CN103711473A - 双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,包括以下步骤:1)远端排采井的钻完井;2)多分支水平井钻完井:二开时先用大尺寸钻头钻至一定井斜,再用小尺寸钻头钻穿煤层;之后打水泥塞,用大尺寸钻头修塞,再用相同小尺寸钻头钻至着陆,形成复合井眼,下与所述复合井眼匹配的复合外层套管,固井,所述复合外层套管的大、小管径连接处由转换接头连接;3)下内层套管,使该内层套管的下端坐在位于复合外层套管的转换接头上,内层套管的上端悬挂于井口的套管头上;4)钻多分支水平井三开的主支和分支;5)利用多分支水平井和排采井下泵,排水和生产煤气。该方法安全、可靠,在节约成本的同时还保护了环境。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气多分支水平井钻井领域,特别是涉及一种双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法。
背景技术
目前,在用多分支水平井开发煤层气过程中,为保护煤储层,三次开钻(以下简称“三开”)要求用清水钻进,而清水切力小,悬浮能力差,只用常规的钻井排量循环,携岩效果不理想。
为此,人们开发出了双循环接力式钻井方法,如图1所示,其钻完井主要步骤如下:
1)钻近端和远端排采直井,下套管后固井,在煤层段造洞穴。
2)钻多分支水平井,其中,在二次开钻(以下简称“二开”)进入煤层前着陆,下双层套管。双层套管中的外层套管固井;内层套管不固井,为活动套管,悬挂于井口,完井后可起出。三开钻进水平主井眼段,分别与两个排采直井连通,再在两排采井之间的主井眼上侧钻多分支水平井段。三开裸眼完井。
3)在起出内层的活动套管后,在二开外层套管内的适当井段注水泥塞,封堵水平井井口。
4)利用排采直井下泵,排水,生产煤层气。
上述方法由于增加了内层套管,多了一个液相循环通道,加之原来的钻杆循环,在套管鞋以上就形成了双循环,总排量Q3为钻井钻头排量Q1和双层套 管环空排量Q2之和。来自水平裸眼段的煤屑到达套管鞋后,依靠双循环作用类似接力一样加速上返,从而提高了钻井返出液的稳定性和返出量,增大了携砂能力,减少了井下复杂。
上述方法虽然解决了斜井段及上直段的携岩问题,但是还存在以下缺点:
1)二开内层套管为活动套管,下端不固定,在三开钻进时,内层套管容易倒扣脱落,造成井下复杂;
2)二开用相同尺寸钻头,井眼尺寸大,造斜率小,靶前位移大;
3)二开井眼尺寸大,机械钻速慢,钻井周期长;
4)在如今水平井排采工艺已经解决的情况下,专门利用直井排采增加成本,并且增加直井井场,破坏环境。
发明内容
本发明的提供一种双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,用于双循环接力式井型的煤层气开发,解决活动套管易脱落、钻井周期长和成本高等问题,实现安全、优质、快速钻井。
为此,本发明的技术方案如下:
一种双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,包括以下步骤:
(1)钻远端排采井,下套管后固井,造洞穴;
(2)钻多分支水平井,在进行二开时,先用大尺寸钻头钻至一定井斜,然后用小尺寸钻头钻穿煤层,作为先导眼,提供煤层深度等信息;之后,打水泥塞,用大尺寸钻头修塞,再用相同的小尺寸钻头钻至着陆,形成复合井眼,下与所述复合井眼匹配的复合外层套管,固井,所述复合外层套管的大、小管径连接处由转换接头连接;
(3)下内层套管,该内层套管的尺寸与位于外层的所述复合外层套管下部的小尺寸套管相同,使该内层套管的下端坐在位于复合外层套管的转换接头上,内层套管的上端悬挂于井口的套管头上;
(4)钻多分支水平井三开的主支,使其与所述远端排采井连通,然后钻三开分支;
(5)利用多分支水平井和排采井下泵,分别进行排水和生产煤气。
优选的是,在上述的步骤(2)中,用相同的小尺寸钻头钻至着陆后充分通井,之后,下与复合井眼匹配的外层复合套管。
优选的是,在利用多分支水平井和排采井下泵之前,利用打捞矛起出所述内层套管。
优选的是,在步骤(3)中,用扶正器使所述内层套管居中。
与现有的双循环接力式钻井方法相比,本发明的方法具有以下优点:
1)内层套管上部直接悬挂在套管头上,下端固定在复合外层套管的大小头转换处,其上下都固定,加之扶正器的作用,三开钻进时,内层套管不易倒扣脱落,避免造成井下复杂,提高了安全性;
2)二开时采用大小复合井眼,用小尺寸钻头钻进先导眼,提供准确的煤层信息,而不用钻近端的排采井,减少了一个直井井场,在节约成本的同时还保护了环境;
3)复合套管尺寸与复合井眼相匹配,提高外层套管固井质量,有利于后期钻进;
4)打水泥塞填眼后用小钻头增斜(钻至着陆),不仅提高了造穴率、缩短了靶前位移,还增加了机械钻速,缩短了周期,降低了二开施工成本。
附图说明
图1为利用现有的双循环接力式钻井方法钻出的钻井井身结构示意图;
图2为利用本发明的方法钻出的钻井井身结构示意图。
具体实施方案式
下面结合附图和具体实施例对本发明的钻完井方法进行详细说明。
本发明的方法,在钻多分支水平井过程中,二开先用大直径钻头钻至一定井斜及井深,之后换小尺寸钻头稳斜钻穿煤层,作为先导眼,提供煤层深度等相关数据,然后打水泥塞填二开小尺寸井眼,候凝后,再次用相同的小尺寸钻头增斜,钻至二开着陆中完;然后,下与复合井眼相匹配的复合外层套管,固井;下内层套管,其尺寸与外层复合套管下部小尺寸套管相同,内层套管下部固定在外层复合套管大小尺寸转换位置,上部悬挂于井口,作为活动套管,不固井,完钻后起出。
图2为本发明的一个具体实施例,如图所示,该方法包括以下步骤:
(1)远端排采井的钻完井:
一开:采用钻井液、φ311.15mm钻头钻进,下φ244.5mm套管,固井水泥返至地面;
二开:采用钻井液、φ215.9mm钻头钻进,下φ177.8mm套管,其中设计的造穴井段使用玻璃钢套管,固井水泥返至煤层顶以上300m,在设计的造穴井段造洞穴,直径约为0.6m,填砂至洞穴底部。
(2)多分支水平井钻完井:
一开:采用钻井液、φ444.5mm钻头钻进,下φ406.4mm套管,固井水泥返至地面。
二开:采用钻井液,先用φ374.6mm钻头钻进至70°井斜,之后换成φ215.9mm钻头稳斜钻穿煤层,作为先导眼,提供煤层深度等信息;在尺寸为φ215.9mm井段打水泥塞,候凝后用φ374.6mm钻头修塞,再用φ215.9mm钻头增斜着陆(至86°~87°);之后,分别用φ374.6mm钻头和φ215.9mm钻头充分通井,下φ273.1mm+φ177.8mm的复合外层套管,调节复合套管长度,在φ374.6mm井眼和φ215.9mm井眼的底部分别留合适的口袋,之后固井。
3)下φ177.8mm的内层套管,使该内层套管的下端固定在φ273.1mm+φ177.8mm的复合外层套管的大小头转换处,内层套管的上端固定在井口的套管头上,不固井,作为活动套管。
4)三开:采用钻井液、φ152.4mm钻头钻进三开主支及分支井段,并依靠双循环接力方式帮助充分携砂,减少井下复杂。图中,Q1为钻井钻头排量,Q2为双层套管环空排量,Q3为Q1与Q2之和。
5)利用打捞矛起出内层套管,利用多分支水平井和排采井下泵,进行排水及生产煤气。
当主井眼发生“灰堵”时,可在多分支水平井和远端排采直井进行循环洗井。
以上结合具体实施例对本发明的方法进行了说明。上述实施例中的具体数据仅是为了说明的目的,而不能用于限定本发明的保护范围。本领域的技术人员依据本发明的宗旨所做的相应改进都包括在本发明的权利要求范围内。
Claims (4)
1.一种双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)钻远端排采井,下套管后固井,造洞穴;
(2)钻多分支水平井,在进行二开时,先用大尺寸钻头钻至一定井斜,然后用小尺寸钻头钻穿煤层,作为先导眼,提供煤层深度等信息;之后,打水泥塞,用大尺寸钻头修塞,再用相同的小尺寸钻头钻至着陆,形成复合井眼,下与所述复合井眼匹配的复合外层套管,固井,所述复合外层套管的大、小管径连接处由转换接头连接;
(3)下内层套管,该内层套管的尺寸与位于外层的所述复合外层套管下部的小尺寸套管相同,使该内层套管的下端坐在位于复合外层套管的转换接头上,内层套管的上端悬挂于井口的套管头上;
(4)钻多分支水平井三开的主支,使其与所述远端排采井连通,然后钻三开分支;
(5)利用多分支水平井和排采井下泵,分别进行排水和生产煤气。
2.根据权利要求1所述的双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,其特征在于:在步骤(2)中,用相同的小尺寸钻头钻至着陆后充分通井,之后,下与复合井眼匹配的外层复合套管。
3.根据权利要求1所述的双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,其特征在于:在利用多分支水平井和排采井下泵之前,利用打捞矛起出所述内层套管。
4.根据权利要求1所述的双循环接力式煤层复合井眼钻完井方法,其特征在于:在步骤(3)中,用扶正器使所述内层套管居中。
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