2016(11)
[8]煤矿区钻探技术装备新进展与展望[J]. 石智军,李泉新. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2016(10)
[9]煤矿区大直径垂直定向孔快速钻进关键技术与装备[J]. 石智军,赵江鹏,陆鸿涛,田宏亮,郝世俊,张强,史海岐. 煤炭科学技术. 2016(09)
[10]黔西煤层气成藏特性空间分异及其对开发的启示[J]. 郭晨,卢玲玲. 煤炭学报. 2016(08)
博士论文
[1]煤矿区煤层气水平对接井轨迹控制与完井技术研究[D]. 赵永哲.煤炭科学研究总院 2017
[2]基于巨厚盐膏层以及碳酸盐储层的钻井技术研究[D]. 汪蓬勃.西南石油大学 2015
[3]指向式旋转导向钻井工具导向偏置执行机构关键技术研究[D]. 李洪涛.天津大学 2016
[4]潜孔锤反循环钻探工艺试验研究[D]. 殷其雷.吉林大学 2014
[5]大庆油田气体钻井关键技术研究[D]. 张书瑞.东北石油大学 2011
[6]塔中地区裂缝性碳酸盐岩储层保护技术研究[D]. 杨枝.中国地质大学(北京) 2010
[7]气体钻井用贯通式潜孔锤关键技术研究[D]. 刘建林.吉林大学 2009
硕士论文
[1]气体循环介质井底流场数值模拟[D]. 仇恒彬.中国石油大学 2009
[2]CJ-130型双向气动潜孔锤的研制[D]. 苏冬九.中南大学 2008
[3]气体钻井环空气固两相流动数值模拟研究[D]. 郭建华.西南石油大学 2006
本文编号:3121194
【文章来源】:煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】:91 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空气潜孔锤钻井技术
1.2.2 裂隙性漏失堵漏技术
1.2.3 定向钻井技术
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 浅表地层空气钻井防井斜和卡钻工艺研究
2.1 钻井工艺选择
2.1.1 钻井循环介质对比
2.1.2 空气潜孔锤钻井配套机具
2.2 直井钻进防井斜工艺研究
2.2.1 井斜影响因素分析
2.2.2 降斜工艺选择
2.2.3 钟摆钻具组合设计
2.3 防卡钻工艺研究
2.3.1 泥包卡钻研究
2.3.2 砂桥卡钻研究
2.4 注气量优化设计
2.4.1 理论依据
2.4.2 Fluent最优流速模拟
2.4.3 最小注气量计算
2.5 小结
第3章 飞仙关组失返性漏失治理研究
3.1 漏失机理分析
3.1.1 裂隙型漏失的成因
3.1.2 漏失通道基本形态
3.1.3 漏失通道分布规律
3.2 漏层参数判定
3.2.1 漏层位置
3.2.2 漏失压力
3.2.3 裂隙张开度
3.3 堵漏工艺优化
3.3.1 堵漏方法选择
3.3.2 桥塞憋压与注水泥堵漏机理
3.3.3 桥塞堵漏材料选型
3.3.4 堵漏工艺试验及优化
3.4 小结
第4章 漏失地层定向钻进工艺研究
4.1 定向钻具选型
4.1.1 井底动力钻具
4.1.2 测斜仪器
4.2 漏失地层定向钻进工艺优化
4.2.1 优先采用复合钻进
4.2.2 快速调井斜或方位
4.2.3 提高动力钻具反扭角精度
4.3 钻井数据分析
4.3.1 磁性工具面调整方位角
4.3.2 快速调整方位角
4.3.3 快速调整井斜角
4.4 小结
第5章 岩溶地层钻进关键技术现场验证
5.1 工程概况
5.2 地层概况
5.2.1 构造特征
5.2.2 地层特征
5.3 井眼设计基本参数
5.3.1 井身结构
5.3.2 轨道参数
5.4 主要设备机具
5.5 关键技术验证
5.5.1 浅表层空气钻井
5.5.2 中部飞仙关组堵漏
5.5.3 漏失地层定向钻进
5.6 排采情况
5.7 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与参与的项目
【参考文献】:
期刊论文
[1]六盘水煤层气井牛场区块恶性漏失地层堵漏方法研究[J]. 徐堪社,赵永哲,杨哲,李彦龙. 煤田地质与勘探. 2018(02)
[2]我国煤矿区钻进技术装备发展与应用[J]. 石智军,刘建林,李泉新. 煤炭科学技术. 2018(04)
[3]深层天然气储层出气后气体钻井所需注气量计算模型[J]. 杨毅. 西部探矿工程. 2018(02)
[4]贵州铜仁地区页岩气钻井施工难点及对策[J]. 章术,尹亮先,首照兵. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(05)
[5]鄂尔多斯盆地东缘煤层气钻井实践与认识[J]. 邓钧耀,张毅,纪元,宋一男. 煤田地质与勘探. 2017(02)
[6]《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划》发布[J]. 天然气工业. 2016(12)
[7]煤炭科学开采与开采科学[J]. 王家臣,刘峰,王蕾. 煤炭学报. 2016(11)
[8]煤矿区钻探技术装备新进展与展望[J]. 石智军,李泉新. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2016(10)
[9]煤矿区大直径垂直定向孔快速钻进关键技术与装备[J]. 石智军,赵江鹏,陆鸿涛,田宏亮,郝世俊,张强,史海岐. 煤炭科学技术. 2016(09)
[10]黔西煤层气成藏特性空间分异及其对开发的启示[J]. 郭晨,卢玲玲. 煤炭学报. 2016(08)
博士论文
[1]煤矿区煤层气水平对接井轨迹控制与完井技术研究[D]. 赵永哲.煤炭科学研究总院 2017
[2]基于巨厚盐膏层以及碳酸盐储层的钻井技术研究[D]. 汪蓬勃.西南石油大学 2015
[3]指向式旋转导向钻井工具导向偏置执行机构关键技术研究[D]. 李洪涛.天津大学 2016
[4]潜孔锤反循环钻探工艺试验研究[D]. 殷其雷.吉林大学 2014
[5]大庆油田气体钻井关键技术研究[D]. 张书瑞.东北石油大学 2011
[6]塔中地区裂缝性碳酸盐岩储层保护技术研究[D]. 杨枝.中国地质大学(北京) 2010
[7]气体钻井用贯通式潜孔锤关键技术研究[D]. 刘建林.吉林大学 2009
硕士论文
[1]气体循环介质井底流场数值模拟[D]. 仇恒彬.中国石油大学 2009
[2]CJ-130型双向气动潜孔锤的研制[D]. 苏冬九.中南大学 2008
[3]气体钻井环空气固两相流动数值模拟研究[D]. 郭建华.西南石油大学 2006
本文编号:3121194
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3121194.html