雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，包括以下步驟：1）遠(yuǎn)端排采井的鉆完井；2）多分支水平井鉆完井：二開(kāi)時(shí)先用大尺寸鉆頭鉆至一定井斜，再用小尺寸鉆頭鉆穿煤層；之后打水泥塞，用大尺寸鉆頭修塞，再用相同小尺寸鉆頭鉆至著陸，形成復(fù)合井眼，下與所述復(fù)合井眼匹配的復(fù)合外層套管，固井，所述復(fù)合外層套管的大、小管徑連接處由轉(zhuǎn)換接頭連接；3）下內(nèi)層套管，使該內(nèi)層套管的下端坐在位于復(fù)合外層套管的轉(zhuǎn)換接頭上，內(nèi)層套管的上端懸掛于井口的套管頭上；4）鉆多分支水平井三開(kāi)的主支和分支；5）利用多分支水平井和排采井下泵，排水和生產(chǎn)煤氣。該方法安全、可靠，在節(jié)約成本的同時(shí)還保護(hù)了環(huán)境。
【專利說(shuō)明】雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣多分支水平井鉆井領(lǐng)域，特別是涉及一種雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在用多分支水平井開(kāi)發(fā)煤層氣過(guò)程中，為保護(hù)煤儲(chǔ)層，三次開(kāi)鉆(以下簡(jiǎn)稱“三開(kāi)”)要求用清水鉆進(jìn)，而清水切力小，懸浮能力差，只用常規(guī)的鉆井排量循環(huán)，攜巖效果不理想。
[0003]為此，人們開(kāi)發(fā)出了雙循環(huán)接力式鉆井方法，如圖1所示，其鉆完井主要步驟如下:
[0004]I)鉆近端和遠(yuǎn)端排采直井，下套管后固井，在煤層段造洞穴。
[0005]2)鉆多分支水平井，其中，在二次開(kāi)鉆(以下簡(jiǎn)稱“二開(kāi)”)進(jìn)入煤層前著陸，下雙層套管。雙層套管中的外層套管固井；內(nèi)層套管不固井，為活動(dòng)套管，懸掛于井口，完井后可起出。三開(kāi)鉆進(jìn)水平主井眼段，分別與兩個(gè)排采直井連通，再在兩排采井之間的主井眼上側(cè)鉆多分支水平井段。三開(kāi)裸眼完井。
[0006]3)在起出內(nèi)層的活動(dòng)套管后，在二開(kāi)外層套管內(nèi)的適當(dāng)井段注水泥塞，封堵水平井井口。
[0007]4)利用排采直井下泵，排水，生產(chǎn)煤層氣。
[0008]上述方法由于增加了內(nèi)層套管，多了一個(gè)液相循環(huán)通道，加之原來(lái)的鉆桿循環(huán)，在套管鞋以上就形成了雙循環(huán)，總排量Q3為鉆井鉆頭排量Ql和雙層套管環(huán)空排量Q2之和。來(lái)自水平裸眼段的煤屑到達(dá)套管鞋后，依靠雙循環(huán)作用類似接力一樣加速上返，從而提高了鉆井返出液的穩(wěn)定性和返出量，增大了攜砂能力，減少了井下復(fù)雜。
[0009]上述方法雖然解決了斜井段及上直段的攜巖問(wèn)題，但是還存在以下缺點(diǎn):
[0010]I) 二開(kāi)內(nèi)層套管為活動(dòng)套管，下端不固定，在三開(kāi)鉆進(jìn)時(shí)，內(nèi)層套管容易倒扣脫落，造成井下復(fù)雜；
[0011]2) 二開(kāi)用相同尺寸鉆頭，井眼尺寸大，造斜率小，靶前位移大；
[0012]3) 二開(kāi)井眼尺寸大，機(jī)械鉆速慢，鉆井周期長(zhǎng)；
[0013]4)在如今水平井排采工藝已經(jīng)解決的情況下，專門(mén)利用直井排采增加成本，并且增加直井井場(chǎng)，破壞環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的提供一種雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，用于雙循環(huán)接力式井型的煤層氣開(kāi)發(fā)，解決活動(dòng)套管易脫落、鉆井周期長(zhǎng)和成本高等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井。
[0015]為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0016]一種雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，包括以下步驟:[0017](I)鉆遠(yuǎn)端排采井，下套管后固井，造洞穴；
[0018](2)鉆多分支水平井，在進(jìn)行二開(kāi)時(shí)，先用大尺寸鉆頭鉆至一定井斜，然后用小尺寸鉆頭鉆穿煤層，作為先導(dǎo)眼，提供煤層深度等信息；之后，打水泥塞，用大尺寸鉆頭修塞，再用相同的小尺寸鉆頭鉆至著陸，形成復(fù)合井眼，下與所述復(fù)合井眼匹配的復(fù)合外層套管，固井，所述復(fù)合外層套管的大、小管徑連接處由轉(zhuǎn)換接頭連接；
[0019](3)下內(nèi)層套管，該內(nèi)層套管的尺寸與位于外層的所述復(fù)合外層套管下部的小尺寸套管相同，使該內(nèi)層套管的下端坐在位于復(fù)合外層套管的轉(zhuǎn)換接頭上，內(nèi)層套管的上端懸掛于井口的套管頭上；
[0020](4)鉆多分支水平井三開(kāi)的主支，使其與所述遠(yuǎn)端排采井連通，然后鉆三開(kāi)分支；
[0021](5)利用多分支水平井和排采井下泵，分別進(jìn)行排水和生產(chǎn)煤氣。
[0022]優(yōu)選的是，在上述的步驟(2)中，用相同的小尺寸鉆頭鉆至著陸后充分通井，之后，下與復(fù)合井眼匹配的外層復(fù)合套管。
[0023]優(yōu)選的是，在利用多分支水平井和排采井下泵之前，利用打撈矛起出所述內(nèi)層套管。
[0024]優(yōu)選的是，在步驟(3)中，用扶正器使所述內(nèi)層套管居中。
[0025]與現(xiàn)有的雙循環(huán)接力式鉆井方法相比，本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]I)內(nèi)層套管上部直接懸掛在套管頭上，下端固定在復(fù)合外層套管的大小頭轉(zhuǎn)換處，其上下都固定，加之扶正器的作用，三開(kāi)鉆進(jìn)時(shí)，內(nèi)層套管不易倒扣脫落，避免造成井下復(fù)雜，提高了安全性；
[0027]2) 二開(kāi)時(shí)采用大小復(fù)合井眼，用小尺寸鉆頭鉆進(jìn)先導(dǎo)眼，提供準(zhǔn)確的煤層信息，而不用鉆近端的排采井，減少了一個(gè)直井井場(chǎng)，在節(jié)約成本的同時(shí)還保護(hù)了環(huán)境；
[0028]3)復(fù)合套管尺寸與復(fù)合井眼相匹配，提高外層套管固井質(zhì)量，有利于后期鉆進(jìn)；
[0029]4)打水泥塞填眼后用小鉆頭增斜(鉆至著陸)，不僅提高了造穴率、縮短了靶前位移，還增加了機(jī)械鉆速，縮短了周期，降低了二開(kāi)施工成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為利用現(xiàn)有的雙循環(huán)接力式鉆井方法鉆出的鉆井井身結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為利用本發(fā)明的方法鉆出的鉆井井身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]具體實(shí)施方案式
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的鉆完井方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明的方法，在鉆多分支水平井過(guò)程中，二開(kāi)先用大直徑鉆頭鉆至一定井斜及井深，之后換小尺寸鉆頭穩(wěn)斜鉆穿煤層，作為先導(dǎo)眼，提供煤層深度等相關(guān)數(shù)據(jù)，然后打水泥塞填二開(kāi)小尺寸井眼，候凝后，再次用相同的小尺寸鉆頭增斜，鉆至二開(kāi)著陸中完；然后，下與復(fù)合井眼相匹配的復(fù)合外層套管，固井；下內(nèi)層套管，其尺寸與外層復(fù)合套管下部小尺寸套管相同，內(nèi)層套管下部固定在外層復(fù)合套管大小尺寸轉(zhuǎn)換位置，上部懸掛于井口，作為活動(dòng)套管，不固井，完鉆后起出。
[0035]圖2為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，如圖所示，該方法包括以下步驟:
[0036](I)遠(yuǎn)端排米井的鉆完井:
[0037]一開(kāi):采用鉆井液、(6311.15mm鉆頭鉆進(jìn)，下小244.5mm套管，固井水泥返至地面；
[0038]二開(kāi):采用鉆井液、(6215.9mm鉆頭鉆進(jìn)，下小177.8mm套管，其中設(shè)計(jì)的造穴井段使用玻璃鋼套管，固井水泥返至煤層頂以上300m，在設(shè)計(jì)的造穴井段造洞穴，直徑約為
0.6m,填砂至洞穴底部。
[0039](2)多分支水平井鉆完井:
[0040]—開(kāi):采用鉆井液、(6444.5mm鉆頭鉆進(jìn),下4>406.4mm套管，固井水泥返至地面。
[0041]二開(kāi):采用鉆井液，先用374.6mm鉆頭鉆進(jìn)至70°井斜，之后換成(6215.9mm鉆頭穩(wěn)斜鉆穿煤層，作為先導(dǎo)眼，提供煤層深度等信息；在尺寸為0 215.9mm井段打水泥塞，候凝后用0 374.6mm鉆頭修塞,再用215.9mm鉆頭增斜著陸(至86°~87° );之后,分別用(6374.6mm鉆頭和小215.9mm鉆頭充分通井，下(6273.1mm+小177.8mm的復(fù)合外層套管，調(diào)節(jié)復(fù)合套管長(zhǎng)度，在(6374.6_井眼和(6215.9_井眼的底部分別留合適的口袋，之后固井。
[0042]3)下177.8mm的內(nèi)層套管,使該內(nèi)層套管的下端固定在273.1mm+177.8mm
的復(fù)合外層套管的大小頭轉(zhuǎn)換處，內(nèi)層套管的上端固定在井口的套管頭上，不固井，作為活 動(dòng)套管。
[0043]4)三開(kāi):采用鉆井液、ct 152.4mm鉆頭鉆進(jìn)三開(kāi)主支及分支井段，并依靠雙循環(huán)接力方式幫助充分?jǐn)y砂，減少井下復(fù)雜。圖中，Ql為鉆井鉆頭排量，Q2為雙層套管環(huán)空排量，Q3為Ql與Q2之和。
[0044]5)利用打撈矛起出內(nèi)層套管，利用多分支水平井和排采井下泵，進(jìn)行排水及生產(chǎn)煤氣。
[0045]當(dāng)主井眼發(fā)生“灰堵”時(shí)，可在多分支水平井和遠(yuǎn)端排采直井進(jìn)行循環(huán)洗井。
[0046]以上結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行了說(shuō)明。上述實(shí)施例中的具體數(shù)據(jù)僅是為了說(shuō)明的目的，而不能用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明的宗旨所做的相應(yīng)改進(jìn)都包括在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)鉆遠(yuǎn)端排米井，下套管后固井，造洞穴； (2)鉆多分支水平井，在進(jìn)行二開(kāi)時(shí)，先用大尺寸鉆頭鉆至一定井斜，然后用小尺寸鉆頭鉆穿煤層，作為先導(dǎo)眼，提供煤層深度等信息；之后，打水泥塞，用大尺寸鉆頭修塞，再用相同的小尺寸鉆頭鉆至著陸，形成復(fù)合井眼，下與所述復(fù)合井眼匹配的復(fù)合外層套管，固井，所述復(fù)合外層套管的大、小管徑連接處由轉(zhuǎn)換接頭連接； (3)下內(nèi)層套管，該內(nèi)層套管的尺寸與位于外層的所述復(fù)合外層套管下部的小尺寸套管相同，使該內(nèi)層套管的下端坐在位于復(fù)合外層套管的轉(zhuǎn)換接頭上，內(nèi)層套管的上端懸掛于井口的套管頭上； (4)鉆多分支水平井三開(kāi)的主支，使其與所述遠(yuǎn)端排采井連通，然后鉆三開(kāi)分支； (5)利用多分支水平井和排采井下泵，分別進(jìn)行排水和生產(chǎn)煤氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，其特征在于:在步驟(2)中，用相同的小尺寸鉆頭鉆至著陸后充分通井，之后，下與復(fù)合井眼匹配的外層復(fù)合套管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，其特征在于:在利用多分支水平井和排采井下泵之前，利用打撈矛起出所述內(nèi)層套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)接力式煤層復(fù)合井眼鉆完井方法，其特征在于:在步驟(3)中，用扶正器使所述內(nèi)層套管居中。
【文檔編號(hào)】E21B43/30GK103711473SQ201310755949
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】李立昌, 劉永峰, 孟振期, 王鳳銳, 譚天宇, 侯士東 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司