煤層氣頂板泥巖造穴技術在斜井的應用

陶松齡 蔣海濤 周立春 于懷彬 張洪強 孟振期

(1.渤海鉆探工程技術研究院，河北 062552； 2.華北油田公司煤層氣勘探開發分公司，山西 048000；3.渤海鉆探第五鉆井工程分公司，河北 062450)

煤層氣頂板泥巖造穴技術在斜井的應用

陶松齡1蔣海濤1周立春2于懷彬1張洪強3孟振期1

(1.渤海鉆探工程技術研究院，河北 062552； 2.華北油田公司煤層氣勘探開發分公司，山西 048000；3.渤海鉆探第五鉆井工程分公司，河北 062450)

目前，頂板泥巖造穴技術在直井的應用已經基本成熟，但國內在斜井尚無應用先例。為了滿足煤層氣頂板泥巖斜井造穴的需要，技術人員對原有的單翼造穴工具及施工工藝進行了改進與優化，并在山西沁水盆地，沁12平1-V2、沁12平1-V1等井進行了多次現場應用，結果表明，煤層氣頂板泥巖造穴技術在斜井的應用已經成熟。

煤層氣 頂板泥巖 造穴工具 斜井

1 工具優化及配套

針對工具在直井造穴的應用情況及斜井造穴的一些自身難點，對工具進行了以下幾點優化及配套。

(1)對工具本體側面及其底部進行了防磨處理；

(2)將工具本體底部設計為相對張開后的刀翼凸出，以待加強對刀翼根部的保護，增強工具的安全性能；

(3)為了改善鉆具的居中性能，提高造穴效率，匹配了兩個整體式螺旋穩定器和兩根短鉆挺。

2 施工工藝

(1)準備。掌握該井的基本資料，確定洞穴位置，丈量鉆具長度。

(2)井口試驗。造穴工具連接在方鉆桿上，開泵循環，確保工具能正常張開，同時記錄好泵壓，計算出排量，若泵壓太大，可以拆掉其中的一兩個凡爾。

(3)下鉆。卸下造穴工具下鉆，鉆具組合為：DBZXQ-300造穴工具+φ120.7鉆挺×2+φ150螺旋穩定器+φ89mm加重鉆桿一根+φ150螺旋穩定器+φ89mm鉆桿+方鉆桿。下鉆過程中嚴禁開泵循環，下鉆過程要平穩緩慢，特別是工具進入造斜段后，要隨時注意懸重變化，確保安全下入。

(4)造臺階。工具下到預定位置后，在方鉆桿上做上記號，開泵循環，并轉動轉盤，開始造臺階。轉速50rpm左右，原地切割玻璃鋼套管，觀察井口玻璃纖維返出情況。慢慢下放鉆具，當能夠加上2t鉆壓時，造臺階成功；當下探沒有能夠加上鉆壓時，說明造臺階失敗，然后將工具提到初始位置，繼續造臺階。

(5)鍛銑施工。造臺階成功后，小鉆壓、低轉速鉆進一段時間，待工作平穩后提高鉆壓和轉速，直至鉆進到既定位置，提起鉆具劃眼，若無遇阻，則完成鍛銑施工。

(6)造穴施工。將步驟3中的造穴工具換成DBZXQ-600造穴工具，依次重復2、3、4、5中的步驟最終完成造穴施工。

3 頂板泥巖斜井造穴現場應用

2015年8月，先后在沁試12平1-V2 井、沁試12平1-V1井進行了現場應用，該井位于山西沁水盆地南部晉城斜坡帶鄭莊北部區塊，分別屬于沁試12平1-H井配套遠端、近端排采井，根據工藝要求，需要在177.8mm玻璃鋼套管內頂板泥巖段完成直徑不小于0.5m，高4m的造洞穴施工，技術人員經過精心的前期準備，結合現場實際情況，最終圓滿了完成了兩口井的頂板泥巖斜井造穴施工，以下為沁試12平1-V2 井、沁試12平1-V1井現場應用情況。

3.1 沁試12平1-V2 井現場應用

沁12平1-V2井是一口遠端排采井，該井鉆穿3號煤層底界以下60m 完井, 井深963m, 下入D177.8mm生產套管固井,注水泥封固至530m,玻璃鋼位置897.94～906.10m，確定造穴位置為901.7～905.7m，該位置井斜達17.5°。

3.1.1 鍛銑施工

將DBZXQ-300造穴工具接到方鉆桿上，開泵循環，工具張開正常，泵壓達到8MPa，計算排量為17.4L/s，考慮到泵壓太大，最后拆掉兩凡爾，工具張開正常，泵壓為2MPa，排量5.8L/s，卸下造穴工具，下鉆。8月14日12：00開始造臺階，2h后淘巖屑，見玻璃纖維。具體施工參數見表1。

表1 鍛銑施工情況概述

3.1.2 造穴施工

將DBZXQ-600造穴工具接到方鉆桿上，開泵循環，工具張開正常，泵壓達到2MPa，排量5.8L/s，卸下造穴工具，下鉆。8月16日8：20開始造臺階，具體施工過程見表2。

3.2 沁12平1-V1井現場應用

沁12平1-V1井是一口近端排采井，該井鉆穿3號煤層底界以下60m 完井，井深1055m,玻璃鋼套管位置988.61～996.80m，煤層位置995.5～1000.9m，下入D177.8mm生產套管固井,注水泥封固至580m，根據工藝要求，確定造穴位置為991.3～995.3m，該位置井斜達22.09°。

3.2.1 鍛銑施工

將DBZXQ-300造穴工具接到方鉆桿上，開泵循環，工具張開正常，泵壓達到3.0MPA，計算排量為11.4L/s，卸下造穴工具，下鉆。8月24日10：30開始造臺階，2h后淘巖屑，見玻璃纖維，具體施工參數見表3。

表2 造穴施工情況概述

表3 鍛銑施工情況概述

3.2.2 造穴施工

將DBZXQ-600造穴工具接到方鉆桿上，開泵循環，工具張開正常，泵壓3MPa，卸下造穴工具，下鉆。8月25日15：10開始造臺階，具體施工過程見表4。

表4 造穴施工情況概述

3.3 應用效果

(1)整體造臺階時間相比之前有所增加，分析認為，斜井在工具刀翼未完全張開的情況下，加壓容易收攏進套管，故而直井造臺階相對簡單。

(2)工具起出后基本沒有損傷，只有一套工具防磨塊部分掉落，修復后能夠重復利用，說明防磨措施起到了保護作用。

(3)測量φ600工具切削刃磨損長度，沁試12平1-V1井工具達14cm左右，而V2井達12cm左右，相比之前直井造穴有所增長，洞穴尺寸滿足不小于0.5m的要求，扶正措施起到了預計的效果。

(4)在造穴效率方面，整體的鍛銑、造穴速度相比直井基本差不多，局部提高幅度大，V1井鍛銑速度達40cm/h，而V2井造穴施工造穴速度相比之前直井也有所提升。

[1] 蔣海濤,周俊然，董穎，等煤層氣井復合造穴技術研究及應用.中國煤層氣，2011，8(6)：42-45.

(責任編輯 桑逢云)

Application of Cavity-forming Techniques in Roof Mudstone for CBM Inclined Well

TAO Songling1, JIANG Haitao1, ZHOU Lichun2, YU Huaibin1, ZHANG Hongqiang3, MENG Zhenqi1

(1. Engineering and Technology Research Institute of Bohai Drilling Engineering Co., Ltd., CNPC, Hebei 062552;2. CBM Exploration and Development Subsidiary Company of Petro China Huabei Oilfield Company, Shanxi 048000;3.No.5 Drilling Engineering Branch of Bohai Drilling Engineering Co., Ltd., CNPC, Hebei 062450)

the cavity-forming technique in roof mudstone has been widely applied to vertical well, but nothing is report about the application in CBM inclined well. In order to meet the requirements of the cavity-forming in roof mudstone for CBM inclined wells, the original cavity-forming apparatus and process for single wing is improved, and field application is carried out in multiple wells in Qinshui Basin of Shanxi Province, including QIN 12 PING 1-V2 and QIN 12 PING 1-V1. The results show that the cavity-forming technique in roof mudstone could be also applied to CBM inclined well.Keywords:CBM; roof mudstone; cavity-forming apparatus; inclined well

山西沁水盆地煤層氣水平井開發示范工程 (2011ZX05061)

陶松齡，工程師，現主要從事于固井、完井等鉆井工具的研究工作。