㈠ 煤層氣叢式井鑽進工藝
李雲峰
（河南省煤田地質局豫中公司 鄭州 450052）
作者簡介：李雲峰，1965年生，男，高級工程師，1987年畢業於長春地質學院，探礦工程。河南省煤田地質局豫中公司書記，副總經理。通信地址：鄭州市南陽路99號，郵政編碼：450052，郵箱：[email protected]。
摘要 文章介紹了沁水盆地煤層氣概況、地層條件、技術要求、設備機具配套及叢式井施工工藝，鑽井工藝及技術經濟效果。
關鍵詞 煤層氣 地層條件 叢式井 技術要求 設備機具 鑽井工藝 效果
Drilling Technology of CBM Cluster Wells
Li Yunfeng
（He'nan Coalfield Geology Bureau Yuzhong Company，Zhengzhou 450052）
Abstract：This article introced CBM geology，formation conditions，technical requirements，equipments and drilling technology of CBM cluster wells as well as evaluation results of technical economy in Qinshui basin，Shanxi Province.
Keywords：CBM；formation conditions；cluster wells；technical requirements；equipments；drilling technology；effects
沁水盆地位於太行隆起以西，汾渭地塹以東，北以孟縣隆起為界，南界限為中條山隆起。盆地是一個大型復式向斜，南北兩端寬闊，中部窄，構造簡單。含煤面積約為2.39×104km2，煤層氣資源量為68500×108m3。主要煤層有3號和15號煤，煤層氣含量普遍較高，一般為5～25m3/t。煤層氣作為潔凈能源越來越廣泛開采應用，加之煤礦開采安全的需要，徹底解決鑽孔施工與採掘爭時間和空間的問題；高濃度甲烷使商業化的采氣成為現實：井下瓦斯抽放由於工藝和技術原因，抽放濃度相對較低，而地面煤層氣開發可使甲烷濃度與煤層原始甲烷濃度一樣。豐厚的商業回報成為煤礦除煤炭開采外的又一經濟來源。
1 地層情況及技術要求
1.1 地層
開孔層位為第四系，其下為二疊系石千峰組，完鑽層位為奧陶系峰峰組，施工中將鑽遇石千峰組、上石盒子組、下石盒子組、山西組、太原組、本溪組、峰峰組。其中石千峰組、上石盒子組、下石盒子組、山西組以砂泥岩為主，上石盒子組頂部有燧石層及硅質岩層。太原組及本溪組為砂泥岩與石灰岩，石灰岩中常含燧石。峰峰組以石灰岩為主，夾有薄層泥岩或泥灰岩及石膏層。
1.2 主要技術要求
（1）φ311井徑、下φ244.5表層套管，封固良好。φ215.9 井徑、下φ139.7 油層套管完鑽。
（2）定向井井身：造斜段，全形變化率 Gm連續三點不得大於16°/100m；穩斜段，Gm≤6°/100m；靶心半徑小於等於20m。井徑規則，不得出現鍵槽和狗腿，煤層部位井徑擴大率小於等於10%。
2 設備及機具配置
2.1 設備
鑽機：GZ-2000；TSJ-2000。
水泵：3NB-1000；F-500；NB8-600；TBW-1200/7B；排量 20～42L/s，壓力5～32MPa。
動力：PZ12V-190；PZ8V-190；135系列等，功率120～800HP
鑽塔：27.5m/A型塔（750kN）。
2.2 機具配置
鑽具：φ127mm鑽桿；φ159mm鑽鋌。
工具：750 kN 四輪大鉤；三吊一卡等。
2.3 定向部分機具配置
5LZ165-7Y螺桿鑽；單點照像測斜儀；φ165mmNMDC；1.75°、2°彎接頭，φ214mm穩定器。
3 鑽井工藝
3.1 井身結構
一開採用φ311mm鑽至基岩，下入φ244.5表層套管，固井並候凝48h。
二開採用φ215.9mm鑲齒牙輪鑽頭鑽至完井，下入φ139.7技術套管固井。
3.2 泥槳工藝
煤系地層主要採用PHP（水解聚丙烯酞胺），起到絮凝泥漿中的鑽屑、劣質粘土，改善泥漿流動性，減小摩阻，提高鑽速。採用鈉羧甲基纖維素（cmC）降失水劑來降低泥漿失水，抑制泥岩水化膨脹和鞏固井壁；提高泥漿懸浮和攜帶岩屑能力。採用R59 鑽井液提高泥漿的潤滑攜砂能力，減少鑽具回轉阻力。
指標：粘度18s；pH值7～8；比重1.04；失水30L/30min；含砂＜1%。
3.3 鑽頭選用
選用適岩的三牙輪鑲齒鑽頭，單只鑽頭進尺150～300m。
3.4 鑽具使用
φ127鑽桿接頭加耐磨帶，提高接頭壽命，採用緊扣力矩，加強緊扣。
φ159鑽鋌採用緊扣方法防止扣磨損。
3.5 螺桿的選用
使用5頭4級的5LZ165-7Y螺桿，提高回轉扭矩，加大鑽壓，提高效率。
4 定向井鑽具組合及措施
定向井施工中主要分直井段、造斜段、增斜段、穩斜段，要針對不同地層、不同井深、位移有效地做好四個井段的鑽具組合。實現設計軌跡是施工的關鍵。
4.1 直井段鑽具組合及措施
直井段防斜是叢式井施工的主要保障，另一方面甲方也要求直井段井斜≤1.5°，表套＜0.5°，所以直井段的鑽具組合至關重要，同時也關系著叢式井防碰及下部定向造斜段的難易程度。
4.1.1 鑽具組合
一開直井：φ311.1mm鑽頭+φ159mmDC6柱+φ127mmDP。
二開直井：φ215.9mm鑽頭+φ159mmDC6柱+φ127mmDP。
以上造斜前直井段鑽具組合用於造斜點較淺，且地質層穩定，不易井斜的情況。此結構在陝北叢式井施工中，造斜點井斜很小（≤2°），是一種理想的組合方式。
4.1.2 工藝措施
（1）鑽井參數：鑽壓60～80kN，轉速62～104rpm，泵量26～35L/s。
（2）見基岩時要輕壓慢轉，防止井斜。
（3）基岩直井段換徑時要吊打，換定向組合鑽具前測斜。
4.2 動力鑽具造斜段鑽具組合及措施
4.2.1 鑽具組合
φ215.9mm鑽頭+φ165mm螺桿+1.75°彎接頭+φ165mmNMDC1 根+φDC8 柱+φ127mmDP。
4.2.2 技術措施及效果
（1）主要選擇1.75°、2°彎接頭造斜。
（2）採用1.75°彎接頭增斜率為1.5°～2°/30m。
（3）鑽壓60～80kN，泵壓3.5MPa，馬達轉速120～180rpm，泵量28L/s。
（4）調整好鑽井液性能，控制含砂量。
4.3 轉盤增斜段鑽具組合及措施
4.3.1 鑽具組合
φ215.9mm鑽頭+φ214mm穩定器+φ165mmNMDC1根+φ214mm穩定器+φ159DC8柱+φ127mm鑽桿。
4.3.2 技術措施及效果
（1）增斜段技術參數：鑽壓140～160kN，轉速60～85rpm，泵壓2MPa，泵量28L/s。
（2）效果：一個單根回次造斜強度0.6°/9m。
（3）全形變化率3°～4°/100m。
（4）加強測斜，及時測井斜、方位和增斜率，如達不到要求，必須及時採取適當措施。
（5）加強鑽井液性能維護，提高防塌性能和攜砂能力，充分清潔井眼。
4.4 穩斜段鑽具組合及措施
4.4.1 鑽具組合
φ215.9mm鑽頭+φ159短鑽鋌+φ214mm穩定器+φ165NMDC1 根+φ159DC8 柱+127mmDP。
4.4.2 技術措施及效果
（1）穩斜段技術參數：鑽壓140kN，轉速125rpm，泵壓2.5MPa。
（2）鑽壓操作三班一致，轉速要均勻。
（3）加強測斜，防止井斜和方位急劇變化。
5 技術及經濟效果
通過幾年的陝北淺層石油鑽井實踐，使我局在鑽井工藝技術及經濟效果方面取得了明顯成績。
5.1 技術效果
（1）在採用石油大泵施工叢式井的基礎上，結合我們自身的實際情況，因地制宜，採用TBW-1200/7B兩台並泵施工叢式井，發展到現在的TBW-850/5兩台並泵，目前正在採用單台TBW-1200/7B施工叢式井，為盤活設備存量做了有益的嘗試。
（2）從初期採用TSJ-2000施工叢式井的基礎上逐年採用TSJ-1000施工叢式井，並且取得較好的效果。
（3）首次在TSJ-1000鑽機採用φ127DP、φ159DC 鑽進，在機具配置上做了有益的嘗試。
（4）反扭矩控制方法從最復雜的轉盤控制到現在採用閘帶控制。
（5）實現了高壓噴射鑽進。在石油大泵的基礎上採用了高壓噴射鑽進，壓力達到6～8MPa，效率提高了25%。
（6）大鑽具的事故預防及處理得到極大的改進。
5.2 經濟效果
首次將叢式井引入煤層氣施工。已完成4個井組施工，節約了土地佔用和管線鋪設，為業主節約了開采成本。
參考文獻
[1]孫茂遠.2002.中國煤層氣產業政策研究.北京：煤炭工業出版杜
[2]華北石油地質局.1990.煤層氣譯文集.鄭州：河南科學技術出版杜
[3]大港油田.1999.鑽井工程技術（中）.北京：石油工業出版杜
㈡ 油田鑽井隊的三吊一卡是什麼
吊卡 吊鉗 吊環 卡瓦及安全卡瓦
㈢ 三吊一卡是什麼
吊環，吊卡，吊鉗，多面卡瓦，三面卡瓦，安全卡瓦
㈣ 江蘇如通石油機械股份有限公司怎麼樣
摘要 江蘇如通石油機械股份有限公司是一家致力於石油鑽采設備與工具研發、 生產、銷售的專業化企業。公司始建於1958年，2002年改制為民營企業，2011年根據公司轉型發展要求進行了股份制改造，2016年12月9日在上海證券交易所主板掛牌上市！公司已躋身中國石油石化裝備製造業50強、國家守合同重信用企業、江蘇省高新技術企業和江蘇省創新型企業，在國內「三吊一卡」井口設備和工具細分市場領域位於前列。