韩城地区煤层气水平井钻井工艺技术研究

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煤层气又称作煤层瓦斯,是近20年来在世界上崛起的新型能源,是一种以吸附状态赋存于煤层中的非常规天然气,在我国埋深2000m以浅的煤层气资源量为31.46×1012m3,与常规天然气储量相当。近期的勘探数据显示,在韩城目标区储藏了大量煤层气,但是由于研究区存在煤储层低压、低渗、低饱和及高吸附性的特点,使广泛使用的直井难以取得良好的商业化勘探开发价值。因此需要在研究韩城地区煤储层特征的基础上,结合现有水平井施工经验,探索出适合研究区煤储层的煤层气水平井钻井工艺。首先,本文从韩城地区煤层气储层分析出发,通过对该区煤层气性质和压力特征、储层的物性和孔隙结构的研究,为钻井过程中的储层损害机理分析提供了论据,为钻井的设计和施工提供了理论支撑。其次,在总结分析区水平井失败和其他地区水平井经验的基础上,对研究区煤层气水平井失败的关键因素,即煤储层段煤岩失稳进行了分析,并提出了解决办法。第三,在研究分析国内外水平井钻井工艺技术的基础上,特别是晋城煤层气水平井钻井工艺技术的基础上,对研究区水平井钻井从以下几个方面进行研究:井身类型选型;轨迹设计与计算;钻具选配及钻进参数的确定;轨迹控制的方法;储层保护方案的确定。本文为研究区的水平井的设计提供了理论依据,也为水平井钻井工艺在韩城地区的有效利用提供了技术支持,对提高煤层气产量起到了积极的推动作用。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4页
1 绪论第9-16页
    1.1 研究背景及意义第9-10页
        1.1.1 研究背景第9页
        1.1.2 研究意义第9-10页
    1.2 国内外现状及存在的问题第10-15页
        1.2.1 国外煤层气钻井技术概况第10-11页
        1.2.2 国内煤层气井的钻井技术概况第11-14页
        1.2.3 研究区煤层气资源量情况概述第14页
        1.2.4 煤层气水平井钻井存在的问题和不足第14-15页
    1.3 研究内容及方法第15-16页
2 韩城地区煤层气储层分析第16-26页
    2.1 地质概况第16-20页
        2.1.1 构造特征第17-18页
        2.1.2 研究区煤层情况第18-19页
        2.1.3 地层发育及水文地质情况第19-20页
    2.2 研究区煤层气性质和压力特征第20-21页
        2.2.1 煤层气性质第20-21页
        2.2.2 煤层气储层压力特征及预测第21页
    2.3 研究区煤储层孔隙结构及煤体结构分析第21-24页
    2.4 韩城煤层气储藏描述第24-25页
    2.5 煤层气井储层损害原因分析第25页
    2.6 小结第25-26页
3 韩城地区煤层段井眼失稳机理分析及防治第26-31页
    3.1 研究区煤层段井眼失稳机理分析第26-27页
    3.2 井眼失稳的防治措施第27-30页
        3.2.1 优化井身结构第27页
        3.2.2 合理控制钻井液体系第27-29页
        3.2.3 稳定井眼的工程技术措施第29页
        3.2.4 优化完井措施第29-30页
    3.3 小结第30-31页
4 煤层气水平井钻井工艺的理论研究第31-40页
    4.1 水平井的基本内容第31-33页
        4.1.1 水平井的定义和用途第31-32页
        4.1.2 水平井井网及与直井比较第32-33页
    4.2 水平井开发煤层气的优点及适用条件第33-34页
    4.3 煤层气水平井的不同形式及钻井特点与难点第34-35页
        4.3.1 煤层气水平井的不同形式第34-35页
        4.3.2 煤层气水平井钻井的特点与难点第35页
    4.4 煤层气水平井钻井工艺技术第35-39页
        4.4.1 水平井的井眼轨迹设计第36-37页
        4.4.2 钻具组合第37-38页
        4.4.3 钻井液的使用第38页
        4.4.4 轨迹的控制技术第38-39页
    4.5 小结第39-40页
5 水平井钻井技术在韩城地区的应用研究第40-56页
    5.1 井身类型的确定第40-41页
    5.2 钻轨迹设计与计算第41-46页
        5.2.1 二维轨迹设计与计算第41-44页
        5.2.2 设计举例第44-46页
    5.3 煤层气水平井钻具研究第46-49页
        5.3.1 钻具组合选择依据第47页
        5.3.2 韩城煤层气水平井钻具组合及钻井参数选择第47-49页
    5.4 钻井过程中的轨迹控制第49-51页
        5.4.1 直井防斜要求及工程分析第49页
        5.4.2 造斜段轨迹控制及工程分析第49-50页
        5.4.3 水平井段轨迹控制及工程分析第50页
        5.4.4 两井连通第50-51页
    5.5 钻井过程中储层保护措施第51-52页
    5.6 煤层气井压裂增产技术第52-53页
        5.6.1 水基携砂压裂液的应用分析第52-53页
        5.6.2 压裂支撑剂的应用第53页
    5.7 应用效果分析第53-55页
    5.8 结论第55-56页
6 结论第56-58页
    6.1 主要认识和结论第56页
    6.2 对今后工作的展望第56-58页
致谢第58-59页
参考文献第59-62页
附录第62页
    发表论文第62页
    参加项目第62页
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