煤层气分支井井身结构设计模型研究.pdfVIP

2007在 天然气技术 Vo1．1．No．6 第1卷·第6期 Natural Gas Technology Dec．2007 文章编号：1 673—9035(2007)06—0028—03 煤层气分支井井身结构设计模型研究 鲜保安1蒋卫东1黄 勇2 摘 要 煤层气是一种以吸附态储集在煤层中的天然气资源。煤层气分支井增产机理在于实现了广域面的效 应，可以大范围沟通煤层裂隙系统，扩大煤层降压范围，降低煤层水排出时的摩阻，大幅度提高单井产量和采收 率。根据流体串联和并联管路设计原理，设计出两类紊流型和五类层流型的分支井身结构模型，为煤层气田分支 井优化设计提供了重要基础。 关键词 煤层气 分支井 井身结构 设计模型 煤层气是指储集在煤层中的天然气，主要指吸 水平井眼以张性和剪切变形形成的裂纹为主，并且 附在煤岩基质内的甲烷，即煤层中以吸附状态存在 由于钻采过程中煤层应力状态的变化，导致原始闭 的天然气…。所谓分支井，就是从主水平井或直井井 合的裂纹重新开启，原始裂纹与应力变化产生的新 筒钻出多个分支井眼，以提高储层的泄油 (气)面 裂纹形成网状结构，所以煤层气分支井的增产机理 积。煤层气分支井技术，正是针对煤层气储层的低 在于突破了原来直井点的范围与单一水平井的线或 压、低渗、低流体动能和低产特性而提出来的集煤 窄面的局限，实现了广域面的效应，可以大范围沟 层气钻井、完井与增产措施于一体的一种技术。 通煤层裂隙系统，扩大煤层降压范围，降低煤层水 分支井按曲率半径划分为四类，即长半径分支 排出时的摩阻，大幅度提高单井产量和采收率 。多 井、中半径分支井、短半径分支井、超短半径分支 分支水平井技术的优点主要表现在以下几方面： 井，其中中曲率半径分支井应用最广泛。分支井按 (1)增加有效供给范围。水平钻进400～600 m 井眼剖面划分为四类，即主井筒为直井的双分支井、 是比较容易的，然而要压裂这么长的裂缝几乎是不 主井筒为直井的三分支井、主井筒为水平井的三分 可能的，而且造就一条较长的支撑裂缝要求使用大 支井、主井筒为水平井的梳齿状分支井。主井筒为 型的压裂设备。多分支水平井在煤层中呈网状分布， 直井的双分支，分别开发两个不同的产层，两个井 将煤层分割成很多连续的狭长条带，从而大大增加 筒分别是直井和定向井；主井筒为直井的三分支井， 了煤层气的供给范围。 在主井筒以下有两个分支；主井筒为水平井的三分 (2)提高煤层导流能力。压裂的裂缝无论长度 支井，三个分支井在主井筒同侧，分别开发三个层 多长，流动的阻力都是相当大的，而水平井内流体 位；主井筒为水平井的梳齿状分支井，主井筒为水 的流动阻力相对于割理系统要小得多。分支井跟与 平井，各分支呈梳齿状或逆斜分布 。 煤层割理的相互交错，使煤层割理与裂隙更畅通， 从而提高了裂隙的导流能力。 一 、 煤层气分支井主要增产机理与优点 (3)减少对煤层的伤害。常规直井钻井完钻后 分支井技术特别适合于开采低渗透储层的煤层 要固井，完井后还要进行水力压裂改造，每个环节 气等，与采用射孔完井和水力压裂增产的常规直井 都会对煤层造成不同程度的伤害，而煤层一旦被伤 相比，具有不可替代的优越性。煤层裂缝系统由众 害很难恢复。采用多