地面抽采煤层气ppt课件.ppt
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1、第三讲 地面抽采煤层气一、地面抽采程序一、地面抽采程序二、开发井网二、开发井网三、钻井三、钻井四、固井四、固井五、完井五、完井一、煤层气地面抽采程序1.井网设计井网设计2.确定井位确定井位3.确定井类(资料、试验、生产)确定井类(资料、试验、生产)4.收集地层资料、建立岩性剖面收集地层资料、建立岩性剖面5.设设计计(钻钻井井、完完井井、固固井井、井井底底连连通通方式、增产措施、试采)方式、增产措施、试采)6.施工(钻井、完井、压裂、试采)施工(钻井、完井、压裂、试采)二、煤层气开发井网设计1.井网类型选择井网类型选择井网类型选择井网类型选择 煤层气布井方式分为煤层气布井方式分为煤层气布井方式分
2、为煤层气布井方式分为4 4种:种:种:种:1 1)矩形井网)矩形井网)矩形井网)矩形井网 2 2)棱形井网)棱形井网)棱形井网)棱形井网 3 3)“W”W”形井网形井网形井网形井网 4 4)单井排采)单井排采)单井排采)单井排采。煤层煤层煤层煤层中的面割理方向渗透性好,端割理方向上渗透性中的面割理方向渗透性好,端割理方向上渗透性中的面割理方向渗透性好,端割理方向上渗透性中的面割理方向渗透性好,端割理方向上渗透性受到限制,从而导致整个储层的渗透性也是非均质的受到限制,从而导致整个储层的渗透性也是非均质的受到限制,从而导致整个储层的渗透性也是非均质的受到限制,从而导致整个储层的渗透性也是非均质的。
3、可以可以可以可以利用非均质地层井间干扰现象,采取适当的布井方利用非均质地层井间干扰现象,采取适当的布井方利用非均质地层井间干扰现象,采取适当的布井方利用非均质地层井间干扰现象,采取适当的布井方式,来提高单井产量式,来提高单井产量式,来提高单井产量式,来提高单井产量。一般以矩形井网为好。一般以矩形井网为好。一般以矩形井网为好。一般以矩形井网为好。二、煤层气开发井网设计2 优化井网井距优化井网井距 优化目的:优化目的:就是设计合理的井距。就是设计合理的井距。因为单井控制面积的大小直接影响着因为单井控制面积的大小直接影响着产气的高峰出现的早晚和成本的高低。产气的高峰出现的早晚和成本的高低。优化依据优
4、化依据:渗透率参数,根据:渗透率参数,根据渗透率参数渗透率参数可得到单井控制面积和累积产气量、产气可得到单井控制面积和累积产气量、产气率之间的关系。率之间的关系。优化方式:优化方式:井距需要进行数值模拟计算。井距需要进行数值模拟计算。三、钻井设计 钻井设计包括钻井设计包括四个四个部分:部分:1)钻井)钻井地质地质设计设计 2)钻井工程设计)钻井工程设计 3)钻井)钻井施工进度施工进度设计设计 4)钻井)钻井成本成本预算预算 钻井设计是组织钻井生产和技术应用的基钻井设计是组织钻井生产和技术应用的基础,进行单井成本预算和决算的重要依据。础,进行单井成本预算和决算的重要依据。三、钻井设计 钻井地质设
5、计钻井地质设计要明确提出设计要明确提出设计依据、钻探目的、设计井深、目依据、钻探目的、设计井深、目的层、完钻层位及原则、完井方的层、完钻层位及原则、完井方法、取资料要求、井身质量、生法、取资料要求、井身质量、生产套管尺寸及强度要求、阻流环产套管尺寸及强度要求、阻流环位置及固井水泥上返高度等位置及固井水泥上返高度等.三、钻井设计 钻井地质设计要为钻井工程钻井地质设计要为钻井工程设计设计提供邻区、邻井资料,提提供邻区、邻井资料,提供地层气、水及岩石物性,提供地层气、水及岩石物性,提供地层剖面,地层倾角及故障供地层剖面,地层倾角及故障提示等资料。提示等资料。三、钻井设计 钻井工程设计钻井工程设计必须
6、以钻井地质设计为依据。必须以钻井地质设计为依据。钻井工程设计达到的目的:钻井工程设计达到的目的:1)应有利于取全取准各项地质工程资料;)应有利于取全取准各项地质工程资料;2)保护煤层,降低对煤层的伤害)保护煤层,降低对煤层的伤害;3)保证井身质量符合钻井地质设计的要求;)保证井身质量符合钻井地质设计的要求;4)为后期作业提供良好的井筒条件。)为后期作业提供良好的井筒条件。三、钻井设计1 钻井设计的主要内容钻井设计的主要内容(1)选择地面井位。在地质条件允许的范选择地面井位。在地质条件允许的范围内,根据水源、井场道路、泥浆池围内,根据水源、井场道路、泥浆池位置及井场施工条件等选择钻井井位。位置及
7、井场施工条件等选择钻井井位。(2)确定井身结构并选择钻机。确定井身结构并选择钻机。钻机选择钻机选择依据主要是井深,所依据主要是井深,所选钻机不得超过选钻机不得超过其最大负荷能力的其最大负荷能力的80%。三、钻井设计(3)确定钻头类型、尺寸及数量确定钻头类型、尺寸及数量.(4)设计钻柱与下部钻具组合设计钻柱与下部钻具组合.(5)钻井参数设计。钻井参数设计。(6)钻井液设计。钻井液设计。(7)固井设计,包括套管柱设计数据、固井设计,包括套管柱设计数据、套管柱强度设计、注水泥设计及固套管柱强度设计、注水泥设计及固井要求。井要求。三、钻井设计(8)井控装备及工艺技术要求井控装备及工艺技术要求.(9)固
8、相控制要求固相控制要求.(10)防止煤层伤害的技术措施及要求防止煤层伤害的技术措施及要求.(11)环境保护要求环境保护要求.(12)钻井施工进度设计钻井施工进度设计.(13)全井成本预算全井成本预算.(14)提交资料要求。提交资料要求。三、钻井设计1.关于泥浆问题:关于泥浆问题:钻井工程设计要根据钻井地质设计提钻井工程设计要根据钻井地质设计提供的邻井、邻区试气压力资料供的邻井、邻区试气压力资料等,等,设计设计钻井液密度、水泥浆密度和套管程序钻井液密度、水泥浆密度和套管程序。钻井工程设计必须提出安全措施和环钻井工程设计必须提出安全措施和环境保护要求。境保护要求。三、钻井设计2 关于井身结构设计:
9、关于井身结构设计:井身结构是指一口井下入套管井身结构是指一口井下入套管的层次、尺寸、深度,各层套管的层次、尺寸、深度,各层套管相应的钻头尺寸以及各层套管的相应的钻头尺寸以及各层套管的水泥返高水泥返高.井眼中下入的套管柱分为表层井眼中下入的套管柱分为表层套管、技术套管套管、技术套管(或称中间套管或称中间套管)和和产层套管产层套管(或称生产套管或称生产套管)三种类型三种类型.三、钻井设计具体井身结构设计要明确如下:具体井身结构设计要明确如下:具体井身结构设计要明确如下:具体井身结构设计要明确如下:1.1.裸眼井段的裸眼井段的裸眼井段的裸眼井段的长度及深度长度及深度长度及深度长度及深度.在在在在裸眼
10、井段中,应使钻井过程中不发生裸眼井段中,应使钻井过程中不发生裸眼井段中,应使钻井过程中不发生裸眼井段中,应使钻井过程中不发生井漏井漏井漏井漏2.2.生产套管的尺寸及深度生产套管的尺寸及深度 生产生产套管套管应应应应满足满足满足满足开采的开采的开采的开采的要求,一般不小于要求,一般不小于要求,一般不小于要求,一般不小于5 1/2in5 1/2in。3.3.根据地层,由内向外确定套管层次和两相邻层套管根据地层,由内向外确定套管层次和两相邻层套管根据地层,由内向外确定套管层次和两相邻层套管根据地层,由内向外确定套管层次和两相邻层套管间隙间隙间隙间隙。4.4.根据地层确定各层套管根据地层确定各层套管根
11、据地层确定各层套管根据地层确定各层套管的下入的下入的下入的下入深度和深度和深度和深度和水泥返水泥返水泥返水泥返高高高高5.5.增产措施和预防下套管时不会发生压差卡钻的措施。增产措施和预防下套管时不会发生压差卡钻的措施。增产措施和预防下套管时不会发生压差卡钻的措施。增产措施和预防下套管时不会发生压差卡钻的措施。总的宗旨是:总的宗旨是:总的宗旨是:总的宗旨是:井身结构设计由井身结构设计由井身结构设计由井身结构设计由下往下往下往下往上,套管设计由内向上,套管设计由内向上,套管设计由内向上,套管设计由内向外进行,具体复杂程度决定底层复杂程度外进行,具体复杂程度决定底层复杂程度外进行,具体复杂程度决定底
12、层复杂程度外进行,具体复杂程度决定底层复杂程度三、钻井设计 生产套管和各层套管尺寸确定后,生产套管和各层套管尺寸确定后,即可确定所需钻头尺寸。套管内径即可确定所需钻头尺寸。套管内径与欲通过的钻头外径之差值,最小与欲通过的钻头外径之差值,最小不得小于不得小于6mm。三、钻井设计确定井身结构的原则及依据:确定井身结构的原则及依据:(1)能有效地保护煤层,降低钻井液对不能有效地保护煤层,降低钻井液对不同压力梯度煤层的伤害同压力梯度煤层的伤害.(2)能避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发能避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生,为安全钻进创造条件生,为安全钻进创造条件.(3)下套管过程中,不会因井内钻井液液下套管
13、过程中,不会因井内钻井液液柱压力和地层压力之差产生压差卡钻。柱压力和地层压力之差产生压差卡钻。三、钻井设计套管的作用套管的作用 表表层层套套管管:用用以以封封隔隔上上部部松松软软的的易易塌塌易易漏漏地地层层,安安装装井井口口,控控制制井井喷喷,支支承承技术套管和生产套管。技术套管和生产套管。技术套管技术套管:用以封隔用钻井液难于控用以封隔用钻井液难于控制的复杂地层,保证顺利钻进制的复杂地层,保证顺利钻进.生产套管生产套管:用以将产层与其它地层以及用以将产层与其它地层以及不同压力的产层分隔开,形成煤层气通不同压力的产层分隔开,形成煤层气通道,保证长期生产,满足开采和增产措道,保证长期生产,满足开
14、采和增产措施的要求。施的要求。三、钻井设计三、钻井设计3 钻具组合的设计钻具组合的设计钻头的选择钻头的选择钻铤直径与长度的确定钻铤直径与长度的确定钻具组合型式(满眼、钟摆)的确定钻具组合型式(满眼、钟摆)的确定稳定器(扶正器)数量及布置位置的稳定器(扶正器)数量及布置位置的确定确定减震器与震击器安放位置的确定。减震器与震击器安放位置的确定。钻杆规格的确定钻杆规格的确定三、钻井设计4 钻井液设计钻井液设计 泥浆性能参数:泥浆性能参数:粘粘度度、失失水水、切切力力(静静切切力力、动动切切力力、含砂量)含砂量)钻井液类型的选择钻井液类型的选择固相控制:固相控制:级别、方式、设备级别、方式、设备煤层气
15、钻井对泥浆的特殊要求煤层气钻井对泥浆的特殊要求:对储层不造成伤害对储层不造成伤害三、钻井设计5 取心技术设计取心技术设计(1)尽可能保证煤心完整,取心收获率高。尽可能保证煤心完整,取心收获率高。(2)起钻时间短,出心速度快起钻时间短,出心速度快.(3)基本保持煤心在井下的原始状态,气基本保持煤心在井下的原始状态,气量损失小。量损失小。(4)能从煤心直观地观查井下煤层的裂隙能从煤心直观地观查井下煤层的裂隙发育情况。发育情况。(5)取心部位记录准确)取心部位记录准确四、固井设计四、固井设计1 套管串设计套管串设计受受力力计计算算:轴轴向向力力(拉拉力力、压压力力)、内压力、外压力内压力、外压力安安
16、 全全 系系 数数 确确 定定:抗抗 拉拉 安安 全全 系系 数数 为为1.502.00,常常用用1.80;抗抗外外挤挤安安全全系系数数为为1.00-1.50,常常用用1.125;抗抗内内压压安安全系数为全系数为1.001.75,常用,常用1.10。确定套管壁厚、钢级、接头螺纹型式。确定套管壁厚、钢级、接头螺纹型式。四、固井设计套套管管靴靴、浮浮箍箍、底底胶胶塞塞、顶顶胶胶塞塞、水泥头的选型水泥头的选型扶正器选型与布置扶正器选型与布置分级箍选型及安放分级箍选型及安放四、固井设计2 水泥浆设计水泥浆设计前前置置液液、水水泥泥浆浆液液、后后置置液液的的密密度度、用量。用量。水灰比确定、水泥总量、用
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