-1-中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院二○一三年三月煤層氣鉆井新技術(shù)與應(yīng)用-2-匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣工程研究所基本情況二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備四、煤層氣鉆井工程實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)五、結(jié)束語定位：致力于煤層氣工程特色技術(shù)的研發(fā)與服務(wù)，形成國內(nèi)一流、國際領(lǐng)先的煤層氣鉆完井技術(shù)技術(shù)系列。

職責(zé)：

—煤層氣鉆完井技術(shù)及專用工具研究

—中石油煤層氣鉆井業(yè)務(wù)支持與服務(wù)

—煤層氣鉆井技術(shù)發(fā)展規(guī)劃煤層氣工程研究所是國內(nèi)唯一以煤層氣鉆井工程技術(shù)作為研究對象的科研單位；擁有的煤層氣鉆井完井技術(shù)是中石油鉆井院十大特色技術(shù)之一。一、單位基本情況1993年起開始介入煤層氣現(xiàn)場試驗(yàn)，進(jìn)行煤層氣鉆井技術(shù)的前期研究;1994年負(fù)責(zé)完成了湖南冷試1井、江西曲試1井兩口煤層氣試驗(yàn)井的鉆井完井設(shè)計(jì)及現(xiàn)場技術(shù)管理工作，為美國菲利普斯公司提供了煤層傷害評價(jià)服務(wù);1996-2006年負(fù)責(zé)完成了中石油煤層氣項(xiàng)目經(jīng)理部30多口試驗(yàn)井、2口水平分支井的鉆完井工程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場監(jiān)督和現(xiàn)場跟蹤研究工作：2006年，負(fù)責(zé)完成了樊莊地區(qū)3#煤層100口開發(fā)直井的區(qū)塊技術(shù)服務(wù)與監(jiān)理工作;2009年獨(dú)立設(shè)計(jì)、組織實(shí)施了鄭平1-1多分支水平井；2008至現(xiàn)在，承擔(dān)了煤層氣相關(guān)的國家重大專項(xiàng)、股份公司專項(xiàng)、海外專項(xiàng)等課題攻關(guān)，開發(fā)出了DRMTS-II穿針工具和DRPE篩管完井等技術(shù)。1、發(fā)展歷程一、單位基本情況煤層氣鉆井完井設(shè)計(jì)、跟蹤研究、區(qū)塊監(jiān)理工作煤層氣水平井鉆井工程現(xiàn)場實(shí)施技術(shù)（具備工程總包能力）水平井遠(yuǎn)距離穿針技術(shù)服務(wù)煤層氣篩管完井技術(shù)煤層氣欠平衡鉆井技術(shù)煤層氣鉆完井工程實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)煤層氣繩索取心工藝技術(shù)服務(wù)一、單位基本情況6擁有獨(dú)立開發(fā)的煤層氣多分支井優(yōu)化設(shè)計(jì)、欠平衡設(shè)計(jì)、欠平衡鉆井風(fēng)險(xiǎn)評估三套軟件，并取得集團(tuán)公司煤層氣鉆井設(shè)計(jì)資質(zhì)證書DR-CBM煤層氣工程數(shù)據(jù)庫煤層氣產(chǎn)能評價(jià)模塊鉆井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊煤層氣欠平衡設(shè)計(jì)模塊煤層氣井風(fēng)險(xiǎn)模擬預(yù)測模塊一、單位基本情況-7-匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣工程研究所基本情況二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備四、煤層氣鉆井工程實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)五、結(jié)束語

水平井/多分支井是煤層氣的高效開采方式，而遠(yuǎn)距離穿針（對接）技術(shù)是煤層氣水平井/多分支井開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，該技術(shù)長期被外國公司壟斷，嚴(yán)重制約了我國煤層氣低成本規(guī)模開發(fā)。R鉆進(jìn)方向洞穴

磁發(fā)射裝置

探管穿針目標(biāo)：引導(dǎo)煤層氣水平井與排采直井連通。工藝流程：水平井下入磁發(fā)射裝置，洞穴直井下入測量探管；通過穿針裝備實(shí)時(shí)測量鉆頭與洞穴的相對位置關(guān)系，然后為定向鉆井提供精確靶點(diǎn)。二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)-8-

2008年國家油氣重大專項(xiàng)將穿針裝備其列為“10大裝備之一”進(jìn)行攻關(guān)研究；通過“十一五”后三年的技術(shù)攻關(guān)，研制出DRMTS遠(yuǎn)距離穿針裝備；該裝備具有點(diǎn)對點(diǎn)精確定位導(dǎo)向能力，可完成煤層氣水平井與排采直井玻璃鋼套管連通作業(yè)；與國外儀器相比，具備近距離測量和立體導(dǎo)向優(yōu)勢。4、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)水平井形成旋轉(zhuǎn)磁場1、DRMTS磁發(fā)射裝置1、DRMTS測量探管鉆頭與探管相對位置關(guān)系螺桿及LWD磁信號通過電纜上傳洞穴井3、DRMTS地面工控系統(tǒng)5、磁信號解釋處理中心-9-二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)-10-距離80米開始測量和定位距離60米全力進(jìn)行軌跡調(diào)整距離30米方位偏差控制在1度以內(nèi)距離10米，方位偏差控制在0.5度以內(nèi)鉆進(jìn)方向水平井洞穴直井距離1米方位偏差控制在0.5度以內(nèi)玻璃鋼套管井軌跡測控標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)對點(diǎn)連通玻璃鋼技術(shù)核心測量范圍：DRMTS-II設(shè)備探測范圍為80~1米；國外RMRS為70~5米。立體測量：測量井斜偏差、鋼套管位置磁性標(biāo)定；40米以內(nèi)定位測量精度達(dá)到厘米級別。二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)國外同類技術(shù)國內(nèi)同類技術(shù)DRMTS-I穿針裝備最大探測范圍及精度井下最大探測范圍達(dá)到70米；距離測量誤差小于5%本項(xiàng)目研發(fā)前及研發(fā)過程中國內(nèi)尚無該類技術(shù)DRMTS-II穿針裝備達(dá)到80米井下探測范圍；距離測量誤差小于5%產(chǎn)品規(guī)格系列系列較全，最小尺寸3-1/2″研制出4-3/4″等三種規(guī)格系列裝備，近距離測量（5米以內(nèi)）磁場飽和，不能進(jìn)行測量及定位作業(yè)可在1~5米近距離范圍進(jìn)行測量及定位作業(yè)空間導(dǎo)向只測量距離和方位偏差可測量井斜偏差，能夠三維立體導(dǎo)向設(shè)備銷售價(jià)格每套設(shè)備售價(jià)160萬元，專利費(fèi)5萬元/井次；技術(shù)服務(wù)費(fèi)用25萬元/井次具體技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，滿足工業(yè)應(yīng)用要求-11-二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)2012年5月19日中央電視臺(tái)宣傳了該技術(shù)成果。主流報(bào)刊《光明日報(bào)》、《科技日報(bào)》、《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》等9家媒體在主力版面發(fā)表文章，宣傳這一科技進(jìn)步成果。新華網(wǎng)、人民網(wǎng)等共有41家網(wǎng)站進(jìn)行了轉(zhuǎn)載報(bào)道。2011年11月DRMTS-1穿針裝備通過了集團(tuán)公司組織的鑒定評審。2011年12月8日參加了集團(tuán)公司十大利器發(fā)布會(huì)，標(biāo)志著中石油成為第二家掌握該技術(shù)的公司。產(chǎn)品發(fā)布與鑒定媒體報(bào)道-12-二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)DRMTS穿針裝備推廣應(yīng)用

2012年1月至12月，DRMTS型穿針裝備共完成13井次的穿針技術(shù)服務(wù)，其中三次直接連通玻璃鋼套管，一次連通作業(yè)成功率達(dá)到100%；該產(chǎn)品已在我國沁水盆地、鄂爾多斯盆地等主要煤層氣區(qū)塊得到廣泛應(yīng)用，性能指標(biāo)得到了用戶的肯定和贊譽(yù)。-13-井號區(qū)塊甲方公司主要技術(shù)應(yīng)用情況靶心距（厘米）鄭試平6H鄭莊區(qū)塊華北油田連通7寸玻璃鋼

4.5SS01河南煤層氣區(qū)塊河南煤層氣公司直徑0.5米洞穴

6.6DSF-05H井彬縣區(qū)塊龍門煤層氣公司直徑0.5米洞穴

4.1沁平12-11沁水盆地鄭莊區(qū)塊華北油田直徑0.5米洞穴

17.2ZP3-10沁水盆地鄭莊區(qū)塊華北油田直徑0.5米洞穴

7.7ZP4-10沁水盆地鄭莊區(qū)塊華北油田復(fù)合連通、7寸玻璃鋼

3.2ZP4-14沁水盆地鄭莊區(qū)塊華北油田直徑0.5米洞穴

12.0FL-H13-L山西柳林區(qū)塊華北油田7寸連通玻璃鋼

6.2ZP3-7沁水盆地鄭莊區(qū)塊華北油田直徑0.5米洞穴12.4DSFC-06井彬縣區(qū)塊龍門煤層氣公司直徑0.5米洞穴11.6HJH1-1井彬縣區(qū)塊陜西油氣鉆采遠(yuǎn)端連通、直徑0.5米洞穴20.0二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)典型案例：鄭試平6H井落魚洞穴7″鋼套管7″玻璃鋼套管3米1、靶區(qū)范圍由原來的0.5×4米矩形靶縮小至點(diǎn)靶2、且連通段地層位于頂板泥巖中，側(cè)鉆補(bǔ)救難度大3、憋壓連通等措施成功可能性很小靶點(diǎn)-14-二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)典型案例：鄭試平6H井在我院穿針作業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)和渤海鉆探第四鉆井公司的通力協(xié)作和配合下，一次性圓滿完成了該井玻璃鋼連通任務(wù)。DRMTS遠(yuǎn)距離穿針測量結(jié)果井深(m)距離(m)方位偏差(°)靶點(diǎn)井斜角(°)951.3853.5710.1280.8696045.789.1882.01967.537.16.5582.28970.732.894.5782.71976.326.553.1382.37981.920.721.1282.9498814.90.6981.598913.860.2981.09993.29.070.0180.989975.26-0.3878.67998.83.36-0.7876.861001.8連通，靶心距4.5cm-15-二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)典型案例：柳林煤層氣區(qū)塊FL-H13-L為解決直井洞穴垮塌問題，富地石油公司在FL-H13-L井未造洞穴，直接連通玻璃鋼套管；在我院穿針作業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)和陜西龍門天地煤層氣技術(shù)工程有限公司的通力協(xié)作和配合下，一次性圓滿完成了該井玻璃鋼連通任務(wù)DRMTS遠(yuǎn)距離穿針測量結(jié)果井深(m)距離(m)方位偏差(°)靶點(diǎn)井斜角(°)701.864.522.890.8707.559.671.2289.26714.552.32-0.4890.8172244.53-1.0391.2172838.91-0.1891.45734.532.54-0.5491.0574026.090.8590.43745.520.70-0.2989.8875313.36-0.2188.10759.36.88-0.8282.70763.42.37-1.4594.76765.8連通，靶心距6.2cm-16-目前富地石油公司已放棄直井造穴工藝，全面推廣“點(diǎn)對點(diǎn)”連通玻璃鋼技術(shù)！二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)二開8-1/2″井眼下入6-1/2″磁源發(fā)射裝置引導(dǎo)，完成復(fù)雜地層段的鉆進(jìn)，然后下套管；三開采用4-3/4″磁源發(fā)射裝置再次進(jìn)行引導(dǎo)，最終實(shí)現(xiàn)兩井連通。6-1/2磁源發(fā)射裝置磁測量探管二開井段DRMTS穿針裝備引導(dǎo)至距離直井3~10米，下套管封堵連通點(diǎn)前不穩(wěn)定煤層-17-典型案例：復(fù)合穿針工藝二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)典型案例：ZP4-10井該井位于山西省沁水盆地鄭莊區(qū)塊，由在井斜70度時(shí)鉆遇煤層，井眼軌跡將穿越3#煤層底部的粉煤，因此決定采用“二開預(yù)連通+三開連通”的復(fù)合連通模式進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)；DRMTS-I穿針工具在8-1/2″井眼距離洞穴80米開始精確定位導(dǎo)向，并引導(dǎo)至距離洞穴22米處，方位偏差0.6度；三開采用4-3/4磁源發(fā)射裝置進(jìn)行磁導(dǎo)向，在距離洞穴1.5米處結(jié)束導(dǎo)向作業(yè)，方位偏差2.1度，繼續(xù)鉆進(jìn)1.4米后實(shí)現(xiàn)兩井連通作業(yè)。不穩(wěn)定粉煤段二開套管鞋洞穴直井-18-二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)-19-匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣工程研究所基本情況二、DRMTS-II遠(yuǎn)距離穿針鉆井技術(shù)三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備四、煤層氣鉆井工程實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)五、結(jié)束語三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-20-針對我國煤層易垮塌及產(chǎn)出煤粉等特點(diǎn)，鉆井研究院研制完成一套煤層氣篩管完井技術(shù)（包括PE篩管、注入裝置、錨定裝置等）。解決了煤層氣水平井完井井壁垮塌等問題，有望提高煤層氣井筒壽命和單井產(chǎn)量。PE篩管PE篩管滾筒注入裝置引導(dǎo)錨定裝置鉆桿PE篩管完井系統(tǒng)構(gòu)成2寸PE篩管以類似連續(xù)管的形式，在煤層水平段下入篩管，有效支撐煤層井壁，保持排采期間井眼的連通。井口連續(xù)注入裝置引導(dǎo)錨定裝置-21-三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-22-1、煤層氣水平井專用PE篩管加工完成的2吋PE篩管1600m/卷材料：HDPE100外徑50.8mm，壁厚4.6mm篩眼：8mm×23mm，過流面積比3%篩眼相位分布為60°

支撐力24000N/m三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-23--23-2、地面連續(xù)注入裝置主要功能和特點(diǎn)：以類似連續(xù)油管注入的形式，采用液壓驅(qū)動(dòng)的專用摩擦鏈條帶動(dòng)PE篩管連續(xù)注入到鉆桿內(nèi)。

注入裝置采用大量標(biāo)準(zhǔn)件及常用件，標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)高達(dá)60%以上。該裝置可直接與鉆桿進(jìn)行連接和固定；系統(tǒng)自帶小型獨(dú)立液壓源。地面連續(xù)注入裝置整機(jī)

適用注入2~4吋的PE篩管注入力：6kN額定注入速度：8m/min液壓系統(tǒng)：耐壓16MPa額定排量25L/min連接絲扣：311型裝置規(guī)格參數(shù)三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-24-3、引導(dǎo)和錨定裝置研制設(shè)計(jì)原則：下的去、張的開、掛的牢

主要功能和特點(diǎn)：在泵沖過程中承壓臺(tái)肩憋壓形成牽引力，帶動(dòng)篩管下入到預(yù)定位置，然后張開刀翼自動(dòng)張開，固定篩管于煤層中。該裝置由單向閥、承壓臺(tái)肩、張開刀翼三部分組成。裝置規(guī)格參數(shù)

張開刀翼半徑25cm本體直徑50.8mm

90°夾角組合式刀翼結(jié)構(gòu)承壓臺(tái)肩外徑：54mm、56mm、58mm適合井眼：6吋、8-1/2吋

鉆桿最小通徑：61mm張開刀翼承壓臺(tái)肩單向閥三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-25-

2012年3月-11月在山西柳林、長治、沁水、內(nèi)蒙古等地已經(jīng)完成6井次的PE篩管完井技術(shù)試驗(yàn)與應(yīng)用。井號區(qū)塊甲方公司井型備注鄭試9U-H沁水盆地鄭莊區(qū)塊華北油田煤層氣分公司U型井現(xiàn)場試驗(yàn)華李平1H沁水盆地長治區(qū)塊華北油田煤層氣分公司U型井現(xiàn)場試驗(yàn)CLU-02H柳林區(qū)塊中聯(lián)煤層氣有限公司U型井完井技術(shù)服務(wù)霍U1-1H內(nèi)蒙古霍林河區(qū)塊中石油廊坊分院V型井完井技術(shù)服務(wù)霍U1-2H內(nèi)蒙古霍林河區(qū)塊中石油廊坊分院V型井完井技術(shù)服務(wù)CLU-01H柳林區(qū)塊中聯(lián)煤層氣有限公司U型井完井技術(shù)服務(wù)4、DRPE型篩管完井試驗(yàn)與應(yīng)用三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-26-

鄭試9U-H井

2012年3月12~13日，項(xiàng)目組應(yīng)廊坊分院邀請，赴鄭莊區(qū)塊鄭試9U-H井進(jìn)行試驗(yàn)。完成鄭試9U-H井洞穴前245m和洞穴后1122.1m（0-376m和376-1122.1m），共計(jì)1367.1m的2吋PE篩管的施工作業(yè)。鄭試9U井身結(jié)構(gòu)垂直剖面圖鄭試9U-H鄭試9U-V洞穴三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-27--27-

鄭試9U-H井

該井組在2012年7月1日進(jìn)行投產(chǎn)，目前日產(chǎn)水量為0.7m3，日產(chǎn)氣為1370m3，預(yù)計(jì)該井單井產(chǎn)量可超過10000m3/d。鄭試9U-V井試氣曲線三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-28-

2012年8月25~26日，項(xiàng)目組在山西長治區(qū)塊華李平1H井進(jìn)行了一井次現(xiàn)場試驗(yàn)，完成

831-1731m（831-1202m和1202-1731m），共計(jì)900m水平段的2吋PE篩管的施工作業(yè)。

華李平1H井華李平1井身結(jié)構(gòu)垂直剖面圖華李平1H華李平1V洞穴三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-29-

CLU-02H井

2012年9月10~12日，項(xiàng)目組應(yīng)中聯(lián)煤邀請，赴柳林區(qū)塊CLU-02H井進(jìn)行試驗(yàn)。由于鉆具水眼（52mm）偏??；泥漿比重（1.14-1.16）和粘度（45S）過大，分5段共計(jì)完成886m的2吋PE篩管的施工作業(yè)。序號PE篩管下入長度（m）PE篩管下入長度（m）自至11481842169421801694151431201514139441531394124152851241956總長度8861842956CLU-02井身結(jié)構(gòu)圖三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備1H2H-30-

霍U1-1H&2H煤層氣V型井

2012年10月4~5日完成霍U1-1H井629m（816-1445m）的PE篩管施工作業(yè)。2012年10月9~11日完成霍U1-2H井800m（400-800m,800-1200m）的PE篩管施工作業(yè)。霍U1煤層氣V型井身結(jié)構(gòu)圖三、DRPE篩管完井技術(shù)與裝備-31-

2012年10月24日，完成CLU-01H井1127-1780m（1127-1427m，1427-1780m），共計(jì)653米水平段的PE篩管施工作業(yè)。

CLU-01H井三、